La Tierra recibe un mensaje láser desde 10 millones de millas en un avance histórico de la NASA

La NASA ha alcanzado un logro técnico significativo para la exploración espacial. El 14 de noviembre de 2023, el experimento Deep Space Optical Communications (DSOC) estableció su primera conexión operativa intercambiando "bits de luz" entre la nave Psyche y una estación en Tierra, cuando la sonda se encontraba a unos 10 millones de millas (casi 16 millones de kilómetros).

El ensayo, dirigido por el Jet Propulsion Laboratory (JPL), consistió en que el transceptor láser a bordo de Psyche se acopló a un haz de referencia enviado desde la instalación de Table Mountain (California) para luego ajustar sus sistemas de apuntamiento y mantener el enlace con el telescopio receptor en Palomar.

Entre los datos clave está que se probaron comunicaciones ópticas en espacio profundo con un láser de infrarrojo cercano que transporta datos en fotones. La relevancia radica en que el DSOC busca demostrar tasas de transmisión entre 10 y 100 veces superiores a las comunicaciones por radio utilizadas actualmente en misiones espaciales profundas.

Este proceso es especialmente difícil porque requiere un apuntamiento con precisión extrema, ya que el sistema debe corregir el movimiento relativo entre la nave y la Tierra durante el tiempo de viaje de la luz, que en esta prueba fue aproximadamente de 50 segundos.

Los responsables del programa de comunicaciones destacan que este salto es fundamental para misiones científicas que "siempre quieren más" datos, así como para futuras operaciones humanas y robóticas que dependan de enviar grandes volúmenes de información, como imágenes de alta resolución o vídeos.

El sistema DSOC combina equipos tanto en la nave como en la Tierra. En la sonda, un telescopio de 22 centímetros con un láser de 4 vatios envía datos hacia la Tierra y recibe señales de menor tasa mediante una cámara de conteo de fotones.

En Tierra, el enlace se apoya en un transmisor de referencia de 5 kilovatios desde Table Mountain y en el receptor del telescopio Hale de 5,1 metros en el Observatorio Palomar, que capta señales muy débiles y las conduce a un detector superconductor capaz de registrar la llegada de fotones con alta precisión.

Este diseño enfrenta dos desafíos principales que la NASA busca resolver: la necesidad de un apuntamiento milimétrico debido al haz estrecho y el problema del ruido de fondo por la luz solar y la dispersión atmosférica, que puede dificultar la detección de señales con pocos fotones.

Tras este primer enlace del 14 de noviembre, el programa avanzó rápidamente a una demostración más visible para el público. El 11 de diciembre de 2023, el equipo del JPL logró enviar un vídeo de 15 segundos desde casi 19 millones de millas con una velocidad de 267 Mbps y un tiempo de vuelo de señal de 101 segundos.

Este avance subraya la promesa principal de las comunicaciones ópticas: si las misiones futuras necesitan transmitir más datos y más imágenes, el límite no estará solo en el enlace con la Tierra, sino también en toda la arquitectura de la misión, incluyendo energía, ventanas de comunicación, meteorología y capacidad de recepción.

El proyecto DSOC es una demostración tecnológica que deberá madurar en condiciones reales. Tras el enlace inicial, el equipo se enfoca en perfeccionar el control del apuntamiento para mantener transmisiones de alta capacidad a diferentes distancias durante el viaje de Psyche.

El JPL planificó el DSOC en fases con un horizonte que alcanzaría hasta octubre de 2025, aunque las fechas pueden cambiar según el estado de la nave y sus verificaciones.