L’umanità si sta preparando per un emozionante ritorno sulla Luna, e questa volta, il piano è di rimanere lì e utilizzarla come piattaforma di lancio per ulteriori esplorazioni spaziali. Tuttavia, per rendere questo obiettivo ambizioso una realtà, dobbiamo rivoluzionare i nostri sistemi di comunicazione.
Attualmente, l’esplorazione spaziale si basa fortemente sulle comunicazioni a onde radio. Sebbene questo metodo sia efficace, ha le sue limitazioni. Le onde radio possono trasmettere solo una quantità limitata di dati a una velocità relativamente elevata. Le esigenze del programma di esplorazione lunare Artemis e delle future missioni superano di gran lunga ciò che le onde radio possono gestire.
Per affrontare questa sfida, la NASA ha esplorato il potenziale delle comunicazioni ottiche, che utilizzano laser per la trasmissione dei dati. Numerosi progetti e programmi sono in corso, sia sulla Terra che nello spazio, per sfruttare la potenza dei laser per la comunicazione interstellare.
Uno dei principali vantaggi dei sistemi di comunicazione laser rispetto alle onde radio è la loro capacità di trasmettere volumi di dati significativamente maggiori. A seconda del sistema specifico utilizzato, le comunicazioni ottiche possono fornire da dieci a 100 volte più dati rispetto alle frequenze radio.
In un risultato senza precedenti, la NASA ha recentemente annunciato la trasmissione con successo di un video 4K da un aereo in volo alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) utilizzando un sistema di comunicazione ottica. Sebbene il contenuto del video rimanga riservato, questo traguardo segna un passo cruciale verso l’equipaggiamento del programma Artemis con gli strumenti necessari per il successo.
Il test è stato uno sforzo collaborativo tra scienziati del Glenn Research Center della NASA a Cleveland e il Laboratorio di Ricerca dell’Air Force (AFRL). L’obiettivo principale era sviluppare nuove tecnologie che consentano la copertura video in diretta degli astronauti durante le missioni Artemis. Tuttavia, il percorso del video dall’aereo all’ISS non è stato così semplice come si potrebbe presumere.
L’aereo utilizzato per il test era un Pilatus PC-12, una rinomata macchina monomotore famosa per le sue capacità. Equipaggiato con un terminale laser portatile, il Pilatus ha sorvolato il Lago Erie nella regione dei Grandi Laghi del Nord America. Da lì, ha diretto un raggio laser contenente il video verso una stazione ottica a terra a Cleveland. La trasmissione è poi continuata verso il NASA’s White Sands Test Facility a Las Cruces, New Mexico, prima di essere infine trasmessa nello spazio.
È importante notare che il raggio laser non era diretto direttamente alla ISS. Invece, era indirizzato verso il satellite Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Questo satellite, lanciato nel 2021, è attualmente posizionato a circa 22.000 miglia (35.400 km) dalla superficie terrestre, significativamente più lontano dell’orbita della ISS, che varia da 230 a 285 miglia (370 a 460 km).
Questo straordinario traguardo nella comunicazione ottica ci avvicina un passo di più all’instaurazione di un’infrastruttura di comunicazione robusta per le future missioni lunari. Con la capacità di trasmettere grandi quantità di dati, le comunicazioni laser detengono un immenso potenziale per rivoluzionare l’esplorazione spaziale e abilitare una connettività senza precedenti all’interno del nostro sistema solare.
[Photo: NASA Dave Ryan]
NASA Testa con Successo un Sistema di Comunicazione Laser sulla Stazione Spaziale Internazionale
In un esperimento innovativo, la NASA ha testato con successo un sistema di comunicazione laser sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L’esperimento ha coinvolto l’uso di un raggio laser per trasmettere e ricevere video, segnando un significativo avanzamento nella tecnologia delle comunicazioni spaziali.
Il segnale è stato trasmesso dalla Terra alla ISS, dove è stato ricevuto dal modem utente LCRD LEO Integrato e Terminale Amplificatore (ILLUMA-T). Questa tecnologia all’avanguardia, che è stata attaccata alla ISS come parte del Japanese Experiment Module-Exposed Facility (JEM-EF), ha svolto un ruolo cruciale nel successo dell’esperimento.
Per migliorare l’efficacia del sistema di comunicazione, la NASA ha anche adottato un nuovo protocollo di comunicazione chiamato High-Rate Delay Tolerant Networking (HDTN). Questo protocollo non solo penetra più efficacemente la copertura nuvolosa, ma vanta anche velocità quattro volte superiori rispetto ai protocolli attuali.
Sebbene l’ILLUMA-T non sia più installato sulla ISS, la NASA rimane impegnata a far progredire questo progetto. L’agenzia spaziale prevede di continuare a trasmettere video in 4K dall’aereo PC-12 verso il cielo, dimostrando la sua dedizione a spingere i confini della tecnologia di comunicazione spaziale.
L’obiettivo principale di questo progetto è fornire la tecnologia necessaria a supportare il programma Artemis. Questo include l’equipaggiamento degli astronauti con la capacità di trasmettere enormi quantità di dati di ricerca e partecipare a videoconferenze in alta definizione con persone sulla Terra.
Attualmente, la seconda missione del programma Artemis, che coinvolgerà esseri umani in orbita attorno alla Luna, è programmata per partire nel 2025. Successivamente, la Missione III, che vedrà gli astronauti atterrare sulla superficie lunare, è prevista per un anno dopo.
Questo esperimento di successo segna una pietra miliare significativa nella tecnologia di comunicazione spaziale. La dedizione della NASA a migliorare i sistemi di comunicazione contribuirà senza dubbio al successo delle future missioni e aprirà la strada a ulteriori esplorazioni oltre l’atmosfera terrestre.
