O experimento DSOC Laser da NASA transmitiu dados técnicos de 226 milhões de quilômetros de distância

A bordo da sonda Psyche da NASA, rumo ao asteroide do Cinturão Principal de mesmo nome, há uma tecnologia de demonstração DSOC (Deep Space Optical Communications). Este é o primeiro experimento para testar a comunicação a laser no espaço profundo, em particular em Marte.

Um transceptor a laser para demonstrar a tecnologia Deep Space Optical Communication (DSOC) no JPL em abril de 2021. Imagem: NASA/JPL-Caltech

Entre novembro e dezembro de 2023, o DSOC transmitiu com sucesso sinais codificados com dados de teste e vídeo para a Terra a distâncias de 16 e 31 milhões de km. Agora, a NASA anunciou que, durante o teste de 8 de abril, o experimento interagiu com o sistema de comunicações Psyche pela primeira vez e transmitiu os dados técnicos da missão para a Terra.

Fê-lo a uma distância espantosa de 226 milhões de km, metade da distância entre a Terra e o Sol (cerca de 150 milhões de km), e a uma velocidade muito acima do objetivo do projeto.

O experimento está progredindo com cada vez mais sucesso

Após o lançamento do Psyche, o DSOC foi inicialmente usado para transmitir dados pré-carregados em um transceptor laser. Desde então, o projeto demonstrou que o transceptor pode receber dados de um laser upstream de alta potência nas instalações do JPL Table Mountain perto de Wrightwood, Califórnia. Os dados também podem ser enviados para um transceptor e, em seguida, reconectados à Terra na mesma noite.

A tecnologia de comunicações a laser neste projeto de demonstração da NASA foi projetada para transmitir dados a velocidades de 10 a 100 vezes mais rápidas do que os atuais sistemas de radiofrequência usados em missões espaciais hoje.

Uma visualização mostrando a posição da sonda Psyche em 8 de abril, quando o transceptor a laser DSOC transmitiu dados a 25 Mbps a uma distância de 226 milhões de km até uma estação de dados na Terra. Imagem: NASA/JPL-Caltech

Em dezembro de 2023, o DSOC transmitiu um teste de vídeo de ultra-alta definição de 15 segundos para a Terra a uma distância de 31 milhões de km.

Agora que a sonda está sete vezes mais distante, a velocidade com que ela pode enviar e receber dados diminuiu, o que era esperado. Durante o teste em 8 de abril, a espaçonave Psyche transmitiu dados de teste por meio de um laser a uma velocidade máxima de 25 Mbit/s, que, no entanto, é muito maior do que a velocidade de pelo menos 1 Mbit/s planejada para a demonstração.

Transmissão a laser de dados científicos do espaço profundo

Durante o teste de 8 de abril, a equipe do projeto também deu um comando ao transceptor laser de voo para transmitir opticamente os dados gerados pelo Psyche. Enquanto a espaçonave estava transmitindo dados através de seu canal de radiofrequência para a Deep Space Network (DSN) da NASA, o sistema de comunicações ópticas estava transmitindo simultaneamente alguns dos mesmos dados para o Telescópio Hale no Observatório Caltech Palomar no Condado de San Diego, a estação de downlink terrestre para o experimento DSOC.

Ken Andrews, chefe de operações de voo do projeto no JPL, explicou: "Foi uma pequena quantidade de dados em um curto período de tempo, mas o fato de estarmos fazendo isso agora excedeu todas as nossas expectativas".

O experimento Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA visa abrir caminho para o uso de comunicações a laser para transmitir dados do espaço profundo. Imagem: NASA/JPL-Caltech

As tempestades representam o maior desafio para as operações de dados: enquanto as comunicações de RF podem operar na maioria das condições climáticas, as comunicações ópticas exigem céus relativamente claros para transmitir dados de alta largura de banda.

Recentemente, o JPL conduziu um experimento para usar o Observatório Palomar, uma antena óptica experimental de RF no DSN Deep Space Communications Complex em Goldstowe, Califórnia, e um detector na Table Mountain para receber o mesmo sinal ao mesmo tempo.

Configurar várias estações na Terra para simular um grande receptor poderia ajudar a amplificar o sinal do espaço profundo. Essa estratégia também pode ser útil se uma das estações estiver fora de serviço devido a condições climáticas adversas, já que outras estações ainda podem receber o sinal.