Un sistema de comunicación por láser desarrollado por la NASA (Lasercom) fue noticia en 2013 cuando se demostraron descargas y cargas de datos de y hacia la luna a velocidades récord. Ahora, un físico óptico de la NASA dice que puede lograr esas mismas velocidades – además de proporcionar mediciones de alta precisión de distancia y velocidad nunca antes alcanzadas – todo desde el mismo paquete relativamente pequeño.

Foto de Portada Guan Yang (derecha) y su asociado de investigación, Wei Lu, posan frente al panel de control prototipo del comunicador laser que han creado para demostrar la velocidad de descarga de varios tipos de datos y de enlaces ascendentes, así como las mediciones de alta precisión de la distancia y velocidad, todo ello desde el mismo paquete relativamente pequeño.

Créditos: NASA / W. Hrybyk

Bajo la denominación de Sistema de Navegación y Comunicación Óptica Espacial la placa de pruebas ( denominada protoboard en electrónica) está formada por componentes disponibles en tiendas de electrónica que simulan dos terminales una terrestre y otra espacial. El protoboard ha demostrado recientemente en las pruebas de laboratorio que podría proporcionar las mediciones a nivel micrométrico de la distancia y de velocidad en un enlace de comunicación láser de 622 megabits por segundo (Mbps).

Avances en las comunicaciones, navegación y Ciencia

«Combinado con ancho de banda de comunicación grande, la capacidad de transmisión a través de una red de comunicaciones ópticas de alta precisión traerá importantes avances en la navegación y las comunicaciones, por no hablar de la recogida de datos científicos, especialmente en el campo de la geodesia,» dijo el desarrollador de tecnología Guan Yang, Físico óptico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. (La geodesia es la ciencia de la medición de las variaciones en el campo gravitacional de la Tierra causadas por el cambio de la masa terrestre.) Y debido a su diminuto tamaño, » también permitirá el uso en los llamados CubeSats», “un bus espacial” cada vez más utilizado que por lo general no es más grande que una caja de zapatos.

Antecedentes

La prueba en tierra fue similar a otra denominada Lunar Laser Communication realizada a finales de 2013 a bordo de otro experimento Lasercom desarrollado por Goddard y alojado en el Explorador de polvo ambiental y Atmósfera Lunar de la NASA (LADEE por sus siglas en inglés). En ella se consiguió bajar y subir datos desde y hacia la órbita lunar a 622 megabits por segundo (Mbps) y 20 Mbps respectivamente. También utilizaron el sistema Lasercom de LLCD para descargar los datos científicos de naves espaciales y satélites, tardando sólo cuatro minutos, una hazaña que habría tomado varios días usando solamente el sistema de radio de a bordo de LADEE a 50 kilobits por segundo.

Pero antes de que la misión LLCD pudiese romper los records de transmisión de datos, era necesario conocer la velocidad de la nave espacial LADEE mientras orbitaba la Luna, así como su distancia de los terminales de tierra de LLCD. Un reto que presentaban las comunicaciones por láser que llevan los datos incrustados es que necesitan saber con mucha precisión la velocidad y distancia que separa al receptor del emisor, así como la posición exacta de este último.

Y el LLCD lo consiguió. Consiguió reunir mediciones de velocidad con una precisión superior a los 10 milímetros por segundo; sus cálculos de posición eran precisos dentro de un rango de 12 milímetros, las mejores mediciones jamás registradas en distancias lunares.

Mejorando el LLCD

El nuevo transceptor miniaturizado Lasercom de Yang, sin embargo, mejoró la precisión del LLCD en varios órdenes de magnitud en las pruebas de laboratorio. Además de transmitir datos a la velocidad sin precedentes del LLCD de 622 Mbps, midió la velocidad dentro de una precisión de menos de 10 micrómetros por segundo y distancias dentro de los 20 micrómetros.

«Este sistema abre un nuevo camino para llevar a cabo todo tipo de misiones científicas», dijo Yang, quien aunque satisfecho con los resultados de las pruebas, ahora quiere mejorar aún más la tecnología y, finalmente, hacerla volar en un CubeSat. «La prueba demostró el concepto y la precisión en el laboratorio. Ahora estoy hablando con la comunidad científica para encontrar una aplicación. Estamos apuntando a una oportunidad de CubeSat »

Editor: Lynn Jenner- NASA