Pela primeira vez, uma mensagem transmitida por laser infravermelho de 16 milhões de quilômetros de distância chegou à Terra, em uma experiência no espaço profundo conduzida pela Agência Aeroespacial dos Estados Unidos (Nasa) a bordo da nave espacial Psyche. O experimento Deep Space Optical Communications (DSOC) - Comunicações ópticas no espaço profundo, de tradução livre - é um experimento que pode transformar a forma como as espaçonaves se comunicam.
Esta é considerada a demonstração mais distante de comunicações ópticas. “O experimento da Nasa enviou um laser infravermelho próximo codificado com dados de teste de quase 16 milhões de quilômetros de distância - cerca de 40 vezes mais longe do que a Lua está da Terra - para o Telescópio Hale no Observatório Palomar do Caltech, no condado de San Diego, Califórnia”, afirmou em comunicado.
A bordo da nave espacial Psyche, lançada recentemente em outubro deste ano, o DSOC está configurado para enviar dados de teste de alta largura de banda para a Terra durante a sua demonstração tecnológica de dois anos, enquanto a Psyche viaja para a principal cintura de asteróides entre Marte e Júpiter. O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Nasa no sul da Califórnia é o responsável pelo DSOC e pala Psyche.
De acordo com a Nasa, a demonstração técnica alcançou a “primeira luz” nas primeiras horas de 14 de novembro deste ano. “Depois que seu transceptor laser de voo – um instrumento de ponta a bordo do Psyche capaz de enviar e receber sinais infravermelhos próximos – foi travado em um poderoso farol laser uplink transmitido do Laboratório de Telescópios de Comunicações nas instalações de Table Mountain do JPL, perto de Wrightwood, na Califórnia.”
“Alcançar o primeiro sinal é um dos muitos marcos críticos do DSOC, abrindo caminho para comunicações com taxas de dados mais altas, capazes de enviar informações científicas, imagens de alta definição e streaming de vídeo em apoio ao próximo salto gigante da humanidade: enviar seres humanos para Marte“, disse Trudy Kortes, diretora de Demonstrações Tecnológicas da sede da Nasa em Washington, por meio de comunicado.
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Os dados de teste também foram enviados simultaneamente por meio dos lasers uplink e downlink, procedimento conhecido como “fechamento do link” que é o objetivo principal do experimento.
“Embora a demonstração tecnológica não transmita dados da missão Psyche, ela trabalha em estreita colaboração com a equipe de apoio à missão Psyche para garantir que as operações do DSOC não interfiram com as da espaçonave”, acrescenta a agência.
“Foi um desafio formidável e temos muito trabalho a fazer, mas em pouco tempo conseguimos transmitir, receber e decodificar alguns dados”, espera Meera Srinivasan, líder de operações do DSOC no JPL.
De acordo com a Nasa, antes desta conquista, o projeto precisava verificar vários outros marcos, desde a remoção da tampa protetora do transceptor laser de voo até a ligação do instrumento. “Entretanto, a sonda Psyche está a realizar as suas próprias verificações, incluindo ligar os seus sistemas de propulsão e testar instrumentos que serão usados para estudar o asteróide Psyche quando chegar lá em 2028.”
Com a primeira luz bem-sucedida, a equipe do DSOC trabalhará agora no refinamento dos sistemas que controlam o direcionamento do laser de downlink a bordo do transceptor.
“Uma vez alcançado, o projeto pode começar a demonstrar a manutenção da transmissão de dados em alta largura de banda do transceptor para Palomar a várias distâncias da Terra. O experimento DSOC visa a demonstrar taxas de transmissão de dados 10 a 100 vezes maiores do que os sistemas de radiofrequência de última geração usados pelas espaçonaves atualmente.”, estima a agência.
A Nasa explica ainda que as comunicações por rádio e laser infravermelho próximo utilizam ondas eletromagnéticas para transmitir dados, mas a luz infravermelha próxima agrupa os dados em ondas significativamente mais estreitas, permitindo que as estações terrestres recebam mais dados. “Isto ajudará futuras missões de exploração humana e robótica e apoiará instrumentos científicos de maior resolução”, projeta a agência.
Conforme a Nasa, a demonstração também precisa compensar o tempo que a luz leva para viajar da espaçonave até a Terra por grandes distâncias. Durante o teste de 14 de novembro, os fótons levaram cerca de 50 segundos para viajar de Psyche à Terra.
No entanto, na localidade mais distante de Psyche em relação ao nosso planeta, conforme a sonda avança, os fótons do infravermelho próximo do DSOC levarão cerca de 20 minutos para viajar de volta. Nesse período, tanto a espaçonave quanto o planeta terão se movido, então, os lasers de uplink e downlink precisam se ajustar à mudança de localização.
“Alcançar a primeira luz é uma tremenda conquista. Os sistemas terrestres detectaram com sucesso os fótons laser do espaço profundo do transceptor de voo do DSOC a bordo do Psyche”, disse Abi Biswas, tecnólogo de projeto do DSOC no JPL. “E também conseguimos enviar alguns dados, o que significa que conseguimos trocar ‘pedaços de luz’ de e para o espaço profundo.”
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