De cara a la exploración espacial interplanetaria, resulta imprescindible desarrollar tecnologías capaces de transmitir mensajes a mayores distancias; en el caso que abordaremos, a unas 40 veces la distancia entre la Tierra y la Luna.
Como protagonista de este avance se encuentra la NASA y la nave Psyche, que en noviembre de 2023 demostró el uso de láseres para cubrir casi 16 millones de kilómetros, con el objetivo de probar las capacidades de las comunicaciones ópticas.
La nueva tecnología de comunicación
La misión comenzó con la nave Psyche de la NASA, cuyo propósito incluía demostrar la viabilidad del Experimento de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo (DSOC, por sus siglas en inglés). Este experimento consistía en enviar un láser infrarrojo codificado con datos de prueba desde el satélite hasta el telescopio Hale del Observatorio Palomar de Caltech, en San Diego, California.
El DSOC es uno de los instrumentos clave a bordo de la nave Psyche, que fue lanzada en octubre de 2023 en un cohete Falcon Heavy de SpaceX. Su destino es un asteroide metálico homónimo que orbita entre Marte y Júpiter, con el objetivo de estudiar su composición, junto con la demostración de esta tecnología de comunicación más allá de la Luna.
El transceptor láser de vuelo de la demostración de la tecnología de comunicaciones ópticas del espacio profundo de la nave Psyche
Según la NASA, esta demostración tecnológica logró su "primera luz" en las primeras horas del 14 de noviembre de 2023. En ese momento, el transceptor láser de vuelo, instalado en la nave y capaz de enviar y recibir señales de infrarrojo cercano, se conectó a una potente baliza láser transmitida desde la instalación Table Mountain del JPL, cerca de Wrightwood, California.
Esta baliza permitió al transceptor orientar su láser de enlace descendente hacia el telescopio Hale en Palomar, ubicado a 130 kilómetros al sur de Table Mountain, mientras ambos sistemas automatizados ajustaban su alineación.
La NASA destacó que esta es la primera prueba de comunicaciones ópticas en el espacio profundo, distinta de los experimentos realizados en órbitas terrestres bajas y hasta la Luna.
Los retos y oportunidades de la tecnología
El logro se compara con usar un puntero láser para seguir una moneda de diez centavos en movimiento a una milla de distancia, ya que dirigir un rayo láser a millones de kilómetros requiere una precisión extraordinaria.
Entre los principales retos enfrentados en esta demostración estuvo la necesidad de compensar el tiempo que tarda la luz en viajar desde la nave a la Tierra a través de enormes distancias.
Por ejemplo, los fotones del láser de infrarrojo cercano tardaron unos 50 segundos en viajar desde Psyche hasta la Tierra. Durante ese lapso, tanto la nave como el planeta cambiaron de posición, lo que obligó a ambos sistemas a ajustarse constantemente.
Uno de los objetivos del experimento era demostrar velocidades de transmisión de datos de entre 10 y 100 veces superiores a las logradas con sistemas de radiofrecuencia de última generación.
Aunque tanto las comunicaciones por radio como las de láser infrarrojo cercano emplean ondas electromagnéticas para transmitir datos, estas últimas compactan la información en ondas significativamente más pequeñas, lo que permite enviar mayor cantidad de datos.
Además, esta tecnología representa un paso inicial hacia el desarrollo de sistemas de comunicación de alta velocidad capaces de transmitir información científica, imágenes de alta definición e incluso videos, esenciales para futuras misiones tripuladas a Marte.
Un asteroide en el futuro
Por otro lado, la misión de Psyche también busca explorar el asteroide metálico homónimo, que podría ofrecer pistas sobre la formación de planetas rocosos. Se cree que este asteroide podría ser el núcleo parcial de un planetesimal, un componente primitivo de un planeta debido a su alto contenido de hierro y níquel.
Se espera que la nave alcance el asteroide en 2028 y comience a orbitarlo en agosto de 2029. La misión científica tendrá una duración de 26 meses.
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