«La primera luz»: la NASA recibe un mensaje de rayo láser a 16 millones de kilómetros de distancia
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Un innovador experimento a bordo de la misión Psyche de la NASA acaba de alcanzar su primer hito al realizar exitosamente la demostración más lejana de comunicaciones láser. La prueba tecnológica algún día podría ayudar a las misiones de la agencia a profundizar en la exploración espacial y a descubrir más sobre el origen del universo.
Lanzada a mediados de octubre, la misión Psyche se dirige a captar el primer vistazo de la humanidad a un asteroide metálico entre las órbitas de Marte y Júpiter. La nave espacial pasará los próximos seis años viajando unos 3.600 millones de kilómetros para llegar al asteroide con su mismo nombre, ubicado en la parte exterior del cinturón de asteroides principal.
A la travesía se sumó la demostración tecnológica de Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo (DSOC, por sus siglas en inglés), que realizará su propia misión durante los primeros dos años del viaje.
La demostración tecnológica se diseñó como el experimento más lejano de comunicaciones láser de ancho de banda que tiene la NASA, al poner a prueba el envío y recepción de datos hacia y desde la Tierra utilizando un láser invisible en el infrarrojo cercano. El láser puede enviar datos a entre 10 y 100 veces la velocidad de los sistemas tradicionales de ondas de radio que utiliza la NASA en otras misiones. Si tiene éxito en los próximos años, este experimento podría ser la base futura de la tecnología que se utilizará para comunicarse con los humanos que exploren Marte.
Y, en ese camino, DSOC recientemente logró lo que los ingenieros llamaron “la primera luz”: la hazaña de enviar y recibir con éxito sus primeros datos.
El experimento emitió por primera vez un láser codificado con datos de mucho más allá de la Luna. Los datos de la prueba se enviaron 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 DSOC trabajó durante las primeras horas de la mañana del 14 de noviembre en el área de apoyo a la misión Psyche en el Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA en Pasadena, California, para presenciar la «primera luz».
La distancia entre DSOC y Hale era aproximadamente 40 veces mayor que la distancia entre la Luna y la Tierra.
“Lograr la primera luz es uno de los muchos hitos críticos del DSOC en los próximos meses, lo que allana el camino hacia comunicaciones de mayor velocidad de datos, capaces de enviar información científica, imágenes de alta definición y transmisión de video en apoyo del próximo gran salto de la humanidad: 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.
Enviar láseres a través del espacio
La primera luz, que se logró el 14 de noviembre, tuvo lugar cuando el instrumento transceptor láser de vuelo en Psyche recibió una baliza láser enviada desde el Laboratorio del Telescopio de Comunicaciones Ópticas en las instalaciones de Table Mountain del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA (JPL, por sus siglas en inglés) cerca de Wrightwood, California.
La baliza inicial que recibió el transceptor de Psyche ayudó al instrumento a apuntar su láser para enviar datos al Telescopio Hale, que está ubicado a unos 160 kilómetros al sur de Table Mountain.
«La prueba (del 14 de noviembre) fue la primera en incorporar completamente los recursos terrestres y el transceptor de vuelo, lo que requirió que los equipos de operaciones DSOC y Psyche trabajaran en conjunto», dijo Meera Srinivasan, líder de operaciones de DSOC en JPL, ubicado en Pasadena, California. «Fue un desafío formidable y tenemos mucho más trabajo por hacer, pero durante un corto tiempo pudimos transmitir, recibir y decodificar algunos datos».
Los operadores del transmisor láser terrestre de DSOC estaban en el Laboratorio del Telescopio de Comunicaciones Ópticas en las instalaciones de Table Mountain del JPL cerca de Wrightwood, California, para el primer experimento.
No es la primera vez que se examinan las comunicaciones láser en el espacio. La primera prueba de comunicación láser bidireccional se produjo en diciembre de 2021, cuando la demostración de retransmisión de comunicaciones láser de la NASA se lanzó y entró en órbita a unos 35.406 kilómetros de la Tierra.
Desde entonces, los experimentos han enviado comunicaciones ópticas desde la órbita terrestre baja hasta la Luna. Y la nave espacial Artemis II utilizará comunicaciones láser para devolver videos de alta definición de un viaje tripulado alrededor de la Luna. Pero DSOC marca la primera vez que se envían comunicaciones láser a través del espacio profundo, lo que requiere una puntería increíblemente precisa y apuntar a millones de kilómetros.
La prueba inicial de las capacidades de la demostración técnica permitirá al equipo trabajar para perfeccionar los sistemas utilizados en la precisión de puntería del láser. Una vez que el equipo haya marcado esa casilla, DSOC estará listo para enviar y recibir datos al Telescopio Hale a medida que la nave espacial se aleja más de la Tierra.
Futuros retos
Si bien DSOC en realidad no enviará datos científicos recopilados por la nave espacial Psyche porque es un experimento, el láser se utilizará para enviar fragmentos de datos de prueba codificados en los fotones del 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 en el espacio profundo.
«La comunicación óptica es una bendición para los científicos e investigadores que siempre quieren más de sus misiones espaciales y permitirá la exploración humana del espacio profundo», dijo el Dr. Jason Mitchell, director de la División de Tecnologías Avanzadas de Comunicaciones y Navegación de la NASA. «Más datos significan más descubrimientos», añadió.
Mientras Psyche continúa su viaje, le esperan más desafíos.
El equipo DSOC controlará cuánto tiempo tardan los mensajes láser en viajar por el espacio. Durante la primera luz, el láser tardó sólo 50 segundos en viajar desde 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 en una dirección. Y durante ese tiempo, la nave espacial seguirá moviéndose y la Tierra girará.
Mientras tanto, la nave espacial Psyche continúa preparándose para su misión principal, encendiendo sistemas de propulsión y probando los instrumentos científicos que necesitará para estudiar el asteroide cuando llegue el momento, en julio de 2029. La misión podría determinar si el asteroide es el núcleo expuesto de uno de los primeros bloques de construcción planetario desde el principio del sistema solar.
