SAN FRANCISCO – La NASA se centra en el componente terrestre de las redes de comunicación óptica, 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.
«Vamos a mostrar algunas terminales espaciales comerciales allí, hablando 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 para el suelo
La turbulencia atmosférica dificulta la tarea de transmitir datos ópticos a la Tierra. La propagación exitosa requiere predicción y modelado para determinar cómo la atmósfera de la Tierra distorsiona las señales. Y las estaciones terrestres necesitan ópticas adaptativas para corregir esa turbulencia.
El programa de navegación y comunicaciones espaciales (SCaN) de la NASA ha estado abordando esos desafíos desde que el demostrador de comunicaciones láser lunar viajó a la Luna en 2013 a bordo del Explorador de atmósfera y entorno de polvo 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. LCRD, alojado a bordo del satélite 6 del Programa de Pruebas Espaciales del Departamento de Defensa, entregó datos a la Tierra a velocidades de hasta 1,2 gigabits por segundo.
Los avances en las comunicaciones ópticas se están acelerando con el éxito del Pathfinder Technology Demonstrator 3 de la NASA, que se lanzará en 2022, y la entrega de terabytes de infrarrojos del experimento de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo (DSOC), dijo Mitchell.
DSOC, la misión de asteroides Psych del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA lanzada en octubre, envió un video CAT 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 recorrió un récord de 31 millones de kilómetros.
Más tarde, en diciembre, LCRD intercambió datos por primera vez con ILLUMA-T, un terminal amplificador y módem de usuario LCRD LEO integrado que se envió a la Estación Espacial Internacional en noviembre a bordo del SpaceX Cargo Dragon. Se espera que trabajando juntos, LCRD e ILLUMA-T mejoren las comunicaciones de la ISS.
Si bien los astronautas de la ISS pueden acoger con agrado la promesa de comunicaciones ópticas con ancho de banda adicional, la tecnología es particularmente importante para misiones más allá de la órbita terrestre.
«Necesitamos asegurarnos de permanecer conectados a medida que la gente viaja más lejos en el espacio», dijo Mitchell. «Queremos tener enlaces ascendentes y descendentes 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.
«Lo encendemos, lo ponemos en marcha y lo comprobamos», dijo Mitchell. «Si eso va bien, nuestro objetivo es utilizar (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 representa ningún riesgo para la operación», afirmó Mitchell.
Las operaciones futuras dependen de la óptica y la RF.
«Siempre habrá alguna combinación», dijo Mitchell. «Hay ciertos aspectos que la RF necesita, como recuperarse 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 diferentes componentes electrónicos, se utiliza el mismo telescopio pero se intercambia la electrónica», dijo Mitchell. «En última instancia, lo que se desea es que funcionen de forma tan autónoma como funcionan ahora las estaciones de RF. Esa es la verdadera idea».
Con ese objetivo en mente, la NASA está fomentando la producción comercial de la tecnología necesaria.
«Nos gusta decir: ‘Si quieres una apertura de este tamaño, compra un sistema del proveedor ABC, colócalo en un poco de concreto y coloca una cúpula'», dijo Mitchell.
