: El 8 de diciembre de 2022, la nave espacial Psyche de la NASA se ensambla en una sala limpia de las instalaciones de Operaciones Espaciales de Astrotech, ubicada en las cercanías del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida. El láser transceiver de vuelo con tapa dorada de DSOC se encuentra cerca del centro de la nave espacial. Crédito de la imagen: NASA / Ben Smegelsky
DSOC es un experimento que podría cambiar la forma en que las naves espaciales se comunican. Por primera vez, ha logrado enviar datos a través de láser hacia y desde mucho más allá de la Luna.
El Telescopio Hale en el Observatorio Palomar de Caltech en el condado de San Diego, California, ha enviado un láser de infrarrojo cercano codificado con datos de prueba desde casi 10 millones de millas (16 millones de kilómetros) de distancia (unas 40 veces más lejos que la Luna de la Tierra) por el experimento de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo (DSOC) de la NASA. Esta es la demostración más lejana de comunicaciones ópticas jamás realizada.
La demostración técnica tuvo su «primera luz» en las primeras horas del 14 de noviembre después de que su laser transceiver de vuelo, un dispositivo innovador a bordo de Psyche que puede enviar y recibir señales de infrarrojo cercano, se fijara en una potente baliza láser de enlace ascendente transmitida desde el Óptico. El laboratorio del Telescopio de Comunicaciones se encuentra en las instalaciones de Table Mountain del JPL cerca de Wrightwood, California. Mientras que los sistemas automatizados del transceiver y las estaciones terrestres mejoraron su orientación, la baliza de enlace ascendente ayudó al transceiver a apuntar su láser de enlace descendente de regreso a Palomar, que está a 100 millas, o 130 kilómetros, al sur de Table Mountain.
Trudy Kortes, directora de Demostraciones Tecnológicas de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA en Washington, dijo: «Lograr la primera luz es uno de los muchos hitos críticos del DSOC en los próximos meses, allanando el camino hacia comunicaciones de mayor velocidad de datos capaces de enviar información científica, imágenes de alta definición y transmisión de video en apoyo del próximo gran salto de la humanidad: enviar humanos a Marte.»
El objetivo principal del experimento fue enviar simultáneamente datos de prueba a través de láseres de enlace ascendente y descendente. La demostración que se llevó a cabo no transmite datos de la misión Psyche, pero trabaja en estrecha colaboración con el equipo de apoyo a la misión Psyche para garantizar que las operaciones de la nave espacial no se interfieran con las de DSOC.
Meera Srinivasan, líder de operaciones de DSOC en JPL, declaró: «La prueba del martes por la mañana fue la primera en incorporar completamente los recursos terrestres y el transceiver de vuelo, lo que requirió que los equipos de operaciones de DSOC y Psyche trabajaran en conjunto». «Fue un desafío formidable y tenemos mucho más trabajo por hacer, pero pudimos transmitir, recibir y decodificar algunos datos en un corto tiempo».
Antes de lograr este objetivo, el proyecto necesita realizar otras pruebas como, por ejemplo: la retirada de la cubierta protectora del láser transceiver de vuelo y el encendido del instrumento. Mientras tanto, la nave espacial Psyche está realizando sus propias pruebas, como encender sus sistemas de propulsión y probar instrumentos que serán utilizados para estudiar el asteroide Psyche cuando lo alcance en el 2028.
Primera luz y primeros bits.
Con la primera luz exitosa el equipo DSOC ahora trabajará para mejorar los sistemas que controlan la orientación del láser de enlace descendente a bordo del transceiver. El proyecto puede iniciar su demostración del mantenimiento de la transmisión de datos de alto ancho de banda desde el transceiver a Palomar, que se encuentra a varias distancias de la Tierra. Estos datos están codificados en forma de fotones (partículas cuánticas de luz) del láser, que son las unidades de datos más pequeñas que una computadora puede procesar. Se utilizan nuevas técnicas de procesamiento de señales para extraer datos de los fotones individuales que llegan al Telescopio Hale por un conjunto específico de detectores superconductores de alta eficiencia.
El objetivo del experimento DSOC es demostrar velocidades de transmisión de datos de 10 a 100 veces mayores que los sistemas de radiofrecuencia de última generación utilizados por naves espaciales actualmente. Tanto las comunicaciones por radio como las comunicaciones por láser de infrarrojo cercano utilizan ondas electromagnéticas para transmitir datos, pero la luz de infrarrojo cercano empaqueta los datos en ondas mucho más estrechas, lo que permite que las estaciones terrestres reciban más datos. Esto respaldará instrumentos científicos de mayor resolución y ayudará a futuras misiones de exploración humana y robótica.
El Dr. Jason Mitchell, director de la División de Tecnologías Avanzadas de Comunicaciones y Navegación de la División de Comunicaciones y Navegación Espaciales de la NASA (SCaN), dijo: «La comunicación óptica es una bendición para los científicos e investigadores que siempre quieren más de sus misiones espaciales y permitirá la exploración humana del espacio profundo.» «Un mayor número de datos conduce a un mayor número de hallazgos».
DSOC es la primera prueba de comunicación óptica en el espacio profundo, aunque se ha demostrado anteriormente la comunicación óptica en la órbita terrestre baja y en la Luna. Usar un puntero láser para rastrear una moneda de diez centavos que se mueve a una milla de distancia requiere «apuntar» de forma muy precisa.
«Obtener la primera luz es un gran logro. Según Abi Biswas, tecnólogo del proyecto DSOC en el JPL, los fotones láser del espacio profundo del transceiver de vuelo del DSOC a bordo de Psyche fueron detectados con éxito por los sistemas terrestres. Y también pudimos enviar algunos datos, lo que significa que pudimos enviar «bits de luz» desde y hacia el espacio profundo.
