A missão Psyche, da NASA, testou com sucesso um sistema de comunicação a laser no espaço profundo, capaz de transmitir grandes volumes de dados a distâncias muito superiores às alcançadas pelas comunicações por rádio tradicionais.

O que é comunicação a laser no espaço profundo

A comunicação óptica utiliza feixes de luz laser, geralmente no infravermelho, para transmitir dados entre naves espaciais e estações em solo.

Em vez de ondas de rádio, são usados fótons em comprimentos de onda específicos, emitidos por lasers de alta precisão.

Esse tipo de sinal pode carregar muito mais informações do que as frequências de rádio hoje usadas nas redes de espaço profundo.

Assim, torna-se possível enviar grandes volumes de dados científicos, imagens e vídeos em alta resolução a longas distâncias.

Como o experimento DSOC da missão Psyche funciona na prática

O Experimento de Comunicações Ópticas no Espaço Profundo (DSOC) opera de forma semelhante a um link de fibra óptica, mas sem cabo físico.

O transceptor a bordo da Psyche emite um laser infravermelho codificado em direção a telescópios em solo, como o telescópio Hale, no Observatório Palomar.

Para alinhar o feixe, a nave utiliza uma baliza óptica enviada da Terra, ajustando o apontamento fino do laser conforme a posição relativa entre a Psyche e os observatórios.

Esse processo precisa compensar o movimento da sonda, a dispersão da luz e os efeitos da atmosfera terrestre.

• Uma baliza laser é enviada da Terra para servir de referência;
• O transceptor da Psyche localiza essa baliza e corrige o apontamento;
• O feixe infravermelho retorna à Terra com dados codificados;
• Telescópios especializados filtram ruídos e convertem a luz em bits.

Quais são as principais vantagens da comunicação óptica

A grande vantagem é a largura de banda, permitindo taxas de transmissão muito superiores às do rádio, com uso mais eficiente de energia.

Isso favorece missões com muitos instrumentos científicos e necessidade de enviar dados em alta resolução.

Além da alta capacidade, a comunicação a laser possibilita equipamentos menores e feixes altamente direcionais, reduzindo interferências com outras comunicações espaciais.

Ainda assim, o rádio continua sendo um canal de contingência importante.

Como a missão Psyche testa o sistema a longas distâncias

A Psyche viaja em direção a um asteroide metálico entre Marte e Júpiter, servindo também como plataforma de testes para o DSOC.

O experimento já manteve um enlace óptico a cerca de 16 milhões de quilômetros, cerca de 40 vezes a distância média entre a Terra e a Lua.

À medida que a nave se afasta, engenheiros avaliam o desempenho do sistema em cenários cada vez mais desafiadores. Isso inclui medir taxa de dados, estabilidade do enlace e qualidade do sinal em diferentes geometrias entre Terra e nave.

Qual é a relação entre a Psyche e o futuro das comunicações espaciais

Os testes do DSOC na Psyche ajudam a definir requisitos para futuras missões a asteroides, luas e planetas mais distantes.

O conhecimento obtido orienta o dimensionamento de telescópios, lasers, protocolos e sistemas de apontamento fino.

Em médio prazo, a tecnologia pode ser aplicada em missões robóticas e tripuladas a Marte, permitindo envio de vídeos em alta definição, grandes volumes de dados científicos e suporte remoto avançado, em complemento às redes de rádio já existentes.