Embora a exploração espacial seja frequentemente ligada a avanços tecnológicos de ponta, a transmissão de dados no espaço ainda se assemelha a tecnologias do século passado, como os antigos modems que usávamos para nos conectar à internet inicial. Por exemplo, a sonda Novos Horizontes levou 20 meses para enviar todas as imagens que capturou durante seu breve sobrevoo por Plutão.
Por essa razão, a NASA tem investido mais de uma década na comunicação a laser no espaço, que promete oferecer uma largura de banda mais semelhante à da internet terrestre. Isso poderia viabilizar missões que exigem acompanhamento em tempo real, como uma sonda robótica realizando mineração em um asteroide, onde não é viável esperar horas por um comando e sua resposta.
Teste Bem-Sucedido da Comunicação a Laser
Após diversos testes com satélites em órbita terrestre e equipamentos na Estação Espacial Internacional, a NASA realizou um teste significativo da comunicação a laser: um vídeo foi transmitido da Terra para a sonda espacial Psique, atualmente situada a cerca de 460 milhões de quilômetros de distância — equivalente à distância entre a Terra e Marte quando os dois planetas estão em suas posições mais distantes.
A missão da Psique tem como objetivo estudar um asteroide rico em metais, localizado na parte externa do Cinturão Principal de Asteroides, entre Marte e Júpiter — aquele famoso "asteroide bilionário". Além disso, a sonda transporta um demonstrador de tecnologia chamado DSOC, que significa Comunicações Ópticas no Espaço Profundo. O propósito do DSOC é testar as comunicações a laser de alta velocidade, que poderão ser aplicadas em futuras missões. Esse teste foi realizado com sucesso recentemente.
Comunicação de Vídeo pelo Espaço
Um dos principais desafios na comunicação a laser com naves espaciais é acertar o feixe de luz em uma sonda que é pouco maior que uma geladeira, situada a milhões de quilômetros de distância e em movimento.
O experimento DSOC (Comunicações Ópticas no Espaço Profundo) envolve um transceptor a laser e duas estações terrestres. A conexão é estabelecida a partir da Terra por meio de um laser de 7 quilowatts localizado no Laboratório de Propulsão a Jato, na Califórnia, que atua como a estação de transmissão, enviando dados ao transceptor na sonda. O telescópio Hale, de 5 metros de abertura, no Observatório Palomar, funciona como a estação de recepção, onde o transceptor da sonda envia seus dados.
Durante o teste, um vídeo de 45 segundos em ultra-alta definição foi transmitido da estação terrestre para a sonda, enquanto um vídeo previamente gravado na Psique foi enviado de volta para a Terra. No total, quase 11 terabits de dados foram trocados em ambas as direções durante a demonstração.
"Um dos objetivos principais do sistema era demonstrar que a redução da taxa de dados é proporcional ao inverso do quadrado da distância", explicou Abi Biswas, coordenador do teste. "Conseguimos esse objetivo e transferimos enormes quantidades de dados de e para a espaçonave Psique via laser."
Vantagens da Comunicação a Laser
Os dados foram transmitidos pelo espaço codificados em luz no comprimento de onda do infravermelho próximo, que possui uma frequência mais alta do que as ondas de rádio atualmente em uso. Essa maior frequência permite a compactação de mais dados em uma única transmissão, possibilitando taxas de transferência significativamente mais rápidas.
A velocidade efetiva da transmissão foi aproximadamente 100 vezes maior do que a utilizada pela sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), que leva 90 minutos para enviar uma única imagem de Marte à Terra. Com um sistema a laser, essa mesma imagem poderia ser recebida em apenas cerca de 5 minutos.
Essa tecnologia revolucionária de comunicação a laser no espaço profundo tem o potencial de transformar a forma como interagimos e coletamos dados de sondas e satélites em todo o sistema solar. Ao permitir taxas de transferência de dados muito mais rápidas, a comunicação a laser abre caminho para missões espaciais com acompanhamento em tempo real, maior resolução de imagens e vídeos, e uma compreensão mais detalhada do nosso universo.
À medida que a NASA e outras agências espaciais continuam a aprimorar essa tecnologia, podemos esperar ver cada vez mais aplicações inovadoras da comunicação a laser no espaço, revolucionando a forma como exploramos e entendemos o cosmos.
