NASA y la ESA para comunicarse con orbitador lunar usando láseres

Las comunicaciones espaciales se han basado en la radio desde el primer Sputnik en 1957. Es una tecnología fiable madura, pero está llegando a sus límites. La cantidad de datos enviados se ha incrementado exponencialmente durante décadas y la NASA espera que la tendencia continúe. Los sistemas de comunicaciones actuales están llegando a sus límites, por lo que la NASA y la ESA van más allá de la radio como una solución. Como parte de este esfuerzo, la ESA ha terminado las pruebas de parte de un nuevo sistema de comunicaciones, en los preparativos para una manifestación en octubre en la que va a recibir una descarga de datos de láser desde un satélite lunar NASA.

Los láseres han demostrado ser capaces de llevar enormes cantidades de datos en cables de fibra óptica y los ingenieros creen que si pudieran ser utilizados en las comunicaciones espaciales , que podían transportar hasta 622 megabits por segundo (Mbps) de datos. Otra de las ventajas de los láseres es que utilizan una longitud de onda más pequeña que la radio por un factor de 10.000. Esto significa que los láseres pueden ser objeto, en un haz estrecho y necesitan antenas muy pequeñas en comparación con la radio por la misma fuerza de la señal. Todo esto significa que conjuntos más pequeños en ambos extremos con un posterior ahorro de costes. Además, la estrechez de un haz de láser permite las comunicaciones de mucho más seguras.

La plataforma para la prueba de Octubre es Atmósfera Lunar de la NASA y el polvo ambiente Explorer (LADEE). Como su nombre lo indica, su objetivo es el estudio de la atmósfera casi inexistente lunar y el polvo que pueda ser levantado de la superficie lunar por las cargas eléctricas estáticas. Se basa en el autobús nave espacial común Modular, que es un programa de la NASA para la construcción de nave espacial más rápida y económica mediante el uso de un diseño común. Uno de los cuatro experimentos principales es el Lunar Laser Comunicaciones Demostración (LLCD).

LLCD de la NASA es similar a la de la agencia espacial ÓPALOS proyecto, pero en vez de probarlo a través de cientos de kilómetros a la Estación Espacial Internacional, el LLCD pondrá a prueba la tecnología de más de un cuarto de millón de millas. La prueba consiste en la transmisión de los cientos de millones de pulsos de luz láser desde la Terminal Espacial Lunar Lasercomm (LLST), a bordo de la nave espacial LADEE orbitando la Luna. El sistema de 65 libras (29,4 kg) fue desarrollado por el MIT y consta de tres módulos: un módulo óptico con un (10,1 cm) en el telescopio de 4 montado en un cardán fuera de la nave espacial, un módem y un módulo de control electrónico . Esto dispara un láser infrarrojo de 0,5 vatios en la Tierra y también puede recibir datos de las estaciones de tierra, pero sólo a una velocidad de 20 Mbps.

Estas transmisiones serán recogidos por dos estaciones de tierra en Nuevo México y California y una tercera en España. Esto utilizará el Lunar Lasercomm Terminal de tierra (LLGT). Se compone de un conjunto de ocho telescopios de entre 6 y 17 pulgadas (15,2 a 43,1 cm) alojados en una carcasa de fibra de vidrio.

La contribución de la ESA en el proyecto es a través del uso de su Estación Óptica Terrestre en Tenerife, España. En la preparación, la agencia espacial está mejorando su LLGT. La tecnología se probó en julio en Zurich usando un nuevo detector y sistema de decodificación, un sistema que van y un transmisor. Mientras tanto, la NASA y el MIT suministran un simulador de láser que permite a los ingenieros para poner a prueba la compatibilidad con el sistema de los EE.UU..

"La prueba salió como estaba planeado, y si bien se identificaron una serie de cuestiones, que estará listo para su lanzamiento a mediados de septiembre de LADEE", dice Zoran Sodnik, gerente de proyecto de enlace de comunicación óptica lunar de la ESA. "Nuestra estación de tierra se unirá a dos estaciones de la NASA se comunican con la misión Luna LADEE, y nuestro objetivo es demostrar la preparación de la comunicación óptica para futuras misiones a Marte o en cualquier otro lugar en el Sistema Solar."

LADEE se pondrá en marcha a finales de este año sobre un Minotaur V cohete de la NASA en Wallops Flight Facility del Centro de Vuelo Espacial Goddard en Virginia, con la primera prueba LADEE espera a mediados de octubre, cuatro semanas después de su lanzamiento.

Según la NASA, el uso del láser permitirá obtener mejores transmisión de datos, comunicaciones en tiempo real y las transmisiones de video de alta definición en 3D. Como ejemplo de esta mayor capacidad, S-banda de transmisión de radio tomaría 639 horas para transmitir una película HD de largometraje, mientras que la tecnología LLCD podría hacer lo mismo en ocho minutos.