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La herramienta de comunicaciones ópticas del espacio profundo a bordo de la sonda Psyche envió con éxito la transmisión de datos más distante mediante un rayo láser hacia y desde la Tierra.

Crédito de la imagen: ProleR/Shutterstock.com 



AUn experimento en el espacio profundo que viaja a bordo de la nave espacial Psyche de la NASA acaba de enviar por primera vez un mensaje mediante láser a la Tierra desde mucho más allá de la Luna, un logro que podría transformar la forma en que se comunican las naves espaciales.

En la demostración más lejana jamás realizada de este tipo de comunicación óptica, el Sistema de Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo (DSOC, por sus siglas en inglés) emitió un láser de infrarrojo cercano codificado con datos de prueba desde su posición a unos 16 millones de kilómetros (10 millones de millas) de distancia, lo que representa unas 40 veces más lejos que la Luna de la Tierra, hasta el Telescopio Hale en el Observatorio Palomar de Caltech en California.

El DSOC es una demostración tecnológica de dos años que acompaña a 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 su transceptor láser se fijó en la potente baliza láser de enlace ascendente del JPL en su Observatorio de Table Mountain. lo que permitió al transceptor del DSOC apuntar su láser descendente al observatorio de Caltech a 130 kilómetros (100 millas) de distancia.   

“Lograr la primera luz es uno de los muchos hitos críticos del 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 en apoyo del próximo gran salto de la humanidad: enviar humanos a Marte”, dijo en un comunicado Trudy Kortes, directora de Demostraciones Tecnológicas en la sede de la NASA .

Las comunicaciones ópticas se han utilizado antes para enviar mensajes desde la órbita terrestre , pero esta es la distancia más lejana hasta ahora a través de rayos láser. En un rayo láser, el haz de fotones se mueve en la misma dirección a la misma longitud de onda. La comunicación láser puede transmitir grandes cantidades de datos a velocidades sin precedentes al empaquetar datos en las oscilaciones de estas ondas de luz, codificando una señal óptica que puede transportar mensajes a un receptor a través de rayos infrarrojos (invisibles para los humanos).

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Puede ver el transceptor láser de vuelo con tapa dorada del DSOC en Psyche cuando estuvo instalado en las instalaciones de Operaciones Espaciales Astrotech de la NASA en diciembre de 2022.
Crédito de la imagen: NASA/Ben Smegelsky.

La NASA suele utilizar ondas de radio para comunicarse con misiones más lejanas que la Luna, y ambas utilizan ondas electromagnéticas para transmitir datos, pero la ventaja de los rayos láser es que se pueden empaquetar muchos más datos en ondas mucho más estrechas. Según la NASA, la demostración tecnológica de DSOC tiene como objetivo mostrar velocidades de transmisión entre 10 y 100 veces mayores que los principales sistemas de comunicación por radio actuales.

Permitir la transmisión de más datos permitirá que futuras misiones lleven instrumentos científicos de resolución mucho mayor, así como comunicaciones más rápidas en posibles misiones al espacio profundo ( transmisiones de vídeo en vivo desde la superficie de Marte, por ejemplo). 

“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 dentro del programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales de la NASA. . “Más datos significan más descubrimientos”.

Sin embargo, existen algunos desafíos que probar primero. Cuanto mayor es la distancia que debe recorrer la comunicación óptica, más difícil se vuelve, ya que requiere una precisión milimétrica para apuntar el rayo láser. Además, la señal de los fotones se volverá más débil, tardará más en llegar a su destino y eventualmente creará retrasos en la comunicación. 

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, les tomará alrededor de 20 minutos regresar; esto es tiempo suficiente para que tanto la Tierra como la nave espacial se hayan movido, por lo que los láseres de ambos deben ajustarse para este cambio de posición.

Hasta ahora, la demostración de tecnología que ha batido récords ha sido todo un éxito. “[La] prueba fue la primera en incorporar completamente los recursos terrestres y el transceptor de vuelo, lo que requirió que los equipos de operaciones de DSOC y Psyche trabajaran en conjunto”, dijo Meera Srinivasan, líder de operaciones de DSOC en JPL. “Fue un desafío formidable y tenemos mucho más trabajo por hacer, pero durante un corto tiempo pudimos transmitir, recibir y decodificar algunos datos”.

O, como lo expresó Abi Biswas, tecnólogo de proyectos para DSOC en JPL: “[Pudimos] intercambiar ‘bits de luz’ desde y hacia el espacio profundo”. El intercambio de fragmentos de luz hacia y desde el espacio profundo podría cambiar el futuro de la forma en que nos comunicamos en la exploración espacial.

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