Y esta semana la Agencia Espacial Estadounidense comunicó que logró el récord de recibir un mensaje a 226 millones de kilómetros de nuestro planeta, una forma de revolucionar las comunicaciones espaciales ya que éstas pueden llegar más lejos y más rápido que las ondas de radio.
A diferencia de sus predecesoras que incluso están más lejos, como las Voyager 1 y 2, Juno y otras más, Psyche es la primera nave equipada con un transceptor láser, un sistema de comunicaciones óptico llamado Deep Space Optical Communications (DSOC) o Sistema de Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo. Todo esto, además de una tradicional antena de radio.
Generalmente, la información se envía a través de ondas de radio, ya que es la vía tradicional. Por ejemplo, los mensajes que transmite la sonda Voyager-1, que se encuentra actualmente a más de 24.000 millones de kilómetros, tardan 22,5 horas en llegar y otras tantas en salir de la Tierra.
Los científicos han manifestado varias veces que se necesita algo más rápido, sobre todo si se piensa en un futuro con misiones tripuladas a mundos distantes, por lo que están explorando la forma de enviar un mensaje a través de láser.
El DSOC puede transmitir datos mucho más rápido que una antena de radiofrecuencia mediante un láser de infrarrojo cercano. No es que el láser viaje más rápido (la luz siempre se mueve a 300.000 kilómetros por segundo), sino que tiene un ancho de banda entre 10 y 100 veces mayor, por lo que puede enviar y recibir más datos en menos tiempo.
Además de visitar un asteroide, la sonda Psyche tiene otras misiones secundarias muy relevantes de cara al futuro. Una de ellas es probar la tecnología DSOC. En noviembre del año pasado, la NASA consiguió enviar un mensaje por infrarrojo cuando la nave estaba a 16 millones de kilómetros de distancia, lo que supuso un récord.
Aquel mensaje solo contenía información sobre la posición de la nave. Sin embargo, la agencia espacial estadounidense se superó en su siguiente experimento. En concreto, lo que hizo fue enviar a la Tierra un clip de video en alta definición de 15 segundos de duración cuando Psyche ya estaba a 30 millones de kilómetros. Lo más sorprendente de todo fue el contenido: un gatito jugando con un puntero láser.
El pasado 8 de abril de 2024, la sonda Psyche se encontraba ya a 226 millones de kilómetros de la Tierra, es decir, más allá de la órbita de Marte y a una distancia equivalente a 1,5 veces la que separa nuestro planeta del Sol, mientras todavía le restan más de 5 años de viaje hasta el encuentro con el asteroide en cuestión.
En ese punto, la NASA decidió ir un paso más allá y transmitir a nuestro planeta 10 minutos de datos, como confirmó Meera Srinivasan, jefa de operaciones del proyecto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). "Esto supone un hito muy importante para el proyecto, ya que muestra cómo las comunicaciones ópticas pueden interactuar con el sistema de comunicaciones por radiofrecuencia de una nave espacial", dijo Srinivasan al respecto.
Además, hizo hincapié en que el experimento es un gran paso para permitir la transmisión de información científica compleja, imágenes y vídeos de alta definición. Algo que será clave cuando llegue el momento de enviar humanos a Marte.
Las comunicaciones para las misiones de la NASA en el espacio profundo están a cargo de la Red del Espacio Profundo, una red de antenas en tres sitios en todo el mundo que utilizan principalmente radio. Pero las comunicaciones láser podrían ofrecer de 10 a 100 veces más ancho de banda, por lo que la NASA quiere experimentar con el uso de esta tecnología en situaciones como la transferencia de datos científicos.
El experimento DSOC continuará durante otros dos años, principalmente utilizando datos de prueba, pero potencialmente enviando datos de la nave espacial Psyche. La nave también está equipada con comunicaciones de radio tradicionales, por lo que esto sería puramente una prueba de la funcionalidad.
"La comunicación óptica es una bendición para los científicos e investigadores que siempre quieren más de sus misiones espaciales, y permitirá la exploración humana del espacio profundo. Más datos significan más descubrimientos", aseguró Jason Mitchell, director de la División de Tecnologías Avanzadas de Comunicaciones y Navegación dentro del programa de Comunicaciones y Navegación Espacial (SCaN) de la NASA.
¿Cómo se envía un mensaje a través de láser?
Normalmente, la información, tanto dentro de la Tierra como fuera, se envía a través de ondas de radio. La información, sea del tipo que sea, se convierte en una señal eléctrica a través de un transductor y luego esa señal se transforma en ondas de radio, que son capaces de viajar en todas las direcciones por el espacio sin necesidad de cables. Esto ha permitido la comunicación con el espacio durante décadas, pero también cuenta con algunos obstáculos.
Los láseres utilizan radiación infrarroja de frecuencia media, con longitudes de onda suficientemente bajas para cargar mucha información a la vez. Esto es así porque se pueden ir cargando datos en cada una de las oscilaciones de la onda. Si su longitud es baja, habrá más oscilaciones en un mismo espacio y se podrá cargar más información.
Además, dado que el haz de fotones se dirige a un punto concreto, la información no se pierde en todas direcciones y puede viajar más deprisa. Concretamente, se calcula que el envío de un mensaje a través de láser sería entre 10 y 100 veces más rápido que con ondas de radio.
El objetivo principal de la sonda Psyche, que fue lanzada al espacio por la NASA el pasado 13 de octubre de 2023, es estudiar el asteroide que le da nombre y orbita alrededor del Sol en una posición comprendida entre Marte y Júpiter.
Este cuerpo se ha hecho famoso por los materiales que contiene. En total, se estima que su valor sería equivalente a 10 trillones de dólares, es decir, superior al del conjunto de la economía mundial actual.