La comunicación en el espacio profundo basada en radiofrecuencia se enfrenta a limitaciones debido al bajo ancho de banda y a la creciente necesidad de altas tasas de transmisión de datos. Los sistemas basados en láser u óptica tienen el potencial de superar estas limitaciones. La NASA ha probado las comunicaciones láser a distancias extremas y ha demostrado comunicaciones de alto ancho de banda en el espacio profundo al transmitir a la Tierra un vídeo de ultra alta definición mediante láser desde una distancia de 32 millones de kilómetros, desde la nave espacial Psyche, que actualmente viaja por el espacio profundo hacia el asteroide Psyche, rico en metales y ubicado en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Esta fue la primera demostración de comunicaciones ópticas más allá de la Luna. La antena de la Red del Espacio Profundo (DSN) recibió señales tanto de radiofrecuencia como de láser infrarrojo cercano.
Las comunicaciones en el espacio profundo se realizan principalmente mediante radiofrecuencias. Sin embargo, los sistemas basados en radiofrecuencias no pueden satisfacer las necesidades de comunicación actuales y futuras del sector espacial debido al ancho de banda limitado y a la creciente demanda de altas tasas de transmisión de datos.
Por otro lado, la comunicación basada en láser u óptica ofrece numerosas ventajas en términos de ancho de banda, enlaces de alta velocidad de datos y terminales de bajo consumo energético (tamaño, peso y potencia). Tiene el potencial de aumentar las velocidades de datos entre 10 y 100 veces la capacidad de los sistemas de radio más sofisticados actualmente en uso, superando así las limitaciones de comunicación. De ahí la necesidad imperiosa de impulsar las comunicaciones ópticas para comunicaciones de alta capacidad en el espacio profundo , capaces de satisfacer las futuras necesidades de transmisión de datos interplanetarios.
El experimento de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo (DSOC) es una carga útil de demostración tecnológica a bordo de la nave espacial Psyche, que actualmente viaja por el espacio profundo hacia el asteroide Psyche , rico en metales y ubicado en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. En diciembre de 2023, demostró comunicaciones de alto ancho de banda en el espacio profundo al transmitir a la Tierra un video de ultra alta definición mediante láser desde 32 millones de kilómetros de profundidad. Esta fue la primera demostración de comunicaciones ópticas más allá de la Luna.
La Red del Espacio Profundo (DSN, por sus siglas en inglés) es una red de instalaciones ubicadas en diferentes partes del mundo para comunicarse con naves espaciales lejanas que exploran el sistema solar. Una antena experimental de esta red recibió señales de radio y láser emitidas por la nave espacial Psyche en el espacio profundo. Esto sugiere que las antenas de la DSN, que actualmente se comunican con naves espaciales mediante señales de radio, podrían adaptarse para la comunicación láser.
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Referencias:
- Karmous S., et al 2022. ¿Cómo pueden las comunicaciones ópticas dar forma al futuro de las comunicaciones en el espacio profundo? Una encuesta. Preimpresión arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933
- Robinson BS, 2023. Comunicaciones ópticas para la exploración espacial y la ciencia.. Conferencia de Comunicaciones por Fibra Óptica 2023.
- La demostración técnica de la NASA transmite el primer vídeo desde el espacio profundo mediante láser. Publicado el 18 de diciembre de 2023. Disponible en 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. Noticias: la nueva antena experimental de la NASA rastrea el láser del espacio profundo. Publicado el 08 de febrero de 2024. Disponible en https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/
- Comunicaciones ópticas en el espacio profundo (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/
- Psique de la misión. https://science.nasa.gov/mission/psyche/
- Red de espacio profundo de la NASA (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn
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