El amanecer de la comunicación por láser
Las comunicaciones por láser revolucionarán la forma de enviar y recibir información hacia y desde el espacio. Aprovechando las ventajas de la luz infrarroja, los sistemas láser proporcionarán a las misiones espaciales una capacidad de transmisión de datos extraordinaria. Este verano, la NASA lanzará el LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) para probar la validez de varios sistemas láser. Sin embargo, el LCRD no es la primera ni la más nueva proyectada de las misiones de este tipo de la NASA.
En 2013, la NASA lanzó la LLCD (Lunar Laser Communications Demonstration), que envió señales de comunicación láser desde la Luna a 600 megabits por segundo, probando esta tecnología de vanguardia a unos 383.000 kilómetros de la Tierra. Esta misión sentó las bases para una nueva fase de investigación y desarrollo de las comunicaciones láser.
Otras misiones láser anteriores incluyen el experimento OPALS (Optical Payload for Lasercomm Science) de 2014, una demostración de comunicaciones láser de cuatro meses a bordo de la Estación Espacial Internacional. También hay que mencionar al experimento OCSD (Optical Communications and Sensor Demonstration) de 2017, que llevó a cabo el primer enlace láser de bajada de alta velocidad desde un CubeSat a una estación terrestre.
Basándose en el éxito de estas misiones, la NASA probará diversas aplicaciones de comunicación láser.
La misión LCRD de la NASA, que se lanzará en el verano de 2021, será la primera demostración tecnológica de la agencia de un sistema de retransmisión láser bidireccional. La misión probará las capacidades del láser con experimentos, uno de los cuales servirá para estudiar el efecto de perturbaciones atmosféricas como las nubes, que pueden bloquear o distorsionar las señales láser. En bastantes aspectos, la comunicación por láser no es muy distinta a la que usamos cotidianamente para comunicar órdenes al televisor por medio de luz infrarroja desde el mando a distancia.
La NASA está probando las comunicaciones por láser en satélites grandes y pequeños. Aunque el satélite solo tiene el tamaño de una caja de zapatos, a finales de 2021 la misión TBIRD (Terabyte Infrared Delivery) demostrará un enlace descendente láser en ráfaga de 200 gigabits por segundo (Gbps), un nuevo récord de velocidad de datos. Con múltiples pases al día, TBIRD enviará terabytes de datos y dará a la NASA más información sobre las capacidades de los láseres en los satélites pequeños.
Los terminales láser son ideales para naves espaciales como la Estación Espacial Internacional porque requieren menos tamaño, peso y energía, una ventaja clave a la hora de diseñar nuevos conceptos de misión. En 2022, el primer usuario experimental en órbita del LCRD será el ILLUMA-T (Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal) a bordo de la estación espacial. ILLUMA-T proporcionará velocidades de datos de 1,2 Gbps para transmitir a la Tierra imágenes y vídeos de alta resolución de los experimentos en curso.
Estas misiones proporcionarán a la NASA un mayor conocimiento de los sistemas de comunicaciones láser cerca de la Tierra.
Luego, se pasará a distancias mayores.
Artemis II de la NASA usará la comunicación láser para enviar datos vitales cuando lleguen a la superficie de la Luna la primera mujer y el próximo hombre y se establezca una presencia continuada sostenible. El terminal del Sistema de Comunicaciones Ópticas (O2O) de Orión Artemis II permitirá una transmisión de vídeo de ultraalta definición entre Artemis II y la Tierra.
Los esfuerzos de la NASA en materia de comunicaciones láser se extienden también al espacio profundo. La sonda espacial Psyche, que se lanzará al espacio en 2022, realizará un viaje de tres años y medio para llegar a su destino en el asteroide del que toma su nombre, a más de 240 millones de kilómetros de la Tierra. Durante el primer año de su viaje, la carga útil DSOC (Deep Space Optical Communications) pondrá a prueba las comunicaciones láser frente a los desafíos que presenta la exploración del espacio profundo, encabezado por el de apuntar con suficiente precisión a distancias extremas.
Con todas estas misiones láser en desarrollo, uno podría pensar que el cielo nocturno se llenará de un colorido espectáculo de luces láser. Sin embargo, la luz utilizada para las comunicaciones láser espaciales es infrarroja, por lo que resulta invisible para los ojos humanos.
A medida que el uso de los sistemas de comunicación láser se hace más frecuente, aumenta la importancia de la estandarización. Seguir unos estándares comunes para las comunicaciones láser eliminará la necesidad de que para cada misión se diseñen sus sistemas desde cero, lo que supondrá un ahorro de costes y la interoperabilidad entre naves espaciales. En la NASA ya se trabaja con esta filosofía de diseño en mente. (Fuente: NCYT de Amazings)
