La NASA ha ricevuto un segnale laser da 460 milioni di chilometri: siamo vicini al contatto con altre civiltà?
La NASA ha inviato e ricevuto con successo un segnale laser da circa 460 milioni di chilometri di distanza, questa impresa è un record e potrebbe trasformare il modo in cui esploriamo lo spazio e comunichiamo oltre la Terra.
Il team dimostrativo di tecnologia del Deep Space Optical Communications (DSOC) della NASA ha compiuto un'impresa esplorando se sia possibile utilizzare i laser per inviare messaggi nello spazio profondo. I laser possono inviare dati a velocità fino a 100 volte superiori rispetto alle frequenze radio utilizzate oggi, consentendo dati più complessi e ad alta definizione, ma richiedono anche molta più precisione per funzionare.
La dimostrazione della NASA della tecnologia di comunicazione ottica nello spazio profondo ha battuto un altro record per le comunicazioni laser a metà del 2024, inviando un segnale laser dalla Terra alla navicella spaziale Psyche della NASA, a circa 460 milioni di chilometri di distanza.
Questa è la distanza tra il nostro pianeta e Marte, quando i due pianeti sono il più lontani possibile. I laser possono inviare dati a velocità fino a 100 volte superiori rispetto alle frequenze radio utilizzate oggi. Poco dopo aver raggiunto questo traguardo, il 29 luglio 2024, la dimostrazione tecnologica ha concluso la prima fase delle sue operazioni dal suo lancio a bordo di Psyche il 13 ottobre 2023.
“Questo traguardo è significativo. "La comunicazione laser richiede un livello di precisione molto elevato e, prima di lanciare Psyche, non sapevamo quanto peggioramento delle prestazioni avremmo riscontrato alle distanze più lontane", ha affermato Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni del progetto presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud California. (JPL).
“Le tecniche che utilizziamo per tracciare e individuare gli obiettivi sono state ora verificate, confermando che le comunicazioni ottiche possono essere un modo robusto e trasformativo per esplorare il sistema solare”.
L'esperimento riuscito ci comunica molto più velocemente con lo spazio
L'esperimento di comunicazione ottica nello spazio profondo, gestito dal JPL, è costituito da un ricetrasmettitore laser di volo e due stazioni di terra. Lo storico telescopio Hale di Caltech, con un'apertura di 5 metri, presso l'Osservatorio Palomar di Caltech nella contea di San Diego, in California, funge da stazione di downlink a cui il ricetrasmettitore laser invia i suoi dati dallo spazio profondo.
L'Optical Communications Telescope Laboratory presso la struttura JPL di Table Mountain vicino a Wrightwood, in California, funge da stazione di uplink, in grado di trasmettere 7 kilowatt di potenza laser per inviare dati al ricetrasmettitore.
Trasportando dati a velocità fino a 100 volte superiori rispetto alle frequenze radio, i laser possono consentire la trasmissione di informazioni scientifiche complesse, nonché immagini e video ad alta definizione, necessari per supportare il prossimo grande balzo dell’umanità quando gli astronauti viaggeranno su Marte e oltre.
Per quanto riguarda la navicella spaziale, Psiche rimane sana e stabile, utilizzando la propulsione ionica per accelerare verso un asteroide ricco di metalli nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove.
Un altro record per la NASA
I dati della dimostrazione tecnologica vengono inviati da e verso Psiche come bit codificati nella luce del vicino infrarosso, che ha una frequenza più alta delle onde radio. Questa frequenza più elevata consente di includere più dati in una trasmissione, consentendo velocità di trasferimento dati molto più elevate.
L’obiettivo delle comunicazioni ottiche nello spazio profondo è dimostrare una tecnologia in grado di trasmettere dati in modo affidabile a velocità più elevate rispetto ad altre tecnologie di comunicazione spaziale. Anche quando Psiche era a circa 53 milioni di chilometri di distanza (paragonabile al massimo avvicinamento di Marte alla Terra), la dimostrazione tecnologica poteva trasmettere dati alla velocità massima del sistema di 267 megabit al secondo.
Tale velocità in bit è simile alla velocità di download di Internet a banda larga. Man mano che la navicella si allontana, la velocità con cui può inviare e ricevere dati si riduce, come previsto. Il 24 giugno, quando Psiche si trovava a circa 390 milioni di chilometri dalla Terra (più di due volte e mezzo la distanza tra il nostro pianeta e il Sole), il progetto ha raggiunto una velocità di trasmissione dati sostenuta di 6,25 megabit al secondo, con una velocità massima di 8,3 megabit al secondo.
Sebbene questa velocità sia significativamente inferiore al massimo dell'esperimento, è molto maggiore di quella che un sistema di comunicazione a radiofrequenza che utilizza una potenza comparabile può raggiungere a quella distanza.
1…, 2…, 3…, prova
L’obiettivo delle comunicazioni ottiche nello spazio profondo è dimostrare una tecnologia in grado di trasmettere dati in modo affidabile a velocità più elevate rispetto ad altre tecnologie di comunicazione spaziale, come i sistemi a radiofrequenza. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto ha avuto l’opportunità di testare set di dati unici, come opere d’arte e video ad alta definizione, insieme ai dati ingegneristici della navicella spaziale Psyche.
Ad esempio, un downlink includeva versioni digitali dell'opera d'arte "Psyche Inspired" dell'Arizona State University, immagini delle mascotte della squadra e un video ultra HD di 45 secondi che parodia i modelli di test televisivi del secolo precedente e mostra scene della Terra e dello spazio.
La dimostrazione tecnologica ha trasmesso il primo video ultra HD dallo spazio, con un gatto di nome Taters, dalla navicella spaziale Psyche alla Terra l'11 dicembre 2023, a 30 milioni di chilometri di distanza. (La grafica, le immagini e i video sono stati caricati su Psyche e archiviati nella sua memoria prima del lancio.)
Abi Biswas, esperto di tecnologia per il progetto dimostrativo tecnologico presso il JPL, ha dichiarato: “Un obiettivo chiave del sistema era dimostrare che la riduzione della velocità dei dati era proporzionale all’inverso del quadrato della distanza. Abbiamo raggiunto questo obiettivo e trasferito enormi quantità di dati di test da e verso la navicella spaziale Psyche utilizzando i laser.
“Durante la prima fase della dimostrazione sono stati scaricati quasi 11 terabit di dati”. La ricetrasmittente di volo verrà spenta e riaccesa il 4 novembre e staremo attenti alle novità. Tale attività dimostrerà che l'hardware di volo può funzionare per almeno un anno. "Accendiamo il ricetrasmettitore laser di volo ed effettuiamo un breve controllo del suo funzionamento", ha affermato Ken Andrews, direttore delle operazioni di volo per il progetto al JPL. "Una volta raggiunto questo obiettivo, possiamo aspettarci di utilizzare il ricetrasmettitore con tutte le sue capacità di progettazione durante la fase post-congiunzione che inizierà più avanti nel corso dell'anno."
Fonte della notizia:
JPL, 3 ottobre 2024. NASA’s Laser Comms Demo Makes Deep Space Record, Completes First Phase