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

Nella dimostrazione più distante 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, che è circa 40 volte più grande del normale. più lontano della Luna dalla Terra – al telescopio Hale dell’Osservatorio Palomar del Caltech in California.

DSOC è una dimostrazione tecnologica della durata di due anni che accompagna Psyche nel suo percorso verso il suo obiettivo primario, l’asteroide Psyche. 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 suo ricetrasmettitore laser agganciarsi al potente faro laser uplink della NASA. Osservatorio di Table Mountain. che ha consentito al ricetrasmettitore di DSOC di puntare il laser di downlink verso l’osservatorio Caltech a 130 chilometri (100 miglia) di distanza.

“Il raggiungimento della prima luce è uno dei tanti traguardi critici per DSOC nei prossimi mesi, aprendo la strada a comunicazioni con velocità di trasmissione 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: inviare esseri umani a Marte”, ha dichiarato Trudy Kortes, direttore delle dimostrazioni tecnologiche presso il quartier generale della NASA, in una nota.

Le comunicazioni ottiche sono state precedentemente utilizzate per inviare messaggi dall’orbita terrestre, ma questa è la distanza più grande mai raggiunta dai raggi laser. In un raggio laser, il raggio di fotoni si muove nella stessa direzione e alla stessa lunghezza d’onda. La comunicazione laser può trasmettere grandi quantità di dati a velocità senza precedenti, impacchettandoli nelle oscillazioni di queste onde luminose, codificando un segnale ottico che può trasportare messaggi a un ricevitore tramite raggi infrarossi (invisibili agli esseri umani).

Puoi vedere il ricetrasmettitore laser di volo con cappuccio dorato del DSOC su Psiche quando è stato installato presso l’Astrotech Space Operations Facility della NASA nel dicembre 2022. Credito immagine: NASA/Ben Smegelsky

La NASA generalmente utilizza le onde radio per comunicare con le missioni oltre la Luna, ed entrambe utilizzano 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 dimostrazione tecnologica del DSOC mira a mostrare velocità di trasmissione da 10 a 100 volte superiori rispetto agli attuali sistemi di comunicazione radio all’avanguardia.

Consentire la trasmissione di più dati consentirà alle missioni future di trasportare strumenti scientifici a risoluzione molto più elevata, nonché comunicazioni più veloci su potenziali missioni nello spazio profondo, ad esempio feed video in diretta dalla superficie di Marte.

“Le comunicazioni ottiche sono un vantaggio per scienziati e ricercatori che vogliono sempre di più dalle loro missioni spaziali e consentiranno l’esplorazione umana dello spazio profondo”, ha affermato il dottor Jason Mitchell, direttore della divisione Advanced Communications and Navigation Technologies del programma Communications. e Navigazione. . “Più dati significano più scoperte”.

Tuttavia, ci sono alcune sfide da testare prima. Quanto maggiore è la distanza che la comunicazione ottica deve percorrere, tanto più difficile diventa, poiché richiede un’estrema precisione per puntare il raggio laser. Inoltre, il segnale dei fotoni sarà più debole e impiegherà più tempo per raggiungere la sua destinazione, creando eventualmente ritardi nella comunicazione.

Durante il test del 14 novembre, i fotoni impiegarono circa 50 secondi per viaggiare da Psiche alla Terra. Quando Psiche raggiunge la sua distanza massima, ci vorranno circa 20 minuti per tornare: questo è un tempo sufficiente perché la Terra e la navicella spaziale si siano mosse, quindi i laser su entrambi devono adattarsi a questo cambiamento di posizione.

Finora, la dimostrazione tecnologica da record ha avuto molto successo. “[O] è stato il primo a incorporare completamente le capacità di terra e il ricetrasmettitore di volo, richiedendo ai team operativi DSOC e Psyche di lavorare insieme”, ha affermato Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni DSOC al JPL. “È stata una sfida formidabile e abbiamo molto lavoro da fare, ma in poco tempo siamo riusciti a trasmettere, ricevere e decodificare alcuni dati”.

Oppure, come ha affermato Abi Biswas, esperto tecnologico del progetto DSOC presso il JPL: “[Fomos] capace di scambiare “pezzi di luce” da e verso lo spazio profondo”. Lo scambio di frammenti di luce da e verso lo spazio profondo potrebbe essere il futuro rivoluzionario del modo in cui comunichiamo nell’esplorazione spaziale.