Há coisas que, à primeira vista, parecem simples - como “enviar uma mensagem”. Mas, quando o recado tem de atravessar centenas de milhões de quilómetros, a história muda completamente. Foi precisamente esse o desafio que a sonda Psyche, da NASA, acabou de transformar em demonstração de força.
Em dezembro de 2024, a nave conseguiu transmitir para a Terra uma mensagem por laser infravermelho a partir de uma distância impressionante de 494 milhões de quilómetros (307 milhões de milhas). Isto é mais do dobro da distância média entre a Terra e Marte e mais de 1.285 vezes a distância até à Lua.
O feito marca um grande sucesso do teste de tecnologia Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA, que decorre desde o lançamento da sonda rumo a um asteroide, em 2023. Agora, a Terra recebeu também o 65.º e último sinal de downlink por laser da Psyche, desta vez a partir de 350 milhões de quilómetros (218 milhões de milhas).
A partir daqui, a Psyche vai concentrar-se na sua missão no cinturão de asteroides, recorrendo a comunicações por rádio mais convencionais para enviar dados de volta para a Terra.
“NASA is setting America on the path to Mars, and advancing laser communications technologies brings us one step closer to streaming high-definition video and delivering valuable data from the Martian surface faster than ever before,” says acting NASA Administrator Sean Duffy.
“Technology unlocks discovery, and we are committed to testing and proving the capabilities needed to enable the Golden Age of exploration.”
No total, o DSOC já transferiu com sucesso 13,6 terabytes de dados para os terminais terrestres, incluindo um vídeo em ultra-alta definição enviado para a Terra a 267 megabits por segundo a mais de 30,5 milhões de quilómetros de distância - uma estreia histórica.
A razão para a última mensagem ter sido enviada a partir de mais perto da Terra prende-se com a órbita solar da Psyche: ao longo do percurso, a nave vai ficando, alternadamente, mais próxima e mais distante do nosso planeta, consoante o alinhamento, enquanto segue para o encontro previsto para 2029 com o asteroide que lhe dá nome.
Se quisermos continuar a expandir a atividade humana no espaço, vamos ter de evoluir a tecnologia. As comunicações por rádio são fiáveis, mas relativamente lentas. Além disso, a Deep Space Network - a rede de antenas de rádio que a NASA usa para receber dados das sondas - já revelou limitações de capacidade que afetam a capacidade da agência para cumprir objetivos de missão.
Só que enviar sinais por laser é mais exigente do que emitir por rádio. Na comunicação por rádio, o sinal é relativamente “largo”, o que significa que não precisa de um apontamento milimétrico. Já os lasers são feixes muito focados e têm de estar perfeitamente alinhados para que o sinal chegue ao recetor pretendido.
Há ainda outro fator: toda a luz que viaja pelo espaço vai perdendo intensidade e qualidade, pelo que, quanto maior for a distância, menos dados é possível recuperar. Em abril de 2024, quando a Psyche estava a 225 milhões de quilómetros da Terra, a sua taxa de downlink já tinha descido para 25 megabits por segundo. Isto implica recetores suficientemente sensíveis para detetar o pequeno “fio” de fotões que consegue chegar ao destino.
A atmosfera terrestre e o estado do tempo também podem atrapalhar a chegada dos sinais às estações no solo; a prazo, pode ser necessário recorrer a relés espaciais para ajudar a receber e armazenar dados. Ainda assim, a demonstração prova que a tecnologia DSOC funciona e é robusta o suficiente para enviar grandes volumes de dados através das enormes distâncias do espaço profundo.
“NASA Technology tests hardware in the harsh environment of space to understand its limits and prove its capabilities,” says Clayton Turner, associate administrator of NASA's Space Technology Mission Directorate.
“Over two years, this technology surpassed our expectations, demonstrating data rates comparable to those of household broadband internet and sending engineering and test data to Earth from record-breaking distances.”
O potencial é enorme e deixa boas perspetivas para comunicações numa futura missão a Marte, quando esse dia chegar. Para já, a sonda Psyche continua a avançar para zonas cada vez mais profundas do Sistema Solar, rumo a mais um momento histórico.
Pode ler mais sobre o DSOC no site da NASA.
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