La NASA comienza a “stremear” vía láser desde el espacio profundo

(Desde el Centro Espacial Kennedy, NASA) .- La imagen de un gatito llamado Taters jugando sobre un almohadón, persiguiendo al punto rojo de un puntero láser y con música de fondo, puede significar muy poco a simple vista. Sin embargo, dentro del contexto de los planes de la NASA de mejorar su plataforma de comunicaciones en el espacio, este video de 15 segundos de duración es de una gran trascendencia.

La sonda Psyche despegó el pasado 13 de octubre, desde el Centro Espacial Kennedy, con destino al asteroide Psyche (es por eso que lleva su nombre) y será la primera vez que una nave espacial entre en órbita e investigue un asteroide metálico. Pese a tener un largo viaje, ya que no llegará hasta el 2029, la nave cumplirá varios objetivos durante su travesía. Uno de ellos era realizar el primer envío de una video de super alta resolución desde el espacio profundo utilizando un rayo láser.

Desde su lanzamiento en octubre, Psyche ha comenzado a encender varios de sus instrumentos, como son sus paneles solares, sistemas de comunicación y hasta sus cámaras ópticas. Sin embargo, uno de los más esperados realizó su primera prueba el pasado 11 de diciembre, cuando DSOC envió el primer video de alta resolución desde el espacio profundo, vía láser, hacia la Tierra.

DSOC, acrónimo utilizado para “Deep Space Optical Communications o Comunicaciones Ópticas de Espacio Profundo”, se trata de un instrumento que consiste en un transceptor de prueba a bordo de la nave Psyche, más un transmisor y receptor láser en Tierra, que será utilizado para probar comunicaciones de banda ancha ópticas más allá de la distancia Tierra-Luna.

El video recibido exitosamente hace pocos días fue enviado con la nave, viajando a miles de kilómetros por hora y a una distancia mayor a los 31 millones de kilómetros de la Tierra. El equivalente a 80 veces la distancia Tierra-Luna. Todo un récord para una prueba de estas características.

La señal tardó 101 segundos en llegar a nuestro planeta, enviando datos a 267mbs (mega bits por segundo), un ancho de banda absolutamente inusitado para una nave en el espacio profundo.

DSOC es el más reciente de los experimentos con los que la NASA está cambiando la forma en que comenzará a comunicarse con sus futuros “assets” o propiedades en el espacio, tanto en la órbita baja de la Tierra (LEO), en la Luna o más allá, como lo fue con Psyche en este caso en particular.

El instrumento a bordo de Psyche tiene la capacidad de enviar entre 10 y 100 veces más de información que el método que habitualmente se utiliza, que son las ondas de radio. DSOC emite un láser en el infrarrojo cercano con gran capacidad de datos y está montado y armado sobre actuadores que estabilizan sus instrumentos ópticos para evitar así cualquier vibración.

La misión Psyche va a utilizar a DSOC hasta que llegue al punto de su paso cercano por Marte, donde realizará una asistencia gravitacional para ganar velocidad y seguir su camino hacia el asteroide Psyche.

La NASA está focalizada en incrementar el ancho de banda y mejorar la tecnología para sus comunicaciones, sobre todo en futuras misiones tanto a la Luna como interplanetarias.

En momentos en que vemos un incremento casi explosivo en la cantidad de misiones robóticas y tripuladas, con instrumentos científicos cada vez más sofisticados y mejoras exponenciales en cámaras fotográficas, la agencia espacial más famosa del planeta se ve en la imperiosa necesidad de incrementar la calidad de sus comunicaciones para poder recibir y procesar mucha más información.

La prueba del instrumento DSOC en la sonda Psyche no es la primera que la NASA intenta utilizando tecnología láser, sino que es otro de los pasos que ha estado dando en su nueva estrategia de comunicaciones.

El pasado 5 de Diciembre realizó la primera demostración desde la Estación Espacial, conectando el experimento LCRS (Laser Communications Relay Demonstration), o Demostración de Retransmisión de Comunicación Láser en un satélite, con el ILLUMA-T (Modem Integrador LCR en órbita de la Tierra), instalado en la misma Estación Espacial. Este enlace óptico en la banda del infrarrojo de doble vía pudo realizar intercambio de datos de manera exitosa, abriendo las puertas a tener comunicaciones que lleguen a 1.2 gbps (giga bits por segundo), un salto cuántico con respecto al ancho de banda que se utiliza con las ondas de radio.

Todo este esfuerzo que la NASA está realizando en el área óptica, está dentro SCaN, que en ingles significa Space Communications and Navigation, o Programa de Comunicaciones y Navegación Espacial, donde el láser y las comunicaciones ópticas juegan un rol vital para incrementar la data y los beneficios en futuras misiones espaciales.

Durante los próximos años tendremos nuevos experimentos con esta tecnología que, incluso, serán usados en misiones tripuladas a la Luna, como la segunda del Programa Artemis, la cual está programada para fines del 2024 y principios del 2025, y tiene el objetivo de llevar a cuatro astronautas alrededor de nuestro satélite para luego regresarlos a la Tierra. Será la primera vez en más de 50 años que el hombre salga de la órbita baja de la Tierra en una misión tripulada y regrese a las cercanías de la Luna.

La cápsula Orion de la misión Artemis II irá equipada con un sistema de comunicaciones llamado O2O (Orion Artemis II Optical Communications System), Sistema de Comunicaciones Óptico Orion Artemis II, un dispositivo láser que tendrá la capacidad de transmitir imágenes y video en alta resolución de los astronautas alrededor de la Luna.

El regreso del hombre a la Luna será en 4K, lo que permitirá que la gente pueda vivir casi una experiencia inmersiva no solo viéndolos dentro de la cápsula, sino también en la superficie del satélite natural terrestre.

La tecnología de comunicaciones ópticas también está siendo probada en pequeños satélites, o “Cubesats”, como es el caso de TBIRD (TeraByte InfraRed Delivery System), o Sistema Infrarrojo de Envío de Terabyte, el cual ya está en órbita y tiene la capacidad de enviar información hasta los 200 Gbps (giga bits por segundo).

Si ya de por sí los 1,2 gbps logrados en la Estación Espacial son velocidades muy superiores a lo que la mayoría de los usuarios tienen, hoy por hoy, en sus casas (aunque con la fibra óptica ya hay proveedores llegando a 1gpbs) es realmente notable que la NASA a pueda lograr este ancho de banda desde un satélite en órbita.

La transmisión de datos a través de canales ópticos llegó para quedarse y tiene el potencial de revolucionar la forma en que nos comunicamos y enviamos información hacia y desde el espacio. Estas demostraciones tecnológicas seguirán incrementándose y abrirán una nueva ventana para que no solo los científicos puedan mejorar sus experimentos sino para que nuevas generaciones en la Tierra puedan vivir y disfrutar de la exploración espacial como nunca antes.