Transmissão a laser pode acelerar em até 100x a comunicação entre Terra e espaço

Transmissão a laser pode acelerar em até 100x a comunicação entre Terra e espaço

Por Gustavo Minari | Editado por Patrícia Gnipper | 19 de Maio de 2021 às 14h50
Reprodução/NASA

Os cientistas da NASA estão prontos para começar os testes com um novo tipo de comunicação a laser — a Demonstração de Relé de Comunicação a Laser (LCRD, na sigla em inglês). O sistema óptico utiliza raios de luz infravermelha para transportar uma quantidade muito maior de dados entre a Terra e o espaço na comparação com a radiofrequência.

Com este tipo de comunicação, os pesquisadores pretendem acelerar o processo de transferência de informações durante as missões, fazendo com que seja mais fácil enviar e receber registros dos centros de controle terrestres.

“O LCRD demonstrará todas as vantagens do uso de sistemas a laser e nos permitirá aprender como usá-los da melhor forma operacional. Com isso, podemos começar a implementar comunicações a laser em mais missões, tornando-as uma forma padronizada para troca de dados”, explica o pesquisador David Israel.

Laser x radiofrequência

A NASA envia dados para o espaço utilizando sistemas de radiofrequência desde os anos 1950. Essa comunicação é feita de uma forma muito parecida com a que ocorre nos rádios dos carros, só que multiplicada por milhares ou milhões de quilômetros de distância.

No sistema a laser, essa transmissão promete taxas de transferência de 10 a 100 vezes maiores do que as alcançadas pelas ondas de rádio. Para se ter ideia dessa capacidade, um mapa completo de Marte levaria nove semanas para ser transmitido à Terra usando os sistemas atuais. Com a comunicação óptica, esse tempo cairia para aproximadamente nove dias, revela a agência espacial dos Estados Unidos.

Diferença entre as taxas de dados transmitidas por laser e radiofrequência (Imagem: Reprodução/NASA)

Outra vantagem é que os equipamentos a laser consomem menos energia, são menores e pesam muito menos. Esses fatores são fundamentais para que os engenheiros possam viabilizar as missões espaciais, levando em consideração dispositivos mais leves e compactos.

Ondas de luz

A luz infravermelha, a mesma que faz o controle remoto funcionar, nada mais é do que uma radiação eletromagnética com comprimentos de onda diferentes. Durante as missões espaciais, os astronautas modulam os dados em sinais eletromagnéticos para transmiti-los à Terra.

Ao usar luz infravermelha para fazer essa comunicação, os dados podem ser compactados de forma mais eficiente do que utilizando as ondas de rádio. Mesmo que os sistemas a laser não sejam mais rápidos, a compactação faz com que a quantidade de dados transmitida seja muito maior.

Como os terminais de comunicação a laser utilizam feixes mais estreitos do que os sistemas por radiofrequência, os engenheiros esperam ter mais segurança para lidar com problemas de interferências e interceptações de informações sigilosas.

Apesar das vantagens, um telescópio de comunicação a laser precisa ser extremamente preciso. Segundo os pesquisadores, um desvio mínimo de apenas alguns graus pode fazer com que o alvo não seja atingido, impossibilitando a transferência de dados.

Os testes

O LCRD, que deve ser lançado no dia 23 de junho, passará os próximos dois anos na órbita geossíncrona da Terra, a cerca de 35 mil quilômetros da superfície. Os testes serão focados na capacidade de comunicação para refinar o uso do laser na transmissão de dados em tempo real.

Nas estações terrestres da Califórnia e do Havaí, os pesquisadores vão avaliar a possível interferência de condições climáticas e atmosféricas, já que o laser tem uma certa dificuldade para atravessar camadas espessas de nuvens.

Representação do receptor óptico usado pelo LCRD (Imagem: Reprodução/NASA)

Se tudo correr bem, o primeiro usuário do novo sistema será um modem integrado ao terminal amplificador de órbita baixa da NASA, que deve ser lançado em 2022. O equipamento será capaz de transmitir e receber dados científicos de instrumentos a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) a uma velocidade de 1,2 gigabit por segundo.

Fonte: NASA

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