NASA: Psyche bate um novo recorde nas comunicações óticas no espaço profundo

A sonda Psyche da NASA estabeleceu um novo padrão de referência nas comunicações espaciais.

Recorde de comunicações óticas da NASA Psyche

Em dezembro de 2024, a nave conseguiu transmitir para a Terra uma mensagem laser no infravermelho a partir de uma distância impressionante de 494 milhões de quilómetros (307 milhões de milhas). Isto representa mais do dobro da distância média entre a Terra e Marte e mais de 1,285 vezes a distância até à Lua.

O feito assinala o sucesso do teste tecnológico Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA, em curso desde o lançamento da missão rumo a um asteroide, em 2023. Entretanto, a Terra recebeu o 65.º e último sinal de downlink laser da Psyche, desta vez a 350 milhões de quilómetros (218 milhões de milhas).

A partir daqui, a Psyche passa a concentrar-se no seu percurso até ao cinturão de asteroides, recorrendo a comunicações por rádio mais convencionais para enviar dados de volta para a Terra.

"A NASA está a colocar os Estados Unidos no caminho para Marte, e o avanço das tecnologias de comunicações por laser aproxima-nos mais um passo de transmitir vídeo em alta definição e de entregar dados valiosos a partir da superfície marciana mais depressa do que nunca", afirma o administrador interino da NASA, Sean Duffy.

"A tecnologia desbloqueia a descoberta, e estamos empenhados em testar e comprovar as capacidades necessárias para viabilizar a Idade de Ouro da exploração."

No total, o DSOC 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 partir de mais de 30.5 milhões de quilómetros - uma estreia histórica.

A razão pela qual a última mensagem foi transmitida a uma distância mais curta prende-se com a órbita solar seguida pela Psyche: ao longo do trajeto, a geometria orbital faz com que, consoante o alinhamento, a sonda fique por vezes mais perto da Terra e, noutras ocasiões, mais longe, enquanto ruma ao encontro marcado para 2029 com o asteroide que lhe dá nome.

Porque o DSOC é importante para o espaço profundo

Se a humanidade pretende continuar a operar no espaço, será necessário evoluir a tecnologia disponível. As comunicações por rádio são fiáveis, mas relativamente lentas. Além disso, a Deep Space Network - a rede de antenas de rádio que a NASA utiliza para receber os dados das naves - já evidenciou limitações de capacidade que afetam a possibilidade de a agência cumprir objetivos de missão.

Laser vs. rádio: desafios de apontamento e perda de sinal

Ainda assim, enviar sinais por laser é mais exigente do que gerar transmissões por rádio. No caso do rádio, o sinal é relativamente amplo, o que significa que não precisa de ser apontado com precisão extrema. Já os lasers são feixes altamente concentrados e exigem um alinhamento perfeito para que o sinal chegue ao recetor pretendido.

Acresce que toda a luz que se propaga no espaço sofre atenuação e degradação; quanto maior for a distância ao alvo, menos dados é possível recuperar. Quando a Psyche estava a 225 milhões de quilómetros da Terra, em abril de 2024, a sua taxa de downlink tinha descido para 25 megabits por segundo. Isto obriga a que os recetores sejam suficientemente sensíveis para detetar o pequeno fluxo de fotões que consegue efetivamente alcançá-los.

A atmosfera e as condições meteorológicas terrestres também podem interferir com a chegada dos sinais ao solo; no futuro, poderá ser necessário recorrer a relés no espaço para ajudar a receber e armazenar dados. Para já, a demonstração confirma que a tecnologia DSOC funciona e é suficientemente robusta para transmitir grandes volumes de dados através do enorme vazio do espaço profundo.

"A NASA Technology testa hardware no ambiente hostil do espaço para compreender os seus limites e comprovar as suas capacidades", explica Clayton Turner, administrador associado da Space Technology Mission Directorate da NASA.

"Ao longo de dois anos, esta tecnologia superou as nossas expectativas, demonstrando taxas de dados comparáveis às da internet de banda larga doméstica e enviando dados de engenharia e de teste para a Terra a partir de distâncias recorde."

O resultado é extremamente encorajador e aponta para comunicações mais eficazes com uma futura missão a Marte, seja quando for que esse dia chegar. Por agora, a nave Psyche continua a avançar para regiões cada vez mais distantes do Sistema Solar, na direção de mais um momento histórico.

Pode ler mais sobre o DSOC no site da NASA.