Potrebbe cambiare il futuro della comunicazione dei veicoli spaziali.
Lo strumento di comunicazione ottica dello spazio profondo a bordo della sonda Psyche ha inviato con successo la trasmissione di dati più distanti tramite raggio laser da e verso la Terra.
Un esperimento nello spazio profondo in viaggio sulla navicella spaziale Psyche della NASA ha appena trasmesso per la prima volta un messaggio tramite laser alla Terra da ben oltre la Luna, un risultato che potrebbe trasformare il modo in cui i veicoli spaziali comunicano.
Nella dimostrazione più lontana mai vista di questo tipo di comunicazione ottica, la Deep Space Optical Communications (DSOC) ha trasmesso un laser nel vicino infrarosso codificato con dati di test dalla sua posizione a circa 16 milioni di chilometri (10 milioni di miglia) di distanza, ovvero circa 40 volte più lontano di quanto la Luna sia dalla Terra – al telescopio Hale presso l’Osservatorio Palomar del Caltech in California.
Il DSOC è una dimostrazione tecnologica della durata di due anni che accompagna Psyche mentre si dirige verso il suo obiettivo principale, l’asteroide Psyche. La demo ha raggiunto la “prima luce” il 14 novembre, secondo il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, che gestisce entrambe le missioni, grazie a una manovra incredibilmente precisa che ha visto il suo ricetrasmettitore laser agganciarsi al potente radiofaro laser uplink del JPL presso l’Osservatorio di Table Mountain. che ha permesso al ricetrasmettitore del DSOC di puntare il suo laser in downlink verso l’osservatorio del Caltech a 130 chilometri (100 miglia) di distanza.
“Il raggiungimento della prima luce è uno dei tanti traguardi critici del DSOC nei prossimi mesi, aprendo la strada verso comunicazioni con una velocità di dati più elevata in grado di inviare informazioni scientifiche, immagini ad alta definizione e streaming video a sostegno del prossimo passo da gigante dell’umanità: l’invio di esseri umani su Marte”, ha detto in una nota Trudy Kortes, direttrice delle dimostrazioni tecnologiche presso il quartier generale della NASA.
Le comunicazioni ottiche sono già state utilizzate per inviare messaggi dall’orbita terrestre, ma questa è la distanza più lontana finora raggiunta dai raggi laser. In un raggio laser, il fascio di fotoni si muove nella stessa direzione alla stessa lunghezza d’onda. La comunicazione laser può trasmettere grandi quantità di dati a velocità senza precedenti, racchiudendoli nelle oscillazioni di queste onde luminose, codificando un segnale ottico che può trasportare messaggi a un ricevitore tramite raggi infrarossi (invisibili agli esseri umani).
La NASA di solito usa le onde radio per comunicare con le missioni più lontane della Luna, ed entrambe usano le onde elettromagnetiche per trasmettere dati, ma il vantaggio dei raggi laser è che molti più dati possono essere racchiusi in onde molto più strette. Secondo la NASA, la demo tecnologica DSOC mira a mostrare velocità di trasmissione 10-100 volte superiori rispetto agli attuali sistemi di comunicazione radio.
Consentire la trasmissione di più dati consentirà alle missioni future di trasportare strumenti scientifici a risoluzione molto più elevata e consentirà comunicazioni più veloci su potenziali missioni nello spazio profondo, ad esempio flussi video live dalla superficie di Marte.
Credit immagine: NASA/Ben Smegelsky
“La comunicazione ottica è un vantaggio per scienziati e ricercatori che vogliono sempre di più dalle loro missioni spaziali e consentirà l’esplorazione umana dello spazio profondo”, ha affermato il dottor Jason Mitchell, direttore della divisione Advanced Communications and Navigation Technologies all’interno del programma Space Communications and Navigation della NASA. . “Più dati significano più scoperte”.
Tuttavia, ci sono alcune sfide da testare prima. Maggiore è la distanza che la comunicazione ottica deve percorrere, più difficile diventa, poiché richiede una precisione millimetrica per puntare il raggio laser. Inoltre, il segnale dei fotoni diventerà più debole, impiegando più tempo per raggiungere la loro destinazione, creando alla fine tempi di ritardo nella comunicazione.
Durante il test del 14 novembre, i fotoni hanno impiegato circa 50 secondi per viaggiare da Psyche alla Terra. Quando Psyche raggiunge la sua distanza più lontana, ci vorranno circa 20 minuti per tornare indietro: un tempo sufficiente perché sia la Terra che la navicella spaziale si siano spostate, quindi i laser su entrambi devono adattarsi a questo cambio di posizione.
Finora, la dimostrazione tecnologica da record ha avuto molto successo. “Il test è stato il primo a incorporare completamente le risorse di terra e il ricetrasmettitore di volo, richiedendo ai team operativi DSOC e Psyche di lavorare in tandem”, ha affermato Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni DSOC presso JPL. “È stata una sfida formidabile e abbiamo ancora molto lavoro da fare, ma per un breve periodo siamo stati in grado di trasmettere, ricevere e decodificare alcuni dati.”
Oppure, come ha affermato Abi Biswas, esperto di tecnologia del progetto DSOC presso il JPL: “Siamo stati in grado di scambiare ‘bit di luce’ da e verso lo spazio profondo”. Lo scambio di frammenti di luce da e verso lo spazio profondo potrebbe rappresentare il futuro rivoluzionario del modo in cui comunichiamo nell’esplorazione spaziale.
