A NASA enviará um transceptor de laser infravermelho próximo ao espaço para testar um sistema que poderá um dia ser usado para se comunicar com astronautas em Marte.
Sonda psique na oficina de montagem. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech
O equipamento necessário do sistema Deep Space Optical Communications (DSOC) está planejado para ser enviado junto com a estação interplanetária automática Psyche, projetada para estudar o asteróide Psyche. O lançamento da espaçonave está marcado para 5 de outubro. O voo para o asteroide com diâmetro de 225 km, localizado no cinturão de asteroides entre as órbitas de Marte e Júpiter e composto principalmente por ferro e níquel, levará cerca de dois anos. Durante esse período, o equipamento DSOC será testado para se comunicar com duas estações terrestres localizadas no sul da Califórnia.
A NASA acredita que os lasers DSOC de infravermelho próximo podem fornecer de 10 a 100 vezes a eficiência de transferência de dados dos sistemas de rádio mais avançados no espaço atualmente. A possibilidade de fornecer comunicações a laser de banda larga no espaço foi comprovada para órbita próxima da Terra e em comunicação com satélites em órbita da Lua, mas o espaço profundo apresenta novos desafios nesse assunto.
O rover Perseverance, localizado na superfície do Planeta Vermelho, pode se comunicar com orbitadores a uma velocidade de 2 Mbps. A sonda Orbital Martian Reconnaissance Orbiter, por sua vez, pode transmitir dados para a Terra a uma velocidade de 0,5 a 4 Mbps. Aumentar essas velocidades de 10 a 100 vezes com lasers tem uma vantagem óbvia, mesmo considerando o fato de que o limite de velocidade da luz não permite comunicações síncronas entre a Terra e Marte.
O sistema DSOC usa luz infravermelha próxima, que é capaz de transportar mais informações do que ondas de rádio, permitindo que as estações terrestres recebam mais dados ao mesmo tempo. Os veículos do espaço profundo que usam esse sistema de comunicação poderão enviar imagens mais detalhadas ou até mesmo vídeos tirados de suas câmeras para a Terra.
Telescópio Hale no Observatório Palomar da Caltech em San Diego County, Califórnia
Para receber comandos, o transceptor DSOC usará uma câmera sonda conectada a um telescópio de 22 cm para digitalizar e adquirir automaticamente o uplink de um laser infravermelho próximo transmitido do Laboratório de Telescópio de Comunicação Óptica da NASA em Wrightwood, Califórnia. Ele também transmitirá dados para o Telescópio Hale de 5,1 metros no Observatório Palomar da Caltech no Condado de San Diego, Califórnia, localizado a cerca de 130 quilômetros do OCTL.
Laboratório do Telescópio de Comunicação Óptica da NASA em Wrightwood, Califórnia
Para anular qualquer ruído no sinal, o detector de fótons usado no telescópio Hale é resfriado criogenicamente. Graças a isso, ele poderá detectar com mais eficiência as transmissões a laser do DSOC. À medida que a espaçonave Psyche se afasta da Terra e se aproxima do asteróide Psyche, o tempo necessário para enviar e receber sinais do DSOC aumentará gradualmente. Espera-se que a distância máxima em que a transmissão de dados será realizada usando o sistema DSOC seja superior a 300 milhões de km.
Para garantir que o transceptor de laser DSOC capte o sinal de uplink da Terra, os engenheiros equiparam a espaçonave Psyche com suportes especiais que seguram seu telescópio no lugar, evitando que seja submetido a vibrações.
«Cada componente do DSOC representa uma nova tecnologia, desde lasers de uplink de alta potência até o sistema de apontamento do transceptor do telescópio e sensores extremamente sensíveis que podem captar fótons individuais. A equipe do projeto ainda teve que desenvolver novas técnicas de processamento de sinal para poder maximizar a eficiência de obtenção de informações de sinais tão fracos transmitidos por grandes distâncias ”, comentou o líder do projeto DSOC, Bill Klipstein, do Laboratório de Propulsão a Jato.