Mandar una sonda a la Luna es únicamente la mitad del problema. Una vez allí, hay que enviar instrucciones, recibir telemetría y descargar todo lo que producen sus cámaras e instrumentos científicos. Cuantos más datos genera una misión, más insuficiente puede resultar el canal que la conecta con la Tierra.
China acaba de probar una posible solución. Después de más de un año de ensayos en órbita, un equipo de la Academia China de Ciencias estableció un enlace láser bidireccional con el satélite DRO-A a más de 400.000 kilómetros. La conexión alcanzó de manera preliminar 1,25 Mbps de subida y 100 Mbps de bajada.
A esa velocidad, según el comunicado de la Academia China de Ciencias, una imagen 8K que necesitaría entre cuatro y cinco minutos para atravesar un enlace de microondas de 5 Mbps podría descargarse en unos 12 segundos.
China no conectó la superficie de la Luna a Internet
El ejemplo de la fotografía 8K sirve para representar el ancho de banda disponible, pero no describe literalmente la prueba. La señal no procedía de un rover, una base o una cámara instalada sobre la superficie lunar. Viajó entre una estación terrestre y DRO-A, un satélite situado en una órbita retrógrada distante dentro del espacio cislunar.
La diferencia frente a las comunicaciones de radio no está en que la información viaje más rápido: tanto las ondas de radio como la luz se desplazan a la velocidad de la luz. La ventaja consiste en concentrar la señal en un haz mucho más estrecho y transportar una cantidad mayor de datos por segundo utilizando terminales potencialmente más pequeños y ligeros.
Ese haz estrecho también representa el principal problema. Apuntar desde la Tierra a un satélite en movimiento situado a 400.000 kilómetros es comparable a intentar introducir un hilo en una aguja que se desplaza por el cielo. Una desviación diminuta en el emisor puede convertirse en un error de varios kilómetros al llegar al destino.
La señal regresó a la Tierra reducida a unos pocos fotones
El sistema tuvo que compensar la órbita del satélite, las vibraciones y deformaciones del telescopio, la refracción atmosférica y el tiempo que la luz necesita para recorrer la distancia. Solo el trayecto de ida requiere alrededor de 1,3 segundos, durante los cuales DRO-A continúa moviéndose.
El segundo desafío comenzaba al recibir la señal. Después del viaje, el láser podía llegar reducido a apenas unos fotones y quedar oculto entre la luz reflejada por la Luna, las estrellas, la atmósfera y las ciudades.
Para encontrarlo, el Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghái desarrolló una matriz de detectores superconductores capaz de registrar fotones individuales. Los investigadores combinaron esa sensibilidad con algoritmos para separar la información del ruido, modulación por posición de pulsos y códigos de corrección de errores.
Los 100 Mbps no son un récord mundial, pero sí un salto para China
Estados Unidos ya había alcanzado cifras superiores. En 2013, el experimento LLCD de la NASA logró descargar datos desde la sonda lunar LADEE a 622 Mbps y enviarlos desde la Tierra a 20 Mbps. También transmitió simultáneamente dos canales de vídeo en alta definición.
El mérito del nuevo ensayo, por tanto, no consiste en haber inventado las comunicaciones lunares por láser ni en batir una marca de velocidad. Es la primera vez que China demuestra en órbita su propia capacidad bidireccional de alta velocidad a distancia Tierra-Luna.
Eso le proporciona una pieza estratégica para su futuro programa espacial. Cámaras de mayor resolución, experimentos científicos, vehículos tripulados y eventuales instalaciones lunares producirán volúmenes de información muy superiores a los actuales. Llegar a la Luna seguirá siendo difícil. Conseguir que todos esos datos regresen a la Tierra sin crear un atasco será el siguiente gran problema.
