Las nuevas misiones espaciales que se lanzarán este verano intentarán revolucionar las comunicaciones espaciales mediante el uso de rayos láser para transmitir rápidamente grandes cantidades de datos, incluido el video de alta definición desde la luna.
Dos misiones del gobierno de Estados Unidos probarán este tipo de láseres, que utilizan rayos de luz infrarroja invisibles.
La demostración de relé de comunicaciones láser de la NASA explorará las mejores formas de transmitir información a la Tierra desde la órbita utilizando láseres. Y una demostración separada para el Departamento de Defensa, conocida como LINCS, se centrará en la transmisión de comunicaciones láser entre dos pequeños satélites.
Además, la nave espacial Orion de la NASA que se está preparando para su lanzamiento a finales de este año en una misión lunar sin tripulación utilizará láseres en misiones futuras para enviar videos de alta definición de la luna a la Tierra.
El objetivo principal de la nave espacial de demostración láser de la NASA es determinar cómo la atmósfera de la Tierra, especialmente las nubes, influye en los enlaces láser a la superficie, dijo en una entrevista David Israel, arquitecto de la NASA para la exploración y las comunicaciones espaciales.
Los láseres permitirán que «el valor de un día entero de datos de observación o video sea destruido en una sola pasada«, dijo Israel.
Israel trabajó en una nueva misión de 310 millones de dólares. Programada para su lanzamiento este verano, la nave espacial consta de receptores y un transmisor láser y no es más grande que un colchón de tamaño king, según la NASA.
To get 4k ultra-high-definition video and images from astronauts in the lunar region, @NASA is using a laser communications terminal on the @NASAArtemis II mission! Learn more: https://t.co/fUKmsZxlsk pic.twitter.com/K9VvdDHMal
— NASA Laser Communications (@NASALaserComm) June 3, 2021
El proveedor de lanzamiento ULA pospuso la fecha límite del 23 de junio para evaluar un problema con los motores del cohete y aún no ha fijado una nueva fecha.
El satélite de demostración de retransmisión orbitará la Tierra durante años, probando finalmente la transmisión de grandes cantidades de datos desde la Estación Espacial Internacional a estaciones terrestres en Hawai y Nuevo México, dijo Israel.
Si las nubes son demasiado densas en la estación terrestre prevista, los transmisores láser podrían ajustarse para encontrar otros receptores, dijo.
«Tenemos modelos y predicciones, pero no tenemos muchos datos reales para caracterizar realmente qué tan malos serán los efectos del clima«, dijo Israel. «Mediremos el impacto del clima para poder predecir mejor las buenas condiciones de transmisión«.
Los rayos de luz de los láseres infrarrojos no viajan más rápido que las ondas de radio, pero los láseres pueden almacenar de 10 a 100 veces más datos en un rayo relativamente rápido. Tal densidad permitiría la transmisión de mapas de toda la superficie de Marte en aproximadamente nueve días, en comparación con los nueve meses de las ondas de radio, dijo la NASA.
Las comunicaciones láser ayudarán a una nueva era de vuelos espaciales para empresas privadas, como SpaceX y Blue Origin , dijo Debra Emmons, gerente general de tecnologías e ingeniería de comunicaciones de la organización sin fines de lucro Aerospace Corp., con sede en California, un grupo de expertos de EE. UU. Departamento de Defensa.
«La capacidad de comunicarse y operar de manera intercambiable entre los activos espaciales será fundamental … a medida que nos fijemos en la luna y más allá«, dijo Emmons en un correo electrónico.
«Las distancias extremas requieren una comunicación basada en láser, no por la velocidad, sino por el tamaño, el peso y la potencia más pequeños de las cargas útiles de los terminales ópticos en comparación con los [equipos] de radiofrecuencia más grandes«.
La comunicación por láser es más segura que la transmisión por radio debido al haz de datos más estrecho y estrecho, dijo Emmons.
«Las posibilidades de interceptar un rayo láser son mucho menores«, dijo. «Uno tiene que estar en el camino de un rayo láser para interceptar cualquier dato, mientras que las ondas de radio se dispersan y, por lo tanto, pueden ser interceptadas más fácilmente«.
El estudio de tales láseres se está expandiendo rápidamente, dijo en una entrevista Peter Delfyett, profesor de física, óptica y fotónica en la Universidad de Florida Central.
«Estamos hablando de cantidades masivas de información que se transmitirán rápidamente, en unos pocos segundos o minutos«, dijo Delfyett.
Comparó las comunicaciones láser con la fibra óptica en el suelo, sin el uso de fibra.
Los láseres infrarrojos no conllevan un riesgo significativo para las personas en la mayoría de las circunstancias y no serían visibles a menos que alguien llevara gafas infrarrojas, dijo Delfyett.
El público puede presenciar las mejoras en la comunicación, gracias a los láseres, cuando la NASA envía misiones Artemis a la luna, dijo Israel de la NASA.
«Cuando suceda el primer sobrevuelo de la luna y el video de alta definición se esté transmitiendo, vendrá a través de un enlace [láser] óptico«, dijo.
Por Agencia