A sonda Psyche contatou a Terra através de um canal de laser da distância máxima de Marte

A NASA provou que uma velocidade de comunicação estável com Marte através de um feixe de laser pode atingir 6,25 Mbit/s, mesmo quando diverge da Terra na sua distância máxima. Isto foi demonstrado pela experiência com a sonda Psyche da NASA, com a qual ocorreu uma sessão de comunicação a laser a uma distância de 490 milhões de km. Esta foi a primeira comunicação a laser no espaço profundo, confirmando a possibilidade de passar do rádio à óptica nessas distâncias e aumentar as velocidades de transmissão em 100 vezes.

Fonte da imagem: NASA

«Um dos principais objetivos do sistema era provar que a redução na taxa de dados é proporcional ao inverso do quadrado da distância, disse Abi Biswas, tecnólogo de projetos do JPL. “Alcançamos esse objetivo e transmitimos uma enorme quantidade de dados de teste de e para a espaçonave Psyche usando laser.” A primeira etapa da demonstração transferiu quase 1,4 TB de dados.

Todas as informações para testar as comunicações a laser no espaço profundo foram carregadas antecipadamente na memória do sistema. Nenhum instrumento científico da sonda está conectado ao módulo de comunicação a laser. A missão Psyche e a comunicação a laser são experimentos diferentes em uma plataforma comum. Hoje podemos dizer que a experiência foi um sucesso total. Equipamentos da Terra foram capazes de localizar o receptor óptico da sonda a uma distância inimaginável, assim como o transmissor de Psyche foi capaz de atingir o receptor na Terra. Com o rádio é mais simples nesse aspecto – mesmo a radiação direcionada tem um grande cone de dispersão. A óptica é uma questão completamente diferente. A precisão do golpe deve ser semelhante à de um atirador de elite.

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O uplink da Terra foi finalizado por um laser de 7 kW no Laboratório Table Mountain do JPL, perto de Wrightwood, Califórnia. O sinal downlink foi recebido pelo telescópio óptico de 5 m no Observatório Palomar da Caltech, no condado de San Diego, Califórnia. Quando a sonda se moveu a 53 milhões de km da Terra (a distância de maior aproximação entre a Terra e Marte), a velocidade de comunicação do laser atingiu 267 Mbps, o que corresponde à velocidade da Internet via banda larga na Terra. A conexão não foi interrompida e permaneceu estável mesmo depois de “Marte ter divergido da Terra para a sua maior distância” – quando a sonda voou a 490 milhões de km da Terra, o que aconteceu no final de junho deste ano. A velocidade máxima atingiu então 8,3 Mbit/s, e a velocidade sustentada foi de 6,25 Mbit/s.

As comunicações a laser operavam na faixa do infravermelho próximo. Isso é aproximadamente 100 vezes mais rápido que a transmissão de rádio. Isto é extremamente importante para receber dados científicos do espaço de futuras estações científicas e observatórios. Os equipamentos enviados ao espaço estão se tornando cada vez mais complexos e exigindo canais de comunicação. Um experimento com equipamento laser a bordo do Psyche demonstrou a viabilidade tecnológica da nova abordagem. Neste ponto, a NASA concluiu a primeira etapa do experimento. O equipamento laser da sonda será ligado novamente e conduzirá uma sessão de comunicação no dia 4 de novembro deste ano para garantir que a equipe da missão esteja confiante em sua capacidade de ligar novamente e permanecer operacional por pelo menos um ano.