Conexión inalámbrica de banda ancha para la Luna

Si en futuro va a haber gente viviendo y trabajando en la Luna o en algún asteroide, los humanos allí destinados probablemente querrán una conexión de banda ancha para comunicarse con el personal del centro de control de vuelo en la Tierra. Puede que incluso quieran ver su programa de televisión favorito emitido en la Tierra.

Esta disponibilidad de banda ancha interplanetaria estará disponible muy pronto gracias a un equipo de investigadores del Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos que, en colaboración con la NASA, han estado desarrollando y probando un sistema láser capaz de proporcionar a personas situadas fuera de nuestro planeta una conectividad comparable a la que bastante gente de zonas urbanas disfruta aquí en la Tierra, haciendo posible transferencias de datos de gran envergadura, e incluso streaming de vídeos de alta definición.

En una de las últimas pruebas, el equipo de Mark Stevens, del Laboratorio Lincoln, consiguió transmitir datos con el nuevo sistema a través de 384.633 kilómetros, la distancia entre la Luna y la Tierra, a una velocidad de descarga de 622 megabits por segundo (Mbps). Los científicos también subieron datos desde la Tierra a la Luna a 19,44 megabits por segundo.

La trasmisión de datos a altas velocidades desde la Tierra a la Luna con haces láser es un reto debido a que la distancia de unos 400.000 kilómetros tiende a dispersar el haz de luz. Otra dificultad es atravesar la atmósfera terrestre, debido a que las turbulencias del aire pueden curvar la luz, causando debilitamientos o cortes de la señal en el receptor.

A fin de sobrellevar los problemas del desvanecimiento de la señal al recorrer distancias tan grandes, el sistema utiliza varias técnicas para lograr una comunicación libre de errores bajo una amplia gama de condiciones atmosféricas ópticamente difíciles, tanto en la oscuridad como a plena luz del Sol. Un terminal en la superficie terrestre, concretamente en White Sands, Nuevo México, Estados Unidos, utiliza cuatro telescopios separados para enviar la señal del enlace o conexión de subida a la Luna. Cada telescopio tiene unos 15 centímetros (6 pulgadas) de diámetro y usa un emisor láser que envía la información codificada en forma de pulsos de luz infrarroja, invisible para el ojo humano. La potencia total emitida es de 40 vatios, que es la suma de los cuatro emisores.

La razón para usar cuatro telescopios es que cada uno transmite la luz a través de una columna de aire diferente, que la atmósfera curva de manera diferente. Esto aumenta las probabilidades de que al menos uno de los haces láser interactúe con el receptor, que está montado en un satélite en órbita a la Luna. Este receptor utiliza un telescopio ligeramente más estrecho para capturar la luz, que luego es enfocada dentro una fibra óptica similar a las usadas en las redes de fibra óptica terrestres.

A continuación, se amplifica la señal en la fibra unas 30.000 veces. Un fotodetector convierte los pulsos de luz en pulsos eléctricos, que a su vez son convertidos en patrones de bits de datos que representan el mensaje transmitido. De la señal de 40 vatios enviada por el transmisor, el satélite recibe una de menos de una milmillonésima de vatio, lo cual sin embargo es cerca de 10 veces el mínimo necesario para lograr una comunicación libre de errores.

Los últimos avances de este sistema se han divulgado a través de la última edición del congreso CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics), un congreso de larga trayectoria histórica, ya que, entre otras cosas, fue aquí donde en su día la tecnología láser fue presentada públicamente por primera vez. El CLEO ha contado con el respaldo de la Sociedad Óptica Estadounidense (OSA), una organización fundada en Estados Unidos en 1916, con sede en Washington, D.C., y que reúne a unos 17.000 científicos, ingenieros, y demás profesionales de la óptica y la fotónica de más de 100 naciones. Aproximadamente el 52 por ciento de los miembros de esta sociedad reside fuera de Estados Unidos. (NCYT)