NASA recibe un mensaje de haz de láser desde 16 millones de kilómetros de distancia

(CNN) – Un innovador experimento que volaba a bordo de la misión Psyche de la NASA acaba alcanzar su primer gran hito llevando a cabo con éxito la demostración más lejana de las comunicaciones láser. La demostración tecnológica podría algún día ayudar a las misiones de la NASA a sondear más profundamente en el espacio y descubrir más descubrimientos sobre el origen del universo.

Lanzado a mediados de octubre, Psyche está actualmente en camino para atrapar la primera visión de la humanidad de un asteroide metálico entre las órbitas de Marte y Júpiter. La nave espacial pasará los próximos seis años recorriendo unos 3.600 millones de kilómetros para llegar a su homónimo, ubicado en la parte exterior del cinturón principal de asteroides.

A lo largo del paseo se encuentra la demostración de tecnología de comunicaciones ópticas del espacio profundo, o DSOC, que está llevando a cabo una misión propia durante los dos primeros años del viaje.

La demostración tecnológica fue diseñada para ser el experimento más distante de la agencia espacial estadounidense de comunicaciones láser de alto ancho de banda, probando el envío y recepción de datos hacia y desde la Tierra usando un láser de infrarrojo cercano invisible. El láser puede enviar datos a 10 o 100 veces la velocidad de los sistemas tradicionales de radio o que la NASA utiliza en otras misiones. Si es totalmente exitoso en los próximos dos años, este experimento podría ser la base futura de la tecnología que se utiliza para comunicarse con los humanos que exploran Marte.

Y DSOC recientemente logró lo que los ingenieros llamaron “primera luz”, la hazla de enviar y recibir con éxito sus primeros datos.

El experimento brillaba un láser codificado con datos de mucho más allá de la luna por primera vez. Los datos de la prueba fueron enviados desde casi 16 millones de kilómetros de distancia y llegaron al Telescopio Hale en el Observatorio Palomar del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California.

El equipo de Comunicaciones Opticas del Espacio Profundo trabajó durante la madrugada del 14 de noviembre en el área de apoyo a la misión Psyche en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, para presenciar la “primera luz”. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

La distancia entre DSOC y Hale era unas 40 veces más lejana que la luna de la Tierra.

Lograr la primera luz es uno de los muchos hitos críticos de la DSOC en los próximos meses, allanando el camino hacia comunicaciones de mayor tasa de datos capaces de enviar información científica, imágenes de alta definición y transmitir video en apoyo de la humanidad, el próximo salto gigante: enviar humanos a Marte, dijo Trudy Kortes, directora de demostraciones tecnológicas de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA, en un comunicado.

Envío de láseres a través del espacio

La primera luz, que ocurrió el 14 de noviembre, ocurrió cuando el instrumento de transcitor láser de vuelo en Psyche recibió una baliza láser enviada desde el Laboratorio de Telescopio de Comunicaciones Opticas en la instalación de la Mesa de Propulsión de la NASA en la instalación de montaña de la Mesa de la NASA cerca de Wrightwood, California.

La baliza inicial recibida por el transcitor de Psycheés ayudó al instrumento a apuntar su láser a enviar datos de vuelta al Telescopio Hale, que se encuentra a unas 100 millas (160 kilómetros) al sur de la Montaña de la Mesa.

(La prueba del 14 de noviembre fue la primera en incorporar plenamente los activos terrestres y el transceptor de vuelo, requiriendo que los equipos de operaciones de DSOC y Psyche trabajaran en tándem, dijo Meera Srinivasan, líder de operaciones de DSOC en JPL, ubicada en Pasadena, California, en un comunicado. Fue un reto formidable, y tenemos mucho más trabajo que hacer, pero por un corto tiempo, pudimos transmitir, recibir y decodificar algunos datos.

No es la primera vez que las comunicaciones con láser se prueban en el espacio. La primera prueba de la comunicación láser bidal ocurrió en diciembre de 2021 cuando la Demostración de Reenvío de Comunicaciones Lsáer de la NASA lanzó y entró en órbita a unos 35.406 kilómetros de la Tierra.

Los operadores de transmisores láser terrestres DSOC estuvieron en el lugar en el Laboratorio de Telescopio de Comunicaciones Optical en la instalación de montaña de tables de JPL cerca de Wrightwood, California, para el primer experimento. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Desde entonces, los experimentos han enviado comunicaciones ópticas desde la órbita terrestre baja y a la luna. Y la nave espacial Artemis II utilizará comunicaciones láser para devolver el video de alta definición de un viaje tripulado alrededor de la luna. Pero DSOC marca la primera vez que las comunicaciones láser se envían a través del espacio profundo, lo que requiere un objetivo increíblemente preciso y apuntar a millones de millas.

La prueba inicial de las capacidades de la demo de la tecnología permitirá al equipo trabajar en el refinar los sistemas utilizados en la precisión de apuntamiento láser. Una vez que el equipo haya comprobado esa casilla, DSOC estará listo para enviar y recibir datos al Telescopio Hale mientras la nave espacial viaja más lejos de la Tierra.

Desafías futuros

Mientras que DSOC no enviará los datos científicos recopilados por la nave espacial Psyche porque es un experimento, el láser se utilizará para enviar bits de datos de prueba codificados en los fotones láser, o partículas de luz cuántica.

Los conjuntos de detectores en la Tierra pueden captar la señal de Psyche y extraer los datos de los fotones. Este tipo de comunicación óptica podría cambiar la forma en que la NASA envía y recibe datos de sus misiones a través del espacio profundo.

La comunicación óptica es una bonanza para los científicos e investigadores que siempre quieren más de sus misiones espaciales, y permitirán la exploración humana del espacio profundo, dijo el Dr. Jason Mitchell, director de la División de Tecnologías Avanzadas de Comunicaciones y Tecnologías de Navegación dentro del programa de Comunicaciones y Navegación Espaciales de la NASA, en un comunicado. Más datos significa más descubrimientos.

Mientras Psyche continúa su viaje, esperan más desafíos.

El equipo de DSOC estará monitoreando cuánto tiempo tarda los mensajes láser en viajar a través del espacio. Durante la primera luz, el láser tardaba sólo 50 segundos en viajar de Psyche a la Tierra. A la distancia más lejana entre la nave espacial y la Tierra, se espera que el láser tarde 20 minutos en viajar de ida. Y durante ese tiempo, la nave espacial continuará moviéndose y la Tierra girará.

Mientras tanto, la nave espacial Psyche continúa preparándose para su misión principal, alimentando los sistemas de propulsión y probando los instrumentos científicos que necesitará para estudiar el asteroide cuando llegue en julio de 2029. La misión podría determinar si el asteroide es el núcleo expuesto de un bloque planetario temprano desde el comienzo del sistema solar.