L'Agenzia americana ha testato un elemento chiave di tecnologia chiamato DSOC (Deep Space Optical Communications), trasmettendo un laser nel vicino infrarosso contenente dati di test codificati, da quasi 16 milioni di chilometri di distanza al telescopio Hale presso il Palomar Observatory del Caltech. Questa è la dimostrazione più lontana mai realizzata per le comunicazioni ottiche.

DSOC si trova a bordo della sonda Psyche, lanciata di recente ed è configurato per inviare dati di prova a larghezza di banda elevata sulla Terra durante la sua dimostrazione tecnologica di due anni, mentre la sonda viaggia verso la fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove. 

“Il raggiungimento della 'prima luce' è uno dei tanti traguardi critici del DSOC nei prossimi mesi, aprendo la strada verso comunicazioni con una velocità di dati più elevata in grado di inviare informazioni scientifiche, immagini ad alta definizione e streaming video a sostegno del prossimo passo da gigante dell’umanità: l’invio di esseri umani su Marte", ha affermato Trudy Kortes, direttore delle dimostrazioni tecnologiche presso la sede della NASA a Washington.

Prima di raggiungere questo risultato, il progetto doveva superare diversi altri traguardi, dalla rimozione della copertura protettiva all'accensione dello strumento. Nel frattempo, la navicella spaziale Psyche sta effettuando i propri test, inclusa l’accensione dei sistemi di propulsione e degli strumenti scientifici che verranno utilizzati per studiare l’omonimo asteroide nel 2028.

Finora la comunicazione ottica era stata dimostrata nell’orbita terrestre bassa e verso la Luna, il DSOC è il primo test nello spazio profondo.

 

L'esperimento

La demo è iniziata nelle prime ore del 14 novembre, spiega la NASA, dopo che il ricetrasmettitore laser a bordo di Psyche si è agganciato a un potente faro laser uplink trasmesso dall'Optical Communications Telescope Laboratory, presso i laboratori del JPL.

Il faro di uplink ha aiutato il ricetrasmettitore a puntare il laser di downlink verso Palomar, mentre i sistemi automatizzati sul ricetrasmettitore e sulle stazioni di terra ne perfezionavano il puntamento.

I dati dei test sono stati inoltre inviati simultaneamente tramite i laser di uplink e downlink, una procedura nota come “closing the link” che rappresenta l'obiettivo primario dell'esperimento.

"Il test di martedì mattina è stato il primo a incorporare completamente le risorse di terra e il ricetrasmettitore di volo, richiedendo ai team operativi DSOC e Psyche di lavorare in tandem", ha affermato Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni DSOC al JPL. "È stata una sfida formidabile e abbiamo ancora molto lavoro da fare, ma per un breve periodo siamo stati in grado di trasmettere, ricevere e decodificare alcuni dati".

Come proseguirà

Dopo questo primo successo, il team DSOC lavorerà al perfezionamento dei sistemi che controllano il puntamento del laser downlink a bordo del ricetrasmettitore. Una volta raggiunto anche questo obiettivo, il progetto potrà iniziare la dimostrazione del mantenimento della trasmissione dati a larghezza di banda elevata dal ricetrasmettitore a Palomar, a varie distanze dalla Terra.

I dati trasmessi sono sostanzialmente dei bit codificati nei fotoni del laser. Quando il segnale viene acquisito sulla Terra, vengono utilizzate tecniche di elaborazione particolari per estrarre le informazioni.

L'esperimento DSOC mira a dimostrare velocità di trasmissione dati da 10 a 100 volte superiori rispetto ai sistemi di radiofrequenza all'avanguardia utilizzati oggi dai veicoli spaziali. Ciò aiuterà le future missioni di esplorazione umana e robotica e supporterà strumenti scientifici ad alta risoluzione.

"La comunicazione ottica è un vantaggio per scienziati e ricercatori che vogliono sempre di più dalle loro missioni spaziali e consentirà l'esplorazione umana dello spazio profondo", ha affermato il dottor Jason Mitchell, direttore della divisione Advanced Communications and Navigation Technologies all'interno della Space Communications and Navigation della NASA. programma (SCaN). “Più dati significano più scoperte”.

La dimostrazione è un esperimento di grande precisione che deve anche compensare il tempo impiegato dalla luce per viaggiare dalla navicella spaziale alla Terra su grandi distanze. Alla distanza massima di Psyche dal nostro pianeta, i fotoni del vicino infrarosso di DSOC impiegheranno circa 20 minuti per tornare indietro (hanno impiegati circa 50 secondi durante il test del 14 novembre). In quel lasso di tempo, sia la navicella spaziale che il pianeta si saranno spostati, quindi i laser di uplink e downlink dovranno adattarsi al cambiamento di posizione.

“Raggiungere la prima luce è un risultato straordinario. I sistemi di terra hanno rilevato con successo i fotoni laser dello spazio profondo provenienti dal ricetrasmettitore di volo del DSOC a bordo di Psyche”, ha affermato Abi Biswas, tecnologo del progetto DSOC presso il JPL. “E siamo stati anche in grado di inviare alcuni dati, il che significa che siamo stati in grado di scambiare ‘bit di luce’ da e verso lo spazio profondo”.