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Sai o rádio, entra o laser: é a NASA revendo seus conceitos

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22 de Fevereiro de 2020
Sistema de comunicação a laser
Créditos: NASA

Desde que a NASA lançou o satélite Explorer 1, em 1958, a agência se baseou principalmente em ondas de rádio para se comunicar com  suas embarcações que estavam a milhões - ou mesmo bilhões - de quilômetros no espaço. Mas, à medida em que a NASA se volta para novos destinos com missões tripuladas, ela está revendo seu sistema de comunicações, que já está ultrapassado.

A agência está adicionando um novo disco de antena à Deep Space Network (DSN), equipado com espelhos e um receptor especial, para permitir que se transmita e receba lasers da sonda no espaço profundo.

 

Alô, Terra. Alô, Marte

 
Terra e Marte. Credito: NASA

A nova antena parabólica, chamada Deep Space Station-23 (DSS-23), faz parte da transição para uma comunicação mais rápida e eficiente, enquanto a NASA se prepara para um retorno à Lua, em 2024, e para a primeira missão humana à Marte, em meados da década de 2030.

O ímpeto por trás da parabólica é simples: para que a NASA envie humanos a Marte, a agência precisa poder se comunicar com eles, e os lasers podem ajudar a garantir que os futuros astronautas marcianos tenham uma boa recepção a 64 milhões de quilômetros da Terra.

 

Expandindo a comunicação

 
Cientistas lançam a construção de mais uma parabolica. Crédito: NASA

A construção do disco de 34 m começou esta semana, em Goldstone, na Califórnia. É apenas uma de uma variedade de antenas DSN, que ajudarão a transmitir mensagens a laser para e do espaço. Elas são, agora, em número de 13.

Atualmente, duas antenas similares estão em construção em Madri, na Espanha.

"O DSN é a única linha telefônica da Terra para nossas duas naves espaciais Voyager – ambas no espaço interestelar –, para todas as nossas missões em Marte e para a espaçonave New Horizons, que já passou de Plutão", disse Larry James, vice-diretor do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, em Pasadena, na Califórnia.

"Quanto mais exploramos, mais antenas precisamos para conversar com todas as nossas missões", explicou o cientista.

 

A era do rádio

 
Antenas para sinal de rádio. Crédito US Navy

A NASA usa as antenas da DSN para se comunicar com naves espaciais desde os anos 60, enviando sinais para uma média de 30 naves espaciais por dia. As antenas transmitem e recebem ondas de rádio entre o controle terrestre e a espaçonave. E embora as ondas de rádio tenham funcionado bem todos esses anos, elas têm sérias limitações.

Ondas de rádio tendem a ficar mais fracas a longas distâncias, e têm capacidade limitada de alcance. Para as sondas Voyager, duas espaçonaves que percorrem o espaço interestelar muito, muito longe de nós, isso significa que os sinais da Terra para suas antenas são muito fracos. De fato, a potência com que as antenas DSN recebem os sinais da Voyager é 20 bilhões de vezes mais fraca do que a potência necessária para fazer funcionar um relógio digital, de acordo com a NASA.

 

A era do laser

 

Já os lasers, que são feixes de luz infravermelha, cruzam as distâncias espaciais com muito mais potência do que as ondas de rádio.

"Os lasers podem aumentar a taxa de dados de Marte em cerca de 10 vezes o que recebemos do rádio", disse Suzanne Dodd, diretora da Rede Interplanetária, a organização que administra o DSN.

A NASA testou a comunicação a laser no espaço pela primeira vez no ano de 2013, transmitindo uma imagem da pintura de Mona Lisa para um satélite localizado a 386.000 km de distância da Terra.

 

Mona Lisa espacial

 
Mona Lisa conforme recebida pelo equipamento a laser. Crédito: NASA

A famosa pintura de Leonardo da Vinci foi dividida em uma matriz de 152 pixels por 200 pixels, e cada pixel foi convertido em um tom de cinza representado por um número entre zero e 4.095. Cada um dos pixels foi, então, transmitido por um pulso de laser disparado em um dos 4.096 intervalos de tempo possíveis.

A imagem foi reconstruída pelo instrumento Luneta Orbiter Laser Altimeter [Altímetro a Laser do Orbitador Luneta – LOLA] a bordo do Lunar Reconnaissance Orbiter, com base nos horários de chegada de cada pulso do laser.

"Esta é a primeira vez que alguém alcança comunicação unidirecional a laser a distâncias planetárias", afirmou David Smith, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em comunicado.

Fonte: Inverse

 

Assista a um video incrivel sobre a comunicação espacial a laser:

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