A ferramenta Deep Space Optical Communications a bordo da sonda Psyche enviou com sucesso a transmissão de dados mais distantes via feixe de laser de e para a Terra.Crédito da imagem: ProleR/Shutterstock.com Modificado por IFLScience
Um experimento no espaço profundo viajando na espaçonave Psyche da NASA acaba de transmitir pela primeira vez uma mensagem via laser para a Terra de muito além da Lua, uma conquista que pode transformar a forma como as espaçonaves se comunicam.
Na demonstração mais distante deste tipo de comunicação óptica o Deep Space Optical Communications (DSOC) emitiu um laser infravermelho próximo codificado com dados de teste a partir da sua posição a cerca de 16 milhões de quilómetros (10 milhões de milhas) de distância – o que é cerca de 40 vezes maior que o normal. mais longe do que a Lua está da Terra - até o Telescópio Hale no Observatório Palomar da Caltech, na Califórnia.
A Terra acaba de receber uma mensagem enviada a laser de 16 milhões de quilômetros de distância
— UFOS ONLINE 👽🛸 (@rroehe) November 22, 2023
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O DSOC é uma demonstração tecnológica de dois anos que acompanha Psyche em seu caminho até seu alvo principal, o asteroide Psyche. A demonstração alcançou a “primeira luz” em 14 de novembro, de acordo com o Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, que gerencia ambas as missões, graças a uma manobra incrivelmente precisa que viu seu transceptor laser travar no poderoso farol laser uplink do JPL em seu Observatório de Table Mountain. o que permitiu ao transceptor do DSOC apontar seu laser de downlink para o observatório do Caltech a 130 quilômetros (100 milhas) de distância.
“Alcançar a primeira luz é um dos muitos marcos críticos do DSOC nos próximos meses, abrindo caminho para comunicações com taxas de dados mais altas, capazes de enviar informações científicas, imagens de alta definição e streaming de vídeo em apoio ao próximo salto gigante da humanidade: enviar seres humanos para Marte”, disse Trudy Kortes, diretora de Demonstrações Tecnológicas da sede da NASA, em um comunicado .
As comunicações ópticas já foram usadas para enviar mensagens da órbita da Terra , mas esta é a maior distância já alcançada por feixes de laser. Em um feixe de laser, o feixe de fótons se move na mesma direção e no mesmo comprimento de onda. A comunicação a laser pode transmitir grandes quantidades de dados a velocidades sem precedentes, empacotando dados nas oscilações dessas ondas de luz, codificando um sinal óptico que pode transportar mensagens para um receptor através de feixes infravermelhos (invisíveis para os humanos).
A espaçonave Psyche da NASA é mostrada em uma sala branca nas instalações de Operações Espaciais da Astrotech. O transceptor laser de vôo com tampa dourada do DSOC pode ser visto, próximo ao centro, conectado à espaçonave.
Você pode ver o transceptor laser de vôo com tampa dourada do DSOC em Psyche quando ele estava instalado nas instalações de operações espaciais Astrotech da NASA em dezembro de 2022. Crédito da imagem: NASA/Ben Smegelsky
A NASA geralmente usa ondas de rádio para se comunicar com missões além da Lua e ambas usam ondas eletromagnéticas para transmitir dados, mas a vantagem dos raios laser é que muito mais dados podem ser compactados em ondas muito mais estreitas. De acordo com a NASA, a demonstração tecnológica do DSOC visa mostrar taxas de transmissão 10 a 100 vezes maiores do que os atuais sistemas de comunicação de rádio de ponta.
Permitir a transmissão de mais dados permitirá que futuras missões transportem instrumentos científicos de resolução muito mais elevada, bem como comunicações mais rápidas em potenciais missões no espaço profundo – transmissões de vídeo ao vivo da superfície de Marte, por exemplo.
“A comunicação óptica é uma bênção para cientistas e pesquisadores que sempre querem mais de suas missões espaciais e permitirá a exploração humana do espaço profundo”, disse o Dr. Jason Mitchell, diretor da Divisão de Comunicações Avançadas e Tecnologias de Navegação do programa de Comunicações Espaciais e Navegação da NASA. . “Mais dados significam mais descobertas.”
No entanto existem alguns desafios a serem testados primeiro. Quanto maior a distância que a comunicação óptica tem que percorrer mais difícil ela se torna, pois requer extrema precisão para apontar o feixe de laser. Além disso o sinal dos fótons ficará mais fraco, demorando mais para chegar ao seu destino, criando eventualmente atrasos na comunicação.
Durante o teste de 14 de novembro, os fótons demoraram cerca de 50 segundos para viajar de Psyche até a Terra. Quando Psyche atingir a sua maior distância, demorará cerca de 20 minutos para regressarem – isto é tempo suficiente para que a Terra e a nave espacial se tenham movido, pelo que os lasers de ambas precisam de se ajustar a esta mudança de posição.
Até agora, a demonstração tecnológica recorde tem sido muito bem-sucedida. “[O] teste foi o primeiro a incorporar totalmente os recursos terrestres e o transceptor de voo, exigindo que as equipes de operações DSOC e Psyche trabalhassem em conjunto”, disse Meera Srinivasan, líder de operações do DSOC no JPL. “Foi um desafio formidável e temos muito trabalho a fazer, mas em pouco tempo conseguimos transmitir, receber e decodificar alguns dados.”
Ou, como disse Abi Biswas, tecnólogo de projetos do DSOC no JPL: “[Fomos] capazes de trocar ‘pedaços de luz’ de e para o espaço profundo”. A troca de pedaços de luz de e para o espaço profundo pode ser o futuro revolucionário de como nos comunicamos na exploração espacial.
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