A humanidade está se preparando para um emocionante retorno à Lua, e desta vez, o plano é permanecer lá e usá-la como uma plataforma de lançamento para futuras explorações espaciais. No entanto, para tornar esse objetivo ambicioso uma realidade, precisamos revolucionar nossos sistemas de comunicação.
Atualmente, a exploração espacial depende fortemente de comunicações por ondas de rádio. Embora esse método seja eficaz, ele tem suas limitações. As ondas de rádio podem transmitir apenas uma quantidade limitada de dados a uma velocidade relativamente rápida. As demandas do programa de exploração lunar Artemis e das futuras missões superam em muito o que as ondas de rádio podem suportar.
Para enfrentar esse desafio, a NASA tem explorado o potencial das comunicações ópticas, que utilizam lasers para a transmissão de dados. Vários projetos e programas estão em andamento, tanto na Terra quanto no espaço, para aproveitar o poder dos lasers para a comunicação interestelar.
Uma das principais vantagens dos sistemas de comunicação a laser em relação às ondas de rádio é a sua capacidade de transmitir volumes de dados significativamente maiores. Dependendo do sistema específico utilizado, as comunicações ópticas podem entregar de dez a 100 vezes mais dados do que a frequência de rádio.
Em uma conquista sem precedentes, a NASA anunciou recentemente a transmissão bem-sucedida de um vídeo em 4K de uma aeronave para a Estação Espacial Internacional (ISS) utilizando um sistema de comunicação óptica. Embora o conteúdo do vídeo permaneça não divulgado, este marco representa um passo crucial para equipar o programa Artemis com as ferramentas necessárias para o sucesso.
O teste foi um esforço colaborativo entre cientistas do Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland e do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL). O objetivo principal era desenvolver uma nova tecnologia que possibilitasse a cobertura ao vivo de astronautas durante as missões Artemis. No entanto, a jornada do vídeo da aeronave até a ISS não foi tão simples quanto se poderia supor.
A aeronave utilizada para o teste foi um Pilatus PC-12, uma renomada máquina monomotor conhecida por suas capacidades. Equipado com um terminal laser portátil, o Pilatus sobrevoou o Lago Erie na região dos Grandes Lagos da América do Norte. De lá, direcionou um feixe de laser contendo o vídeo para uma estação óptica terrestre em Cleveland. A transmissão continuou então para a instalação de testes White Sands da NASA em Las Cruces, Novo México, antes de finalmente ser enviada para o espaço.
Vale ressaltar que o feixe de laser não foi direcionado diretamente para a ISS. Em vez disso, foi direcionado para o satélite Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Este satélite, lançado em 2021, está atualmente posicionado a aproximadamente 22.000 milhas (35.400 km) da superfície da Terra, significativamente mais longe do que a órbita da ISS, que varia de 230 a 285 milhas (370 a 460 km).
Esta conquista inovadora em comunicação óptica nos aproxima de estabelecer uma infraestrutura de comunicação robusta para futuras missões lunares. Com a capacidade de transmitir grandes quantidades de dados, as comunicações a laser possuem um imenso potencial para revolucionar a exploração espacial e permitir uma conectividade sem precedentes dentro do nosso sistema solar.
[Foto: NASA Dave Ryan]
NASA Testa com Sucesso Sistema de Comunicação a Laser na Estação Espacial Internacional
Em um experimento inovador, a NASA testou com sucesso um sistema de comunicação a laser na Estação Espacial Internacional (ISS). O experimento envolveu o uso de um feixe de laser para entregar e receber vídeo, marcando um avanço significativo na tecnologia de comunicação espacial.
O sinal foi transmitido da Terra para a ISS, onde foi recebido pelo Modem e Terminal Amplificador de Usuário LCRD LEO Integrado (ILLUMA-T). Esta tecnologia de ponta, que foi anexada à ISS como parte do Módulo de Experimento Japonês – Instalação Exposta (JEM-EF), desempenhou um papel crucial no sucesso do experimento.
Para melhorar a eficácia do sistema de comunicação, a NASA também empregou um novo protocolo de comunicação chamado High-Rate Delay Tolerant Networking (HDTN). Este protocolo não apenas penetra na cobertura de nuvens de forma mais eficaz, mas também possui velocidades quatro vezes mais rápidas em comparação com os protocolos atuais.
Embora o ILLUMA-T não esteja mais instalado na ISS, a NASA continua comprometida em avançar com este projeto. A agência espacial planeja continuar transmitindo vídeo 4K da aeronave PC-12 para os céus, demonstrando sua dedicação em expandir os limites da tecnologia de comunicação espacial.
O objetivo principal deste projeto é fornecer a tecnologia necessária para apoiar o programa Artemis. Isso inclui equipar os astronautas com a capacidade de transmitir vastas quantidades de dados de pesquisa e participar de videoconferências em alta definição com indivíduos na Terra.
Atualmente, a segunda missão do programa Artemis, que envolverá humanos orbitando a Lua, está programada para partir em 2025. Após isso, a Missão III, que verá os astronautas pousando na superfície lunar, está planejada para partir um ano depois.
Este experimento bem-sucedido marca um marco significativo na tecnologia de comunicação espacial. A dedicação da NASA em avançar os sistemas de comunicação certamente contribuirá para o sucesso das futuras missões e abrirá caminho para mais explorações além da atmosfera da Terra.
