En un intento por hacer que las comunicaciones de alta velocidad con misiones al espacio profundo sean una realidad práctica, la NASA está probando una antena parabólica híbrida gigante que es capaz de manejar señales de radio y láser a través de cientos de millones de millas de espacio.
Uno de los aspectos más destacados de la misión Psyche de la NASA al asteroide del mismo nombre es su Comunicaciones ópticas del espacio profundo (DSOC), que es un transceptor láser capaz de enviar y recibir señales láser, lo que permite comunicaciones muchas veces más rápidas que los sistemas de radio convencionales.
Hasta ahora, ha tenido algunos éxitos notables desde que se lanzó la sonda robótica el 13 de octubre de 2024. En noviembre, el DSOC transmitió con éxito datos desde una distancia de 16 millones de kilómetros (10 millones de millas), o 40 veces la distancia de la Tierra a la luna.
El único problema es que el vínculo entre la Tierra y Psique se realizó mediante una configuración de prueba manipulada por el jurado. El DSOC apuntaba al Telescopio Hale en el Observatorio Palomar de Caltech en el condado de San Diego, California, con la ayuda de una baliza láser transmitida desde el Laboratorio del Telescopio de Comunicaciones Ópticas en las instalaciones de Table Mountain del JPL cerca de Wrightwood, California.
Esa es una forma muy simple de describir un sistema muy complejo que requería todo tipo de ayudas automatizadas además de la capacidad de predecir la posición y fijarse en una nave espacial que estaba tan lejos que una señal tarda 20 segundos en cubrir la distancia. También significó inmovilizar dos observatorios astronómicos muy costosos donde los investigadores tienen que programar el tiempo con años de anticipación.
Lo que la NASA preferiría es algo un poco más dedicado y permanente, por lo que en un proyecto aparte la agencia espacial está trabajando en una antena híbrida que pueda incorporarse a las tres estaciones de la Deep Space Network situadas en Goldstone, California; Madrid, España; y Canberra, Australia.
La versión de prueba es una antena híbrida óptica de radiofrecuencia de 34 m (112 pies) llamada Estación Espacial Profunda 13, en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone, cerca de Barstow, California. Para la prueba, el plato gigante ha sido modificado con siete espejos segmentados ultraprecisos equivalentes a un telescopio de 3,3 pies (1 m) de apertura. Este capta el rayo láser desde el espacio y lo enfoca hacia un receptor en forma de cámara de alta exposición unida al subreflector de la antena suspendido sobre el centro del plato. Luego, la señal se envía mediante fibra óptica a un detector de fotón único de nanocables semiconductores enfriado criogénicamente para aumentarla a niveles legibles.
Según la NASA, la antena pudo mantener contacto con Psyche y a finales del año pasado pudo establecer un enlace descendente de 15,63 Mbit/s o aproximadamente 40 veces la velocidad de la radio a través de una distancia de 20 millones de millas (32 millones de kilómetros). También pudo recibir simultáneamente la señal de radio de la sonda.
La esperanza es que la antena híbrida pueda mantener contacto con Psyche a una distancia equivalente a la de Marte en su punto más alejado de la Tierra, o 232 millones de millas (374 millones de kilómetros). El próximo paso será ampliar el conjunto de espejos ópticos al equivalente de un telescopio de 8 m (26 pies) y posteriormente adaptar algunas de las 14 antenas parabólicas que componen el DSN para recolectar señales láser de alta velocidad y señales más bajas. Acelerar el tráfico de radio.
«Durante décadas, hemos estado agregando nuevas frecuencias de radio a las antenas gigantes de DSN ubicadas en todo el mundo, por lo que el siguiente paso más factible es incluir frecuencias ópticas», dijo Barzia Tehrani, subgerente de sistemas terrestres de comunicaciones y gerente de entrega de la antena híbrida. en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). «Podemos tener un activo que haga dos cosas al mismo tiempo: convertir nuestras vías de comunicación en autopistas y ahorrar tiempo, dinero y recursos».
Fuente: NASA