La rivoluzionaria comunicazione ottica nello spazio profondo
La NASA ha recentemente compiuto un significativo passo avanti nel campo delle comunicazioni spaziali grazie all’esperimento di comunicazione ottica Deep Space Optical Communications (DSOC) a bordo della navicella spaziale Psyche. Questa tecnologia, che non si fa affidamento sulle tradizionali comunicazioni radio, ha dimostrato di essere in grado di trasmettere dati ingegneristici dall’impressionante distanza di oltre 140 milioni di miglia (226 milioni di chilometri), superando 1,5 volte la distanza tra la Terra e il Sole.
Questo risultato apre nuove prospettive per il futuro delle comunicazioni spaziali, consentendo la trasmissione di informazioni scientifiche complesse e immagini e video ad alta definizione, che saranno cruciali per il prossimo grande passo dell’umanità: l’invio di esseri umani su Marte.
Superare le aspettative con la tecnologia laser
La dimostrazione delle comunicazioni ottiche della NASA ha dimostrato la capacità di trasmettere dati di test a una velocità massima di 267 megabit al secondo (Mbps) utilizzando il laser nel vicino infrarosso del trasmettitore laser di volo, una velocità in bit paragonabile alla velocità di download di Internet a banda larga.
Il 13 dicembre 2023, l’esperimento ha trasmesso alla Terra un video ad altissima definizione di 15 secondi da una distanza di 19 milioni di miglia (31 milioni di chilometri), circa 80 volte la distanza Terra-Luna. Il video, insieme ad altri dati di test, è stato caricato sul trasmettitore laser di volo prima del lancio di Psyche l’anno scorso.
Ora che la navicella spaziale è più di sette volte più lontana, la velocità di trasmissione e ricezione dei dati è rallentata, come previsto. Durante il test dell’8 aprile, la navicella spaziale ha trasmesso i dati di prova a una velocità massima di 25 Mbps, superando di gran lunga l’obiettivo del progetto di dimostrare che a quella distanza era possibile almeno 1 Mbps.
Divertimento con i laser nello spazio profondo
Dopo il lancio di Psyche, la dimostrazione delle comunicazioni ottiche è stata inizialmente utilizzata per trasmettere dati precaricati, inclusi video del gatto Taters. Da allora, il progetto ha dimostrato che il trasmettitore può ricevere dati dal potente laser di uplink presso la struttura di Table Mountain del JPL vicino a Wrightwood, in California. I dati possono anche essere inviati al trasmettitore e poi trasmessi alla Terra nella stessa notte, come dimostrato in un recente “esperimento di inversione di tendenza”.
Questo esperimento trasmise i dati dei test – così come le fotografie digitali degli animali domestici – a Psiche e viceversa, un viaggio di andata e ritorno fino a 280 milioni di miglia (450 milioni di chilometri). Ha inoltre trasmesso grandi quantità di dati ingegneristici dimostrativi tecnologici per studiare le caratteristiche del collegamento di comunicazione ottica.
“Abbiamo imparato molto su quanto possiamo spingere il sistema quando il cielo è sereno, anche se occasionalmente le tempeste hanno interrotto le operazioni sia a Table Mountain che a Palomar”, ha affermato Ryan Rogalin, responsabile dell’elettronica del ricevitore del progetto at JPL .
Dettagli della missione Psiche
La dimostrazione, gestita dal JPL, è l’ultima di una serie di esperimenti di comunicazione ottica finanziati dal programma Technology Demonstration Missions (TDM) sotto la direzione della NASA Space Technology Mission e del programma Space Communications and Navigation (SCaN). all’interno della direzione della missione delle operazioni spaziali. Lo sviluppo del trasmettitore laser di volo è supportato dal MIT Lincoln Laboratory, L3 Harris, CACI, First Mode and Controlled Dynamics Inc. e dai sistemi di terra di supporto Fibertek, Coherent e Dotfast. Parte della tecnologia è stata sviluppata attraverso il programma Small Business Innovation Research della NASA.
L’Arizona State University è a capo della missione Psiche. Il JPL è responsabile della gestione complessiva della missione, dell’ingegneria del sistema, dell’integrazione, dei test e delle operazioni della missione. Psiche è la quattordicesima missione selezionata come parte del programma Discovery della NASA sotto la direzione della Science Mission, gestita dal Marshall Space Flight Center dell’agenzia a Huntsville, in Alabama. Il Launch Services Program della NASA, con sede presso il Kennedy Space Center dell’agenzia in Florida, ha gestito il servizio di lancio. Maxar Technologies ha fornito il telaio del veicolo spaziale ad alta potenza a propulsione elettrica solare da Palo Alto, California.
