La rivoluzionaria comunicazione ottica nello spazio profondo
La NASA ha recentemente compiuto un passo avanti significativo nel campo della comunicazione spaziale, grazie all’esperimento di comunicazione ottica Deep Space Optical Communications (DSOC) a bordo della navicella spaziale Psyche. Questa tecnologia, che non si basa sulle tradizionali comunicazioni radio, ha dimostrato di essere in grado di trasmettere dati ingegneristici dalla distanza impressionante di oltre 140 milioni di miglia (226 milioni di chilometri), superando di 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 fondamentali per il prossimo grande balzo dell’umanità: l’invio di esseri umani su Marte.
Superare le aspettative con la tecnologia laser
La dimostrazione delle comunicazioni ottiche della NASA ha mostrato la capacità di trasmettere dati di test a una velocità massima di 267 megabit al secondo (Mbps) utilizzando il laser a infrarossi vicini del trasmettitore laser di volo, una velocità di bit paragonabile alle velocità di download di internet a banda larga.
Il 13 dicembre 2023, l’esperimento ha trasmesso un video ultra ad alta definizione di 15 secondi alla Terra 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, era stato caricato sul trasmettitore laser di volo prima del lancio di Psyche l’anno scorso.
Ora che la navicella spaziale si trova a una distanza più di sette volte maggiore, la velocità di trasmissione e ricezione dei dati si è ridotta, come previsto. Durante il test dell’8 aprile, la navicella ha trasmesso dati di test a una velocità massima di 25 Mbps, superando di gran lunga l’obiettivo del progetto di dimostrare che almeno 1 Mbps fosse possibile a quella distanza.
Il divertimento con i laser nello spazio profondo
Dopo il lancio di Psyche, la dimostrazione delle comunicazioni ottiche è stata inizialmente utilizzata per trasmettere dati pre-caricati, inclusi video del gatto Taters. Da allora, il progetto ha dimostrato che il trasmettitore può ricevere dati dal potente laser di uplink presso l’impianto di Table Mountain della JPL, vicino a Wrightwood, in California. I dati possono anche essere inviati al trasmettitore e poi trasmessi di nuovo alla Terra nella stessa notte, come dimostrato in un recente “esperimento di turnaround”.
Questo esperimento ha trasmesso dati di test - così come fotografie digitali di animali domestici - a Psyche e di nuovo indietro, un viaggio di andata e ritorno fino a 280 milioni di miglia (450 milioni di chilometri). Ha anche trasmesso grandi quantità di dati ingegneristici della dimostrazione tecnologica per studiare le caratteristiche del collegamento di comunicazione ottica.
“Abbiamo imparato molto su quanto possiamo spingere il sistema quando abbiamo cieli sereni, anche se le tempeste hanno interrotto le operazioni sia a Table Mountain che a Palomar in alcune occasioni”, ha detto Ryan Rogalin, responsabile dell’elettronica del ricevitore del progetto presso la JPL.
Dettagli sulla missione Psyche
La dimostrazione, gestita dalla 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 dal programma SCaN (Space Communications and Navigation) all’interno della Space Operations Mission Directorate. Lo sviluppo del trasmettitore laser di volo è supportato dal MIT Lincoln Laboratory, L3 Harris, CACI, First Mode e Controlled Dynamics Inc., e Fibertek, Coherent e Dotfast supportano i sistemi a terra. Parte della tecnologia è stata sviluppata attraverso il programma Small Business Innovation Research della NASA.
L’Università statale dell’Arizona guida la missione Psyche. La JPL è responsabile della gestione complessiva della missione, dell’ingegneria di sistema, dell’integrazione e del test e delle operazioni di missione. Psyche è la 14ª 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, Alabama. Il programma di servizi di lancio 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 della navicella spaziale a propulsione elettrica solare ad alta potenza da Palo Alto, California.
