O proxecto DSOC, que se lanzou o 13 de outubro coa misión Psyche que se achegará e estudará o asteroide metálico do mesmo nome, mostrará tecnoloxías que permitirán transmitir datos a velocidades máis altas dende o espazo profundo. Vídeo.
O experimento pioneiro de Comunicacións Ópticas no Espazo Profundo (DSOC) da NASA será a primeira demostración de comunicacións láser ou ópticas desde lugares tan distantes como Marte. Probaranse tecnoloxías deseñadas para permitir que futuras misións transmitan datos científicos máis densos e mesmo transmitan vídeos do Planeta Vermello.
5puntos sobre esta tecnoloxía:
1. DSOC é a primeira vez que probará como os láseres poden aumentar a transmisión de datos desde o espazo profundo.
Ata agora, a NASA utilizaba só ondas de radio para comunicarse con misións que viaxan máis aló da Lúa. Do mesmo xeito que a fibra óptica que substitúe as antigas liñas telefónicas na Terra a medida que crece a demanda de datos, pasar das comunicacións por radio ás comunicacións ópticas permitirá aumentar as taxas de datos en todo o sistema solar, cunha capacidade de 10 a 100 veces a dos sistemas de última xeración.
2. A demostración tecnolóxica inclúe equipos tanto no espazo como na Terra.
O transceptor láser de voo DSOC é un experimento conectado á nave espacial Psyche da NASA, pero Psyche depende das comunicacións de radio tradicionais para as operacións da misión. O transceptor láser presenta tanto un transmisor láser de infravermellos próximos para enviar datos de alta velocidade á Terra como unha cámara sensible de conta de fotóns para recibir un raio láser enviado desde a Terra.
Non hai unha infraestrutura dedicada na Terra para as comunicacións ópticas no espazo profundo, polo que, integrouse un transmisor láser de infravermellos próximos de alta potencia co Laboratorio de Telescopios de Comunicacións Ópticas en Table Mountain preto de Wrightwood. O transmisor entregará un sinal láser modulado ao transceptor de voo de DSOC e servirá de baliza, ou referencia de apuntamento, para que o raio láser devolto poida ser dirixido con precisión de volta á Terra.
Os datos enviados desde o transceptor de voo serán recollidos polo telescopio Hale de 5,1 metros no Observatorio Palomar de Caltech no condado de San Diego, que foi equipado con detectores supercondutores de alta eficiencia.
3. DSOC atoparase con desafíos únicos.
O DSOC pretende demostrar a transmisión a alta velocidade de datos de distancias de ata 390 millóns de quilómetros, máis do dobre da distancia entre o Sol e a Terra, durante os dous primeiros anos da viaxe dos seis previstos de Psyche ata o cinto de asteroides.
Canto máis lonxe viaxa Psyche do noso planeta, máis feble será o sinal de fotóns láser, polo que é cada vez máis difícil decodificar os datos. Como reto adicional, os fotóns tardarán máis en chegar ao seu destino, creando un atraso de máis de 20 minutos. Debido a que as posicións da Terra e da nave espacial cambiarán constantemente a medida que viaxan os fotóns, os sistemas de voo e de terra DSOC terán que compensar, indicando onde estarán o receptor terrestre (en Palomar) e o transceptor de voo (en Psyche) cando os fotóns cheguen.
4. As tecnoloxías punta traballarán conxuntamente para asegurarse de que os láseres estean no obxectivo e que se reciban datos de gran ancho de banda do espazo profundo.
O transceptor láser de voo e o transmisor láser terrestre terán que apuntar con gran precisión. Alcanzar os seus obxectivos será semellante a apuntar a un céntimo a dous quilómetros de distancia mentres o céntimo se move. Polo tanto, o transceptor debe estar illado das vibracións da nave espacial, que doutro xeito afastarían o raio láser do obxectivo.
O equipo DSOC incluso desenvolveu novas técnicas de procesamento de sinal para extraer información dos sinais láser débiles que se transmitirán durante decenas a centos de millóns de quilómetros.
5. Este é o último proxecto de comunicacións ópticas.
En 2013, a Demostración de comunicacións con láser lunar da NASA probou as taxas de datos de enlace ascendente e descendente entre a Terra e a Lúa. En 2021, a demostración de relés de comunicacións láser da NASA lanzouse para probar as capacidades de relés de comunicacións ópticas de gran ancho de banda desde a órbita xeoestacionaria para que as naves espaciais non necesiten unha liña de visión directa coa Terra para comunicarse. E o ano pasado, o sistema TeraByte InfraRed Delivery da NASA enlazou a taxa de datos máis alta xamais realizada desde un satélite en órbita terrestre baixa a un receptor terrestre.
DSOC está levando as comunicacións ópticas ao espazo profundo, abrindo o camiño para comunicacións de gran ancho de banda máis aló da Lúa e 1.000 veces máis lonxe que calquera proba de comunicacións ópticas ata o momento. Se ten éxito, a tecnoloxía podería levar a comunicacións de alta velocidade de datos con streaming de imaxes de alta definición que axudarán a apoiar o próximo salto de xigante da humanidade: cando se envíen astronautas a Marte.