SAN FRANCISCO – La NASA se ha centrado en el componente terrestre de las redes de comunicaciones ópticas, mientras que la Agencia de Desarrollo Espacial de la Fuerza Espacial de EE. UU. se centra en las comunicaciones espacio-espacio.
Las dos iniciativas se cruzarán en dos o tres años, cuando la NASA determine si las terminales comerciales que SDA está adoptando para las comunicaciones de satélite a satélite pueden transmitir datos a la Tierra.
«Tendremos algunas terminales espaciales comerciales apuntando hacia abajo, comunicando con nuestros sitios terrestres existentes», dijo Jason Mitchell, ejecutivo del programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales de la NASA. noticias espaciales en la reunión de la Unión Geofísica Americana aquí en diciembre.
Espacio de piso
La turbulencia atmosférica hace que la tarea de transmitir datos ópticos a la Tierra sea un desafío. La transmisión exitosa requiere predicción y modelado para determinar cómo la atmósfera de la Tierra distorsionará las señales. Y las estaciones terrestres requieren ópticas adaptativas para corregir esta turbulencia.
El programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales (SCaN) de la NASA ha estado abordando estos desafíos desde que la Demostración de Comunicaciones Láser Lunares viajó a la Luna en 2013 en el Explorador de Ambiente de Polvo y Atmósfera Lunar.
Después del LLCD, que batió el récord de velocidad de datos más rápida entre la Luna y la Tierra, la NASA envió la Demostración de retransmisión de comunicaciones láser (LCRD) a una órbita geosincrónica. El LCRD, alojado en el Programa de Prueba Espacial del Satélite 6 del Departamento de Defensa, entregó datos a la Tierra a velocidades de hasta 1,2 gigabits por segundo.
El progreso en las comunicaciones ópticas se está acelerando, dijo Mitchell, con el éxito de TeraByte InfraRed Delivery, una carga útil para el Pathfinder Technology Demonstrator 3 de la NASA lanzado en 2022, y el experimento de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo (DSOC).
DSOC, lanzado en octubre en la misión Psyche del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, envió un video de un gato de alta definición de 15 segundos al Telescopio Hale en el Observatorio Palomar del Instituto de Tecnología de California en el condado de San Diego. La transmisión cubrió un récord de 31 millones de kilómetros.
Luego, en diciembre, la LCDR intercambiaron datos por primera vez con ILLUMA-T, el módem LCRD LEO integrado y terminal amplificador de usuario enviado a la Estación Espacial Internacional en noviembre en un Dragon de carga SpaceX. Se espera que trabajando juntos, LCRD e ILLUMA-T mejoren las comunicaciones de la ISS.
Si bien los astronautas a bordo de la ISS pueden acoger con agrado la promesa de comunicaciones ópticas con ancho de banda adicional, la tecnología será particularmente importante para misiones fuera de la órbita terrestre.
«Necesitamos asegurarnos de mantener a las personas conectadas a medida que avanzan cada vez más hacia el espacio», dijo Mitchell. «Queremos tener un enlace ascendente y descendente de gran ancho de banda porque estás tan aislado como te sientes».
RF más óptico
El programa SCaN de la NASA se está preparando para Artemis 2, la primera misión tripulada de la nave espacial Orion. Un experimento a bordo llamado Orion Artemis 2 Optical Communications Systems, conocido como O2O, está diseñado para transmitir imágenes y vídeos a velocidades de hasta 260 megabits por segundo.
«Vamos a encenderlo, ponerlo en marcha y verificarlo», dijo Mitchell. “Si funciona, nuestra intención es aprovechar [O2O] tanto como podamos.»
Aún así, las comunicaciones por RF serán la base de la misión Artemis 2.
«Si hay un problema con el O2O, no supondrá ningún riesgo para la misión», dijo Mitchell.
Las misiones futuras también contarán con tecnología óptica y de RF.
«Siempre habrá alguna combinación», dijo Mitchell. «Habrá algunos elementos que serán necesarios para la RF, como la recuperación de los modos seguros».
Próximos pasos
En el futuro, a la NASA le gustaría ver estaciones terrestres ópticas capaces de soportar múltiples misiones.
«Si las misiones tienen componentes electrónicos diferentes, se utiliza el mismo telescopio pero se cambia la electrónica», dijo Mitchell. “Con el tiempo, querrás que funcionen de forma tan autónoma como lo hacen ahora las estaciones de RF. Ese es el verdadero truco”.
Con ese objetivo en mente, la NASA está fomentando la producción comercial de la tecnología necesaria.
«Queremos poder decir: 'Si desea una abertura de este tamaño, compre el sistema al proveedor ABC, colóquelo en concreto y colóquele una cúpula», dijo Mitchell.
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