Foi um ano inteiro de comunicações a laser no espaço. Em Outubro e Novembro, a NASA lançou duas demonstrações piloto para testar ligações de comunicações ópticas de alta largura de banda, e estas demonstrações técnicas mostram agora alguns resultados preliminares.
Em 11 de dezembro, uma estação de comunicações a laser a bordo da espaçonave Psyche da NASA, a caminho de um asteróide, foi ligada a um receptor no sul da Califórnia. O feixe de laser infravermelho próximo continha uma mensagem codificada na forma de um videoclipe de alta definição de 15 segundos mostrando um gato pulando em um sofá, perseguindo a luz de um brinquedo a laser comprado em uma loja.
As comunicações a laser oferecem o benefício de transmitir dados a uma taxa mais alta do que a que pode ser alcançada usando links de rádio tradicionais. Na verdade, a experiência Deep Space Optical Communications (DSOC) a bordo da sonda Psyche está a testar tecnologias capazes de transmitir dados a taxas 10 a 100 vezes superiores às possíveis em missões anteriores.
“Queremos aumentar a quantidade de dados que podemos enviar de volta à Terra, e isso traz muitas vantagens para nós”, disse Jeff Volosin, vice-administrador associado interino do Programa de Comunicações e Astronáutica da NASA, antes do lançamento do Psyche. No início deste ano.
Agora, o DSOC estabeleceu um recorde para a maior distância já transmitida do espaço através de vídeo de alta definição. Naquela época, Psique estava viajando a 31 quilômetros da Terra, cerca de 80 vezes a distância entre a Terra e a Lua. A NASA disse que o sinal de vídeo, que se move à velocidade da luz, levou 101 segundos para chegar à Terra e foi transmitido na taxa de bits máxima do sistema de 267 megabits por segundo.
Experiência divertida
Depois de chegar ao receptor do Observatório Palomar, no condado de San Diego, cada quadro de vídeo foi enviado “ao vivo” para o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, onde foi reproduzido em tempo real, segundo a NASA.
“Um objetivo é demonstrar a capacidade de transmitir vídeo em grande escala ao longo de milhões de quilômetros. Nada no Psyche gera dados de vídeo, por isso normalmente enviamos pacotes de dados de teste gerados”, disse Bill Klippstein, gerente de projetos de demonstração de tecnologia do JPL, em um comunicado. declaração. Aleatoriamente.” “Mas para tornar este marco ainda mais memorável, decidimos trabalhar com designers do JPL para criar um vídeo divertido, que captura a essência da demonstração como parte da missão Psyche.”
Um vídeo de Taters, um gato laranja de um funcionário do JPL, foi gravado antes do lançamento de Psyche e armazenado na espaçonave para esta demonstração. A sonda robótica foi lançada em 13 de outubro a bordo de um foguete SpaceX Falcon Heavy, com o objetivo principal de voar até o asteroide Psyche, um mundo rico em metais localizado no cinturão de asteroides entre as órbitas de Marte e Júpiter.
A sonda Psyche levará seis anos para chegar ao seu destino, e a NASA conduziu um experimento de comunicação a laser para ajudar a manter a espaçonave ocupada durante a viagem. Desde o lançamento em outubro, as equipes terrestres do JPL operaram o experimento Deep Space Optical Communications (DSOC) e o executaram em alguns testes iniciais.
Um dos desafios técnicos mais importantes envolvidos na experiência DSOC foi alinhar o telescópio óptico de 8,6 polegadas (22 cm) a bordo do Psyche com um transmissor e receptor montado nos telescópios terrestres na Califórnia e vice-versa. Como Psyche está acelerando no espaço profundo, esse problema é como tentar acertar uma moeda de dez centavos a um quilômetro de distância enquanto ela se move, de acordo com Abi Biswas, tecnólogo do projeto DSOC no JPL.
“Uma vez alcançado este feito, o sinal recebido ainda é muito fraco, exigindo detectores altamente sensíveis e processamento eletrônico que possam capturar esse sinal e extrair a informação nele codificada”, disse Biswas.
O telescópio a bordo do Psyche é montado em um conjunto de isolamento e orientação para estabilizar a óptica e isolá-la das vibrações da espaçonave, de acordo com a NASA. Isto é necessário para eliminar a tensão que poderia impedir que o laser estável ficasse preso entre a Terra e a nave espacial Psyche.
“O que as comunicações ópticas ou a laser permitem é atingir taxas de dados muito altas, mas o lado negativo é que é um feixe de laser muito estreito que requer um controle de apontamento muito preciso”, disse Biswas aos repórteres antes do lançamento. “Por exemplo, a perturbação da plataforma de uma nave espacial típica pode prejudicar o sinal, por isso precisa ser isolada ou controlada.
“Para missões próximas à Terra, você só pode controlá-las porque tem largura de banda de controle suficiente”, disse ele. “Do espaço profundo, onde os sinais recebidos são muito fracos, não há muita largura de banda para controlar, então é preciso isolar-se da perturbação.”
Há outra desvantagem em direcionar as comunicações a laser do espaço para a Terra. A cobertura de nuvens sobre os telescópios de transmissão e recepção na Terra pode bloquear sinais, pelo que uma rede de comunicações ópticas operacional exigiria vários nós terrestres em diferentes locais ao redor do mundo, idealmente em áreas conhecidas por céus limpos.
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