NASA estabelece recorde de comunicação a laser no espaço: 460 milhões Km, vídeo

TECNOLOGIA ESPACIAL

Recentes demonstrações da tecnologia de Comunicações Ópticas no Espaço Profundo da agência espacial norte-americana concluíram vários marcos importantes, culminando com o envio de um sinal para a maior distância entre o planeta Marte e a Terra.

A demonstração da tecnologia Deep Space Optical Communications da NASA quebrou mais um recorde para comunicações a laser neste verão (na América do Norte) ao enviar um sinal de laser da Terra para a nave espacial Psyche a cerca de 290 milhões de milhas (460 milhões de quilômetros) de distância. Essa é a mesma distância entre nosso planeta e Marte quando os dois planetas estão mais distantes. Para dar uma ideia, a Terra possui uma circunferência de aproximadamente 40.075 quilômetros de acordo com medições recentes.

Logo após atingir esse marco em 29 de julho, a demonstração tecnológica concluiu a primeira fase de suas operações desde o lançamento a bordo do Psyche em 13 de outubro de 2023.

“O marco é significativo. A comunicação a laser requer um nível muito alto de precisão e, antes de lançarmos o Psyche, não sabíamos quanta degradação de desempenho veríamos em nossas maiores distâncias”, disse Meera Srinivasan, líder de operações do projeto no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Agora, as técnicas que usamos para rastrear e apontar foram verificadas, confirmando que as comunicações ópticas podem ser uma maneira robusta e transformadora de explorar o sistema solar.”

Esta visualização mostra a posição de Psyche em 29 de julho, quando a estação de uplink para Deep Space Optical Communications da NASA enviou um sinal de laser a cerca de 290 milhões de milhas para a espaçonave. Veja uma versão interativa da espaçonave Psyche em Eyes on the Solar System da NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Superando Metas

Os dados da demonstração tecnológica são enviados de e para Psyche como bits codificados em luz quase infravermelha, que tem uma frequência mais alta do que as ondas de rádio. Essa frequência mais alta permite que mais dados sejam compactados em uma transmissão, permitindo taxas muito mais altas de transferência de dados.

Mesmo quando a Psyche estava a cerca de 33 milhões de milhas (53 milhões de quilômetros) de distância – comparável à maior aproximação de Marte à Terra – a demonstração tecnológica pôde transmitir dados na taxa máxima do sistema de 267 megabits por segundo. Essa taxa de bits é semelhante às velocidades de download da internet de banda larga. À medida que a espaçonave viaja para mais longe, a taxa na qual ela pode enviar e receber dados é reduzida, como esperado.

Em 24 de junho, quando Psyche estava a cerca de 240 milhões de milhas (390 milhões de quilômetros) da Terra – mais de 2 vezes e meia a distância entre nosso planeta e o Sol – o projeto atingiu uma taxa de dados de downlink sustentada de 6,25 megabits por segundo, com uma taxa máxima de 8,3 megabits por segundo. Embora essa taxa seja significativamente menor do que o máximo do experimento, ela é muito maior do que um sistema de comunicações de radiofrequência pode atingir nessa distância usando potência comparável.

Fase de testes

O objetivo da Deep Space Optical Communications é demonstrar uma tecnologia que pode transmitir dados de forma confiável em velocidades mais altas do que outras tecnologias de comunicação espacial, como sistemas de radiofrequência. Ao buscar atingir esse objetivo, o projeto teve a oportunidade de testar conjuntos de dados exclusivos, como arte e vídeo de alta definição, juntamente com dados de engenharia da espaçonave Psyche. Por exemplo, um downlink incluiu versões digitais da arte “Psyche Inspired” da Arizona State University, imagens dos animais de estimação da equipe e um vídeo de ultra-alta definição de 45 segundos que imita padrões de teste de televisão do século anterior e descreve cenas da Terra e do espaço.

A demonstração tecnológica transmitiu o primeiro vídeo de ultra-alta definição do espaço, apresentando um gato chamado Taters, da espaçonave Psyche para a Terra em 11 de dezembro de 2023, a 19 milhões de milhas de distância. (Artes, imagens e vídeos foram enviados para a Psyche e armazenados em sua memória antes do lançamento).

Este vídeo de ultra-alta definição de 45 segundos foi transmitido via laser do espaço profundo pela demonstração da tecnologia de Comunicações Ópticas do Espaço Profundo da NASA em 24 de junho, quando a sonda espacial Psyche estava a 385 milhões de quilômetros da Terra. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Hardware

“Um objetivo fundamental para o sistema era provar que a redução da taxa de dados era proporcional ao inverso do quadrado da distância”, disse Abi Biswas, tecnólogo do projeto de demonstração de tecnologia no JPL. “Nós atingimos esse objetivo e transferimos enormes quantidades de dados de teste de e para a espaçonave Psyche via laser.” Quase 11 terabits de dados foram enviados durante a primeira fase da demonstração.

O transceptor de voo está desligado e será ligado novamente em 4 de novembro. Essa atividade provará que o hardware de voo pode operar por pelo menos um ano.

“Vamos ligar o transceptor laser de voo e fazer uma breve verificação de sua funcionalidade”, disse Ken Andrews, líder de operações de voo do projeto no JPL. “Uma vez que isso for alcançado, podemos esperar operar o transceptor em suas capacidades de design completas durante nossa fase pós-conjunção que começa no final do ano.”

Destaque – Imagem: A nave espacial Psyche da NASA é retratada recebendo um sinal de laser da estação terrestre de uplink Deep Space Optical Communications na Table Mountain Facility do JPL neste conceito artístico. O experimento DSOC consiste em uma estação de uplink e downlink, além de um transceptor de laser de voo voando com Psyche. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Publicação:
Sábado | 5 de outubro, 2024

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