A agência espacial dos Estados Unidos em breve enviará uma nova tecnologia experimental de comunicação a laser para o espaço, que se espera mostrar taxas de transmissão de dados potenciais de 10 a 100 vezes a velocidade dos sistemas de rádio de última geração. O dispositivo está instalado a bordo da espaçonave Psyche, que está programada para ser lançada não antes de 5 de outubro de 2023.
Comunicação a laser para acelerar a transmissão de dados no espaço
Enquanto a Psyche viaja em direção ao asteroide rico em metais com o mesmo nome, a NASA estudará a viabilidade da comunicação digital baseada em laser no espaço exterior. O projeto de Comunicações Ópticas de Espaço Profundo (DSOC, na sigla em inglês) foi projetado para testar como os lasers poderiam ser usados para acelerar significativamente a transmissão de dados, alcançando velocidades de transferência “muito além” da capacidade dos sistemas de frequência de rádio atuais.
O DSOC utiliza um transceptor a laser de infravermelho próximo, que pode enviar e receber mais informações do que dispositivos de ondas de rádio. De acordo com Abi Biswas, tecnólogo do projeto DSOC no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, o novo transceptor foi projetado para demonstrar taxas de transmissão com 10 a 100 vezes a “capacidade de retorno de dados” dos sistemas de rádio de última geração usados atualmente para comunicações espaciais. Comunicações a laser de alta largura de banda para satélites em órbita terrestre próxima e órbita lunar já foram comprovadas, diz Biswas, mas o espaço exterior é uma questão completamente diferente.
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O experimento DSOC é equipado com vários componentes, incluindo uma câmera de “contagem de fótons” presa a um telescópio de abertura de 22 cm. O transceptor é autonomamente “travado” a um laser de infravermelho próximo de alta potência enviado pelo Laboratório de Telescópios de Comunicação Óptica nas Instalações da Table Mountain da JPL, na Califórnia. Este sinal a laser será usado para enviar comandos ao DSOC.
Após receber seus comandos, o transceptor a bordo da Psyche localizará o Telescópio Hale de 5,1 m no Observatório Palomar do Caltech, usando seu laser de infravermelho próximo para transmitir “dados de alta taxa” de volta à Terra. Um amortecedor de vibração de última geração garantirá que o transceptor não vacile durante a fase de transmissão de dados.
Segundo Bill Klipstein, gerente de projeto do DSOC na JPL, o projeto foi um empreendimento complexo que exigiu muitas tecnologias novas e feitas sob medida. A equipe teve até que desenvolver suas próprias técnicas de processamento de sinal para extrair cada bit que pudessem de sinais eletromagnéticos fracos transmitidos por distâncias gigantescas no espaço.
E ainda assim, as missões cada vez mais comuns de exploração do espaço profundo gerenciadas pela NASA e outras agências espaciais prometem gerar “exponencialmente mais dados” do que as missões baseadas em rádio do passado. Experimentos como o DSOC esperam desempenhar um papel crucial no desenvolvimento de novos sistemas de comunicação avançados que possam ser usados “rotineiramente” no futuro para enviar comandos e receber dados científicos, imagens ou até mesmo vídeos do cosmos.
