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 asteroides 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.
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.”
