NASA estabelece recorde de comunicação óptica a 16 milhões de km de distância

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A sonda espacial Psyche da NASA transmitiu dados com sucesso para uma estação terrestre a uma distância 40 vezes maior que a distância Terra-Lua.

A nave espacial Psyche na instalação de Operações Espaciais da Astrotech em dezembro de 2022, equipada com o transceptor laser de voo com revestimento dourado do DSOC. Foto: NASA/Ben Smegelsky — A nave espacial Psyche com o transceptor de laser de voo com tampa dourada do DSOC nas instalações de Operações Espaciais da Astrotech em dezembro de 2022. Foto: *NASA/Ben Smegelsky*

O experimento DSOC na nave espacial Psyche da NASA estabeleceu um novo recorde para comunicações ópticas ao transmitir um sinal de laser infravermelho próximo com dados de teste a uma distância de 16 milhões de quilômetros para o telescópio Hale no Observatório Palomar, no Condado de San Diego, Califórnia, informou a Interesting Engineering em 17 de novembro. A uma distância 40 vezes maior que a distância Terra-Lua, esta é a demonstração mais distante desta tecnologia até o momento.

A sonda espacial Psyche foi lançada em outubro para estudar o asteroide 16 Psyche. O experimento DSOC a bordo visa demonstrar velocidades de transmissão de dados de 10 a 100 vezes mais rápidas do que os sistemas de radiofrequência atualmente utilizados pelas sondas espaciais.

Tanto as comunicações por laser quanto por rádio no infravermelho próximo utilizam ondas eletromagnéticas para transmitir dados. No entanto, a luz infravermelha próxima agrupa os dados em ondas muito mais compactas, permitindo que a estação terrestre receba mais dados. Isso é útil para futuras missões de exploração robótica ou tripulada, bem como para dar suporte a instrumentos científicos de alta resolução.

O experimento atingiu um marco em 14 de novembro, quando o transceptor laser de voo Psyche se fixou em um farol laser de uplink transmitido pelo Laboratório de Telescópios de Comunicações Ópticas nas instalações do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) em Table Mountain, perto de Wrightwood, Califórnia. O farol laser de uplink instruiu o transceptor a apontar o laser de downlink para Palomar (130 quilômetros ao sul de Table Mountain). Sistemas automatizados no transceptor e nas estações terrestres também ajustaram sua orientação.

“Este é um dos muitos marcos importantes para o DSOC nos próximos meses, abrindo caminho para comunicações de maior taxa de dados que podem transmitir informações científicas, imagens e vídeos de alta resolução, apoiando assim o próximo grande salto da humanidade: enviar humanos a Marte”, disse Trudy Kortes, diretora de Demonstrações de Tecnologia na sede da NASA em Washington.

"O teste de 14 de novembro foi o primeiro a integrar totalmente os instrumentos de solo e os transceptores de voo, exigindo que as equipes de operações do DSOC e do Psyche trabalhassem em sincronia. É um grande desafio e temos muito trabalho a fazer, mas em pouco tempo conseguimos transmitir, receber e decodificar alguns dados", disse Meera Srinivasan, líder da equipe de operações do DSOC no JPL.

Comunicações ópticas foram demonstradas na órbita baixa da Terra e até na Lua, mas o DSOC é o primeiro experimento no espaço profundo. Lançar um laser a milhões de quilômetros exige uma mira extremamente precisa.

O experimento também precisa levar em conta o tempo que a luz leva para viajar da espaçonave até a Terra. Na maior distância da Psyche em relação à Terra, os fótons infravermelhos próximos do DSOC levarão cerca de 20 minutos para viajar de ida e volta (no teste de 14 de novembro, o tempo de viagem da Psyche até a Terra foi de cerca de 50 segundos). Durante esse tempo, tanto a espaçonave quanto o planeta se moverão, de modo que os lasers de uplink e downlink precisarão se ajustar à mudança de posição.

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