A comunicação espacial profunda baseada em radiofrequência enfrenta limitações devido à baixa largura de banda e à crescente necessidade de altas taxas de transmissão de dados. Sistemas baseados em laser ou óptica têm potencial para superar essas limitações. A NASA testou comunicações a laser em distâncias extremas e demonstrou comunicações de alta largura de banda no espaço profundo ao transmitir para a Terra um vídeo em ultra-alta definição via laser a partir de uma distância de 32 milhões de km, da espaçonave Psyche, que atualmente viaja pelo espaço profundo em direção ao asteroide Psyche, rico em metais, localizado no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. Esta foi a primeira demonstração de comunicações ópticas além da Lua. A antena da Rede de Espaço Profundo (DSN) recebeu sinais de laser tanto de radiofrequência quanto de infravermelho próximo.
A comunicação no espaço profundo é realizada principalmente por meio de radiofrequências. No entanto, os sistemas baseados em radiofrequências não conseguem atender às necessidades de comunicação atuais e futuras do setor espacial , devido à largura de banda limitada e à crescente demanda por altas taxas de transmissão de dados.
Por outro lado, a comunicação baseada em laser ou óptica oferece muitas vantagens em termos de grandes larguras de banda, enlaces de alta taxa de dados e terminais com baixo SWaP (tamanho, peso e consumo de energia). Ela tem o potencial de aumentar as taxas de dados de 10 a 100 vezes a capacidade dos sistemas de rádio mais sofisticados atualmente em uso, podendo assim superar as limitações de comunicação. Portanto, é imperativo avançar nas comunicações ópticas para comunicações de alta capacidade no espaço profundo , capazes de atender às futuras necessidades de transmissão de dados interplanetárias.
O experimento de Comunicações Ópticas no Espaço Profundo (DSOC, na sigla em inglês) é uma demonstração tecnológica a bordo da espaçonave Psyche, que atualmente viaja pelo espaço profundo rumo ao asteroide Psyche, rico em metais, localizado no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. Em dezembro de 2023, a espaçonave demonstrou comunicações de alta largura de banda no espaço profundo ao transmitir para a Terra um vídeo em ultra-alta definição via laser a partir de 32 milhões de quilômetros de distância. Essa foi a primeira demonstração de comunicações ópticas além da Lua.
A Rede de Espaço Profundo (DSN, na sigla em inglês) é uma rede de instalações localizadas em diferentes partes do mundo para comunicação com espaçonaves distantes que exploram o sistema solar. Uma antena experimental dessa rede recebeu sinais de rádio e laser emitidos pela espaçonave Psyche no espaço profundo. Isso sugere que as antenas da DSN, que atualmente se comunicam com espaçonaves via sinais de rádio, poderiam ser adaptadas para comunicação a laser.
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Referências:
- Karmous S., et al 2022. Como as comunicações ópticas podem moldar o futuro das comunicações no espaço profundo? Um questionário. Pré-imprimir arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933
- Robinson BS, 2023. Comunicações ópticas para exploração espacial e ciência. Conferência de Comunicações de Fibra Óptica 2023.
- A demonstração técnica da NASA transmite o primeiro vídeo do espaço profundo via laser. Publicado em 18 de dezembro de 2023. Disponível em https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/
- NASA. Notícias - Nova antena experimental da NASA rastreia laser no espaço profundo. Postado em 08 de fevereiro de 2024. Disponível em https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/
- Comunicações ópticas no espaço profundo (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/
- Missão Psique. https://science.nasa.gov/mission/psyche/
- Rede de Espaço Profundo da NASA (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn
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 antenna received both radio frequency and near-infrared laser signals.){kind=link}