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Mona Lisa voyage par laser, dans l'espace et à nouveau

Les amateurs d'art ne sont pas les seuls à être intrigués par Mona Lisa de Léonard de Vinci. En 2005, lors d’une expérience amusante, un groupe de chercheurs de l’Université d’Amsterdam a analysé le célèbre sourire de Mona Lisa. Ils ont procédé à une reproduction scannée de la peinture à l'aide du logiciel de «reconnaissance des émotions», qui a permis de conclure que Mona était précisément à 83% heureuse, 9% dégoûtée, 6% craintive, 2% en colère, 1% neutre - et complètement non surprise.

En 2010, des scientifiques français ont utilisé la spectrométrie de fluorescence X sur la peinture et ont découvert que da Vinci appliquait des couches sur de minces couches de vernis et de peintures pour obtenir le teint impeccable du sujet. Puis, cette année, des archéologues italiens ont exhumé à Florence la dépouille squelettique de Lisa Gherardini, la gardienne présumée du portrait, dans l’espoir d’identifier une fois pour toutes la véritable Mona Lisa.

Et maintenant, même la NASA s’intéresse à la dame timide de Vinci.

Dans une expérience de communication laser, des scientifiques de la station Next Laser Satellite Ranging (NGSLR) du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, ont transmis une image numérique de Mona Lisa à l'orbiteur de reconnaissance lunaire (LRO) à 240 000 kilomètres .

«C’est la première fois que des communications laser unidirectionnelles sont réalisées à des distances planétaires», déclare David Smith du Massachusetts Institute of Technology dans un communiqué de presse récent. Smith est l'enquêteur principal de l'altimètre laser Lunar Orbiter.

Jusqu'à présent, les scientifiques de la NASA ont utilisé les ondes radio pour suivre et communiquer avec des satellites se déplaçant hors de l'orbite terrestre. Cependant, ils envisagent désormais d'utiliser des lasers, qui peuvent transmettre davantage de données à un rythme plus rapide que les signaux radio.

Le satellite LRO, un satellite en orbite autour de la Lune et cartographiant sa surface depuis 2009, a fourni l’épreuve idéale. L’engin spatial est le seul actuellement en dehors de l’orbite terrestre capable de recevoir des lasers; il peut être suivi à l'aide de lasers et de radio.

Mais de toutes les images à envoyer, pourquoi la Mona Lisa ?

"Nous avons choisi la Mona Lisa parce que c'est une image familière avec beaucoup de subtilités, qui nous a aidés à voir l'effet des erreurs de transmission", a déclaré Xiaoli Sun, scientifique à la NASA Goddard et auteur principal d'un article récent sur le projet en Optics Express .

Nettoyer les erreurs de transmission Pour éliminer les erreurs de transmission introduites par l'atmosphère terrestre (à gauche), les scientifiques de Goddard ont appliqué la correction d'erreur de Reed-Solomon (à droite). (Courtoisie d'image de Xiaoli Sun, NASA Goddard)

L’image numérique était essentiellement «superposée» sur des impulsions laser régulièrement envoyées à LRO pour suivre sa position dans l’espace. La NASA décrit le processus de manière plus détaillée dans son communiqué de presse:

Un timing précis était la clé de la transmission de l'image. Sun et ses collègues ont divisé l’image de Mona Lisa en un tableau de 152 pixels sur 200 pixels. Chaque pixel a été converti en une nuance de gris, représentée par un nombre compris entre zéro et 4 095. Chaque pixel a été transmis par une impulsion laser, l'impulsion étant déclenchée dans l'un des 4 096 créneaux possibles pendant une brève fenêtre temporelle allouée au suivi laser. L'image complète a été transmise à un débit d'environ 300 bits par seconde.

Le satellite a rassemblé la totalité de l'image, puis l'a renvoyée par ondes radio. Le portrait n'a pas été transmis parfaitement; les perturbations naturelles du laser lors de son passage dans l'atmosphère terrestre représentent les pixels vides de l'image, illustrés ci-dessus. (À un moment donné, alors que l'image était envoyée à LRO, un avion a été détecté à moins de cinq degrés du laser et le laser a été bloqué pour cette heure, ce qui explique la traînée blanche verticale qui traverse l'image.) Sun et son équipe ont nettoyé l'image en utilisant ce qu'on appelle le codage de correction d'erreur Reed-Solomon.

L'expérience sera probablement la première d'une multitude. «Cette réalisation de pionnier ouvre la voie à la démonstration de communications au laser lunaire (LLCD), une démonstration de communication au laser à haut débit de données qui constituera un élément central de la prochaine mission lunaire de la NASA, l'explorateur LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer)». Goddard Richard Vondrak, le scientifique adjoint du projet LRO, dans le communiqué de presse.

Sur une note plus simple, cependant, je ne peux m'empêcher de me demander: qu'est-ce que da Vinci penserait du voyage cosmique de Mona Lisa?

Mona Lisa voyage par laser, dans l'espace et à nouveau