Banda larga per Marte: potenziamento laser per le comunicazioni nello spazio profondo della NASA

Di Jet Propulsion Laboratory31 agosto 2023

Lanciato questo autunno, il progetto Deep Space Optical Communications (DSOC) della NASA è destinato a esplorare le capacità dei laser nel migliorare la trasmissione dei dati spaziali.

NASAEstablished in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">NASA is testing technologies in space and on the ground that could increase bandwidth to transmit more complex science data and even stream video from MarsMars is the second smallest planet in our solar system and the fourth planet from the sun. It is a dusty, cold, desert world with a very thin atmosphere. Iron oxide is prevalent in Mars' surface resulting in its reddish color and its nickname "The Red Planet." Mars' name comes from the Roman god of war." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Marte.

Il progetto Deep Space Optical Communications (DSOC) della NASA, che verrà lanciato questo autunno, metterà alla prova come i laser potrebbero accelerare la trasmissione dei dati ben oltre la capacità degli attuali sistemi di radiofrequenza utilizzati nello spazio. Quella che è conosciuta come una dimostrazione tecnologica, DSOC potrebbe aprire la strada alle comunicazioni a banda larga che aiuteranno a sostenere il prossimo passo da gigante dell'umanità: quando la NASA invierà gli astronauti su Marte.

Il ricetrasmettitore laser nel vicino infrarosso DSOC (un dispositivo in grado di inviare e ricevere dati) sarà “sulle spalle” della missione Psyche della NASA quando verrà lanciata verso un asteroide ricco di metalli con lo stesso nome in ottobre. Durante i primi due anni del viaggio, il ricetrasmettitore comunicherà con due stazioni di terra nel sud della California, testando rilevatori altamente sensibili, potenti trasmettitori laser e nuovi metodi per decodificare i segnali che il ricetrasmettitore invia dallo spazio profondo.

Il ricetrasmettitore di volo Deep Space Optical Communications (DSOC) si trova all'interno di un grande parasole a forma di tubo e di un telescopio sulla navicella spaziale Psyche, come visto qui all'interno di una stanza pulita al JPL. Una foto precedente, nel riquadro, mostra il gruppo del ricetrasmettitore prima che fosse integrato nella navicella spaziale. Credito: NASA/JPL-Caltech

La NASA si concentra sulla comunicazione laser, o ottica, per via del suo potenziale di superare la larghezza di banda delle onde radio, su cui l'agenzia spaziale fa affidamento per più di mezzo secolo. Sia le comunicazioni radio che quelle laser nel vicino infrarosso utilizzano onde elettromagnetiche per trasmettere dati, ma la luce nel vicino infrarosso racchiude i dati in onde significativamente più strette, consentendo alle stazioni di terra di ricevere più dati contemporaneamente.

"DSOC è stato progettato per dimostrare da 10 a 100 volte la capacità di restituzione dei dati dei sistemi radio all'avanguardia utilizzati oggi nello spazio", ha affermato Abi Biswas, tecnologo del progetto DSOC presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. “Le comunicazioni laser ad alta larghezza di banda per l’orbita vicino alla Terra e per i satelliti in orbita lunare sono state dimostrate, ma lo spazio profondo presenta nuove sfide”.

Ci sono più missioni che mai dirette verso lo spazio profondo e promettono di produrre esponenzialmente più dati rispetto alle missioni passate sotto forma di misurazioni scientifiche complesse, immagini ad alta definizione e video. Quindi esperimenti come DSOC svolgeranno un ruolo cruciale nell’aiutare la NASA a far avanzare le tecnologie che potranno essere utilizzate di routine dai veicoli spaziali e dai sistemi di terra in futuro.