Il veicolo spaziale Psyche della NASA è stato raffigurato mentre riceve un segnale laser dalla stazione di collegamento del Deep Space Optical Communications (DSOC) presso la struttura di Table Mountain del Jet Propulsion Laboratory (JPL) in California, in questo concept artistico. L’esperimento DSOC è composto da una stazione di collegamento in uplink e downlink, oltre a un trasmettitore laser di bordo che vola insieme alla sonda Psyche.

Dopo i test di novembre ( 63 Mbps), il nuovo test ha inviato sulla Terra un video di un gatto che gioca con un puntatore laser (richiamando l’idea dei sistemi ottici per la comunicazione). Questo test aveva solo scopo dimostrativo, quindi è stato scelto un video divertente. Il JPL ha anche fatto sapere che il gatto nel video si chiama Taters ed è di un dipendente del JPL.

Crediti: NASA/JPL-Caltech

La dimostrazione tecnologica delle comunicazioni ottiche dello spazio profondo (Deep Space Optical Communications) ha raggiunto numerose tappe fondamentali, culminando nell’invio di un segnale alla distanza massima di Marte dalla Terra.

Questa estate, la dimostrazione della tecnologia delle comunicazioni ottiche dello spazio profondo della NASA ha infranto un ulteriore record inviando un segnale laser dalla Terra al veicolo spaziale Psyche, a circa 290 milioni di miglia (460 milioni di chilometri) di distanza. È la stessa distanza tra la Terra e Marte quando i due pianeti sono al massimo allontanamento.

Poco dopo aver raggiunto questo traguardo, il 29 luglio, la dimostrazione tecnologica ha concluso la prima fase delle sue operazioni, iniziata con il lancio della sonda Psyche il 13 ottobre 2023.

“Questo traguardo è significativo. Le comunicazioni laser richiedono un livello di precisione molto elevato, e prima del lancio con Psyche non sapevamo quanto le prestazioni potessero degradarsi alle massime distanze,”

Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni del progetto presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA in California.

“Ora, le tecniche che utilizziamo per tracciare e puntare sono state verificate, confermando che le comunicazioni ottiche possono essere un mezzo robusto e trasformativo per esplorare il sistema solare.”

Tecnologia e Obiettivi

Gestito dal JPL, l’esperimento delle comunicazioni ottiche dello spazio profondo include un trasmettitore laser di bordo e due stazioni di terra. Il telescopio Hale, con un’apertura di 5 metri e situato all’Osservatorio Palomar del Caltech, funge da stazione di downlink, dove il trasmettitore laser invia i suoi dati dallo spazio profondo. La stazione di uplink è situata presso il laboratorio di comunicazioni ottiche del JPL a Table Mountain, capace di trasmettere 7 kilowatt di potenza laser verso il trasmettitore.

I laser permettono di trasportare dati a velocità fino a 100 volte superiori rispetto alle frequenze radio, consentendo la trasmissione di informazioni scientifiche complesse, immagini e video in alta definizione. Queste funzionalità saranno essenziali per supportare le future missioni umane su Marte e oltre.

La sonda Psyche, nel frattempo, continua il suo viaggio in buone condizioni, utilizzando la propulsione ionica per accelerare verso l’asteroide metallico nell’asteroide principale tra Marte e Giove.

Oltre le Aspettative

I dati della dimostrazione vengono inviati e ricevuti dalla Psyche sotto forma di bit codificati in luce nel vicino infrarosso, che ha una frequenza più alta rispetto alle onde radio, permettendo una maggiore capacità di trasmissione dei dati.

Anche quando Psyche si trovava a circa 33 milioni di miglia (53 milioni di chilometri) di distanza, una distanza simile a quella di Marte alla sua massima vicinanza con la Terra, il sistema era in grado di trasmettere dati alla velocità massima di 267 megabit al secondo, simile alle velocità di download della banda larga.

Il 24 giugno, quando la Psyche si trovava a 240 milioni di miglia (390 milioni di chilometri) dalla Terra, il progetto ha ottenuto una velocità di download sostenuta di 6,25 megabit al secondo, con un massimo di 8,3 megabit al secondo, molto superiore a quanto potrebbe essere ottenuto da un sistema radio comparabile.

Test Innovativi

L’obiettivo principale delle comunicazioni ottiche dello spazio profondo è dimostrare che questa tecnologia può trasmettere dati a velocità superiori rispetto ai sistemi di comunicazione spaziale tradizionali come quelli a radiofrequenza. Durante questa dimostrazione, sono stati inviati dati unici, tra cui opere d’arte e video ad alta definizione.

Il 24 giugno, a 240 milioni di miglia dalla Terra, il sistema ha trasmesso un video ultra HD di 45 secondi da Psyche, rappresentando la prima trasmissione di questo tipo dallo spazio.

Prossimi Passi

Nella prima fase della dimostrazione, quasi 11 terabit di dati sono stati trasmessi. Il trasmettitore laser sarà riacceso il 4 novembre, quando verrà verificato il suo corretto funzionamento dopo un anno di operatività.

“Effettueremo una breve verifica del funzionamento del trasmettitore laser,” ha affermato Ken Andrews, responsabile delle operazioni di volo del progetto. “Dopo ciò, saremo pronti a utilizzare il trasmettitore al massimo delle sue capacità.”

La dimostrazione delle comunicazioni ottiche fa parte di una serie di esperimenti finanziati dalla NASA per migliorare la comunicazione nello spazio profondo.