La Terra ha appena ricevuto un messaggio laser da una distanza di 16 milioni di chilometri

Un esperimento nello spazio profondo a bordo della navicella spaziale Psyche della NASA ha appena inviato per la prima volta un messaggio laser sulla Terra da una certa distanza dalla Luna, un’impresa che potrebbe cambiare il modo in cui i veicoli spaziali comunicano.

Nella dimostrazione più lontana mai realizzata 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, circa 40 volte più lontano. Più lontano dalla Luna che dalla Terra: al telescopio Hale dell’Osservatorio Palomar del Caltech in California.

DSOC è una dimostrazione tecnologica della durata di due anni che cavalca Psiche mentre si dirige verso il suo obiettivo principale, l’asteroide Psiche. La dimostrazione 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 ricetrasmettitore laser agganciarsi al potente faro laser uplink del JPL nell’Osservatorio di Table Mountain. Ciò ha consentito al ricetrasmettitore di DSOC di puntare il laser in downlink verso l’Osservatorio Caltech a 130 chilometri (100 miglia) di distanza.

“Il raggiungimento della prima luce è uno dei tanti traguardi importanti per DSOC nei prossimi mesi, aprendo la strada verso comunicazioni con velocità di dati più elevate in grado di inviare informazioni scientifiche, immagini ad alta definizione e streaming video per supportare il prossimo passo da gigante dell’umanità: l’invio di esseri umani”, ha affermato Trudy Curtis, Direttore Promozione Tecnologia presso la sede della NASA, in una conferenza stampa: “To Mars”. dichiarazione.

La comunicazione ottica veniva utilizzata per inviare messaggi Dall’orbita terrestre prima, ma questa è la distanza più lontana finora con i laser. In un raggio laser, il fascio di fotoni si muove nella stessa direzione e con la stessa lunghezza d’onda. Le comunicazioni laser possono trasmettere enormi quantità di dati a velocità senza precedenti, impacchettando i dati nelle oscillazioni di queste onde luminose e codificando un segnale ottico in grado di trasmettere messaggi a un ricevitore tramite raggi infrarossi (invisibili agli esseri umani).

La NASA utilizza tipicamente le onde radio per comunicare con le missioni più lontane dalla Luna, entrambe le quali utilizzano onde elettromagnetiche per trasmettere dati, ma il vantaggio dei laser è che più dati possono essere raggruppati in onde più compatte. Secondo la NASA, la dimostrazione della tecnologia DSOC mira a dimostrare velocità di trasmissione da 10 a 100 volte superiori rispetto ai migliori attuali sistemi di comunicazione radio.

Consentire la trasmissione di più dati consentirà alle missioni future di trasportare strumenti scientifici ad alta risoluzione e consentirà comunicazioni più veloci su potenziali missioni nello spazio profondo, ad esempio lo streaming video in diretta dalla superficie di Marte.

“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 del programma di comunicazione e astronautica della NASA. . . “Più dati significano più scoperte”.

Tuttavia, ci sono alcune sfide che devono essere testate prima. Quanto più lontano deve percorrere il collegamento ottico, tanto più difficile diventa, perché richiede un’estrema precisione per dirigere il raggio laser. Inoltre, il segnale dei fotoni diventerà più debole, impiegando più tempo per raggiungere la loro destinazione, creando infine ritardi nella comunicazione.

Durante il test del 14 novembre, i fotoni hanno impiegato circa 50 secondi per viaggiare da Psiche alla Terra. Quando Psiche raggiungerà la sua distanza massima, ci vorranno circa 20 minuti per tornare indietro, un tempo sufficiente perché sia ​​la Terra che la navicella spaziale possano muoversi, quindi i laser su entrambi devono adattarsi a questo cambiamento di posizione.

Finora, la dimostrazione tecnologica da record è stata un enorme successo. “[The] “Il test è stato il primo a integrare completamente le risorse dei transponder di terra e di volo, richiedendo ai team operativi DSOC e Psyche di lavorare fianco a fianco”, ha affermato Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni DSOC presso il JPL. “È stata una sfida enorme e abbiamo molto lavoro da fare, ma per un breve periodo siamo stati in grado di inviare, ricevere e decrittografare alcuni dati.”

O come ha detto Abi Biswas, un tecnologo del progetto DSOC presso il JPL: “[We] Erano in grado di scambiare “pezzi di luce” da e verso lo spazio profondo. Lo scambio di frammenti di luce da e verso lo spazio profondo potrebbe rappresentare un cambiamento futuro nel modo in cui comunichiamo nell’esplorazione spaziale.