Unos científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA, en inglés) utilizaron un láser para comunicarse con una nave espacial que está a 265 millones de kilómetros de distancia, en el espacio profundo. Es la primera vez que lo logran, y esto marca un importante paso adelante en los esfuerzos por construir sistemas de comunicación óptica para futuras misiones a la luna y más allá.
Desde el Observatorio Kryoneri ubicado cerca de Atenas, Grecia, dispararon un potente láser hacia la misión Psyche de la NASA, que envió entonces una señal de retorno al Observatorio Helmos, que está a unos 37 km de donde se había originado la señal.
“Es un éxito maravilloso. A lo largo de años de avances tecnológicos, esfuerzos por lograr estandarización internacional, y la adopción de innovadoras soluciones de ingeniería, hemos puesto la piedra fundamental de la Internet del Sistema Solar”, declaró Mariella Spada, que encabeza los sistemas terrestres de ingeniería e innovación de la ESA.
Para lograrlo, el control de misión del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA usó potentes herramientas de navegación, como Delta-Differential One-Way Ranging – similar al rastreo de radio interplanetario – para brindarle a la ESA la posición exacta de Psyche. Expertos en dinámica de vuelo de la agencia diseñaron entonces la prueba, tomando en cuenta variables como la densidad del aire, la temperatura y el movimiento de la Tierra. Se cerraron de manera temporaria algunas secciones del espacio aéreo de Grecia, por seguridad.
“Que hayamos logrado este saludo óptico de ida y vuelta significó vencer dos importantes desafíos técnicos: el desarrollo de un láser tan potente como para llegar con precisión a una nave espacial distante; y construir un receptor tan sensible como para detectar la señal de respuesta más débil que puede ser de apenas unos fotones, luego de atravesar cientos de millones de kilómetros”, dijo Sinda Mejri, quien gestiona el proyecto del sistema de Receptor Láser Terrestre de la ESA.
El intercambio de señales es el primero de cuatro que se planificaron para este verano del hemisferio norte, como parte del experimento de Comunicaciones Ópticas con el Espacio Profundo a bordo de Psyche, de la NASA.
La misión de Psyche
Psyche investigará un asteroide rico en metales ubicado más allá de Marte, y además transporta el DSOC, un transceptor láser con cúpula de oro diseñado para probar sistemas de comunicación a gran distancia para futuras misiones espaciales. En diciembre de 2023, por ejemplo, el DSOC logró enviar de regreso a la Tierra desde unos 31 millones de kilómetros un video de un gato anaranjado llamado Taters persiguiendo un señalador láser, toda una hazaña tecnológica.
La nave espacial Psyche utiliza la radio para comunicarse con la Tierra, pero los sistemas de comunicación láser podrían acelerar la comunicación significativamente.
Aunque en esta prueba no se envió información a Psyche, los sistemas de comunicación óptica pueden introducir datos en las ondas oscilatorias de luz de los láseres, codificando mensajes en una señal óptica transmitida a un receptor por vía infrarroja. Son rayos invisibles – a simple vista, al menos – que viajan a la velocidad de la luz y transmiten información en alta definición de un punto a otro. El método permite transmitir datos a tasas entre 10 y 100 mayores que las de los sistemas de radio frecuencia que usan hoy las naves espaciales, según la agencia.
“Es esencial combinar esta tecnología con las que ya tenemos para comunicaciones por radio frecuencia con el fin de transmitir la creciente cantidad de datos de las misiones que exploran el universo” dijo Andrea Di Mira, también parte del proyecto del sistema de Transmisor Láser Terrestre de la ESA.
Todo el proceso requiere de extrema precisión: los rayos láser son mucho más angostos que las señales de radio, lo que significa que la respuesta láser del DCOS necesita apuntar de modo que tome en cuenta la órbita de la Tierra para determinar si el receptor ubicado en nuestro planeta estará en posición cuando la señal llegue.
El éxito del experimento representa “en verdad un gran paso hacia el logro de llevar la Internet terrestre de conectividad de alta velocidad a nuestras naves en el espacio profundo”, afirmó el director de operaciones de la agencia Rolf Densing.
