A bordo della sonda Psyche della NASA, in rotta verso l’omonimo asteroide della Cintura Principale, c’è la dimostrazione della tecnologia DSOC (Deep Space Optical Communications) dell’Agenzia. Questo è il primo esperimento per testare la comunicazione laser nello spazio profondo, in particolare fino a Marte.
Tra novembre e dicembre 2023, il DSOC è riuscito con successo a trasmettere segnali codificati con dati di test e un video alla Terra da una distanza compresa tra 16 e 31 milioni di km. Ora la NASA ha annunciato che durante i test dell’8 aprile, l’esperimento si è interfacciato per la prima volta con il sistema di comunicazione di Psiche, trasmissione dei dati tecnici dalla missione alla Terra.
Ce l’ha fatta dalla notevole distanza di 226 milioni di kmuna volta a metà della distanza tra la Terra e il Sole (circa 150 milioni di km), e con una velocità che supera di gran lunga l’obiettivo del progetto.
Un esperimento sempre più riuscito
Dopo il lancio di Psyche, il DSOC è stato inizialmente utilizzato per effettuare il downlink dei dati precaricati al ricetrasmettitore laser di volo. Da allora il progetto ha dimostrato che il ricetrasmettitore può ricevere dati dal laser di uplink ad alta potenza presso la struttura di Table Mountain del JPL, vicino a Wrightwood, in California. I dati possono anche essere inviati al ricetrasmettitore e poi ricollegati alla Terra nella stessa notte.
La tecnologia di comunicazione laser in questa demo della NASA è progettata per trasmettere dati a velocità da 10 a 100 volte maggiori rispetto ai sistemi a radiofrequenza all’avanguardia utilizzati oggi dalle missioni nello spazio profondo.
Nel dicembre 2023, il DSOC ha trasmesso sulla Terra un test video ad altissima definizione di 15 secondi da una distanza di 31 milioni di km. Lì, ha dimostrato di poter trasmettere dati di test a una velocità massima di 267 megabit al secondo (Mbps) dal laser downlink nel vicino infrarosso del ricetrasmettitore laser di volo: una velocità in bit paragonabile alla velocità di download di Internet a banda larga.
Ora che la sonda è sette volte più lontana, la velocità con cui può inviare e ricevere dati è ridotta, come previsto. Durante il test dell’8 aprile, Psiche ha trasmesso i dati del test tramite laser a una velocità massima di 25 Mbps. Questo valore è tuttavia molto superiore all’obiettivo dimostrativo di almeno 1 Mbps.
Comunicazione laser di dati scientifici dallo spazio profondo
Durante i test dell’8 aprile, il team del progetto ha comandato anche il ricetrasmettitore laser di volo trasmettere otticamente i dati generati da Psyche. Mentre Psiche trasmetteva dati sul suo canale di radiofrequenza al Deep Space Network (DSN) della NASA, il sistema di comunicazione ottica trasmetteva simultaneamente una parte degli stessi dati al telescopio Hale presso l’Osservatorio Palomar del Caltech nella contea di San Diego, una stazione terrestre in downlink per il sistema solare. Esperimento DSOC.
Ken Andrews, responsabile delle operazioni di volo per il progetto al JPL, ha spiegato: “Ciò ha comportato il downlink di una piccola quantità di dati in un breve lasso di tempo, ma il fatto che lo stiamo facendo ora ha superato tutte le nostre aspettative”. .
La sfida più grande per le operazioni di downlink sono le tempeste: mentre le comunicazioni in radiofrequenza possono funzionare nella maggior parte delle condizioni meteorologiche, le comunicazioni ottiche richiedono cieli relativamente sereni per trasmettere dati ad alta larghezza di banda.
Il JPL ha recentemente condotto un esperimento per combinare l’Osservatorio Palomar, l’antenna sperimentale a radiofrequenza ottica presso il Goldstone Deep Space Communications Complex di DSN a Barstow, in California, e un rilevatore sulla Table Mountain per ricevere lo stesso segnale simultaneamente.
Può essere utile organizzare più stazioni di terra per imitare un ricevitore di grandi dimensioni migliorare il segnale dello spazio profondo. Questa strategia può essere utile anche se una stazione è offline a causa di condizioni meteorologiche avverse, poiché altre stazioni possono comunque ricevere il segnale.
