Un experimento en el espacio profundo a bordo de la nave espacial Psyche de la NASA acaba de enviar por primera vez un mensaje láser a la Tierra desde una distancia de la Luna, una hazaña que podría cambiar la forma en que se comunican las naves espaciales.
En la demostración más lejana jamás realizada de este tipo de comunicación óptica, Deep Space Optical Communications (DSOC) emitió un láser de infrarrojo cercano codificado con datos de prueba desde su ubicación a unos 16 millones de kilómetros (10 millones de millas) de distancia, aproximadamente 40 veces más lejos que . Más lejos de la Luna que de la Tierra: hasta el Telescopio Hale en el Observatorio Palomar de Caltech en California.
DSOC es una demostración tecnológica de dos años de duración que se realiza a bordo de Psyche en su camino hacia su objetivo principal, el asteroide Psyche. La demostración logró la «primera luz» el 14 de noviembre, según el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, que gestiona ambas misiones, gracias a una maniobra increíblemente precisa en la que el transceptor láser se fijó en la potente baliza láser de enlace ascendente del JPL en el Observatorio de Table Mountain. Esto permitió que el transceptor de DSOC apuntara su láser descendente al Observatorio Caltech a 130 kilómetros (100 millas) de distancia.
«Lograr la primera luz es uno de los muchos hitos importantes para DSOC en los próximos meses, allanando el camino hacia comunicaciones de mayor velocidad de datos capaces de enviar información científica, imágenes de alta definición y transmisión de video para respaldar el próximo gran salto de la humanidad: enviar humanos», dijo Trudy Curtis, directora de Promoción Tecnológica en la sede de la NASA, en rueda de prensa: «A Marte». declaración.
La comunicación óptica se utilizó para enviar mensajes. Desde la órbita de la Tierra antes, pero esta es la distancia más larga hasta ahora con láser. En un rayo láser, el haz de fotones se mueve en la misma dirección y con la misma longitud de onda. Las comunicaciones láser pueden transmitir cantidades masivas de datos a velocidades sin precedentes empaquetando los datos en las oscilaciones de estas ondas de luz y codificando una señal óptica que puede transmitir mensajes a un receptor a través de rayos infrarrojos (invisibles para los humanos).
Puede ver el transceptor láser de vuelo cubierto de oro de DSOC en Psyche cuando estaba ubicado en las instalaciones de Operaciones Espaciales Astrotech de la NASA en diciembre de 2022.
Crédito de la imagen: NASA/Ben Smigelski
La NASA suele utilizar ondas de radio para comunicarse con misiones más alejadas de la Luna, las cuales utilizan ondas electromagnéticas para transmitir datos, pero la ventaja de los láseres es que se pueden empaquetar más datos en ondas más compactas. Según la NASA, la demostración de la tecnología DSOC tiene como objetivo demostrar velocidades de transmisión de 10 a 100 veces mayores que los mejores sistemas de comunicaciones por radio actuales.
Permitir que se transmitan más datos permitirá que futuras misiones lleven instrumentos científicos de mayor resolución, así como comunicaciones más rápidas en posibles misiones al espacio profundo, por ejemplo, transmisión de video en vivo desde la superficie de Marte.
«La comunicación óptica es una bendición para los científicos e investigadores que siempre quieren más de sus misiones espaciales y permitirá la exploración humana del espacio profundo», dijo el Dr. Jason Mitchell, director de la División de Tecnologías Avanzadas de Comunicaciones y Navegación del Programa de Comunicaciones y Astronáutica de la NASA. . . «Más datos significan más descubrimientos».
Sin embargo, existen algunos desafíos que es necesario probar primero. Cuanto más tiene que recorrer la conexión óptica, más difícil se vuelve, porque se requiere una precisión extrema para dirigir el rayo láser. Además, la señal de los fotones se volverá más débil, tardará más en llegar a su destino y, en última instancia, creará retrasos en las comunicaciones.
Durante la prueba del 14 de noviembre, los fotones tardaron unos 50 segundos en viajar desde Psyche a la Tierra. Para cuando Psyche alcance su distancia más lejana, tardará unos 20 minutos en retroceder, tiempo suficiente para que tanto la Tierra como la nave espacial se muevan, por lo que los láseres de ambas deben adaptarse a este cambio de posición.
Hasta ahora, la demostración de tecnología que ha batido récords ha sido un gran éxito. «[The] «La prueba fue la primera en integrar completamente los activos de transpondedor terrestre y de vuelo, lo que requirió que los equipos de operaciones de DSOC y Psyche trabajaran lado a lado», dijo Meera Srinivasan, líder de operaciones de DSOC en JPL. «Fue un gran desafío y tenemos mucho trabajo por hacer, pero durante un corto tiempo pudimos enviar, recibir y descifrar algunos datos».
O como dijo Abi Biswas, tecnólogo de proyectos DSOC en JPL: “[We] Pudieron intercambiar «trozos de luz» hacia y desde el espacio profundo. El intercambio de fragmentos de luz hacia y desde el espacio profundo puede ser un cambio futuro en la forma en que nos comunicamos en la exploración espacial.
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