El láser que quiere revolucionar las comunicaciones espaciales ya está en órbita

comunicación láser en el espacio, así es el LCRD

Si me hiciese un selfi en Marte, ¿cuánto tiempo tardaría en llegarle a mi familia terrícola? Depende de muchos factores. En general, entre 30 minutos y varias horas.

Y eso mientras estemos enviando una imagen en baja resolución, que pese menos de un mega a ser posible. Pensar en una videollamada o en un directo en streaming desde el planeta rojo es imposible. En la actualidad, la comunicación interplanetaria depende por completo de antenas de radio muy fiables, pero con sus limitaciones. Sin embargo, la NASA ya tiene en órbita el primer sistema de comunicación láser con el que quiere revolucionar la conectividad en el espacio.

Los mensajes de un róver marciano

El róver Perseverance es una de las piezas de tecnología espacial más avanzadas en funcionamiento. Cargado de cámaras, sensores e instrumentos de laboratorio, el vehículo ha tomado más de 100 000 imágenes durante el último año y ha recogido seis muestras del suelo y la atmósfera marcianas. Además, ha hecho volar un dron con éxito, Ingenuity, nada menos que 18 veces. Y ahora se encamina a explorar el delta de un antiguo río en busca de señales de vida pasada.

De esta misión ya te hemos hablado antes. Pero, ¿cómo hace para enviar toda la información que recaba a la Tierra? Perseverance tiene tres antenas. La principal es un sistema de frecuencia ultraalta capaz de transmitir datos a una velocidad de 2 Mbps. El problema es que no emite directamente a la Tierra, sino que envía su señal a una de las sondas en la órbita marciana y, desde allí, se envía a nuestro planeta. En función de la posición del róver y la sonda, los mensajes pueden llegar a retrasarse varias horas.

Las otras dos antenas sí pueden transmitir directamente a la Tierra, aunque solo una lo hace habitualmente. Se trata de una antena de alta ganancia desarrollada en España capaz de enviar y recibir datos a una velocidad de entre 0,1 y 0,5 Mbps. El problema que tienen ambos sistemas es que necesitan que la Tierra esté visible en el cielo marciano para poder dirigir sus antenas, por lo que el grueso de comunicaciones se lleva a cabo a través de las sondas en órbita.

¿Qué es el LCRD?

sistema de comunicación láser en el espacio

Las ondas de radio nos han permitido ver el primer vuelo en Marte y disfrutar de muchas puestas de sol en el planeta rojo. Y también fueron las que nos dejaron contemplar los primeros pasos del ser humano sobre la Luna (con unos cuantos segundos de retraso). Sin embargo, cuando volvamos a caminar sobre nuestro satélite dentro de unos años, quizá lo que veamos se parezca más a un streaming en 4K que a una imagen pixelada.

El sistema que lo hará posible ya está en órbita desde el pasado mes de diciembre. El LCRD (siglas en inglés de demostración del retransmisor de comunicaciones láser) es un experimento que pondrá a prueba las comunicaciones espaciales del futuro. Mediante el empleo de infrarrojos, será capaz de enviar datos a una velocidad de 1,2 Gbps, mucho más rápido que la mayoría de conexiones que tenemos en casa. Esta tecnología permitirá transmitir información entre 10 y 100 veces más rápido que los sistemas actuales.

Las comunicaciones láser en el espacio ya se pusieron a prueba en 2013. Entonces, el Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer logró enviar datos de forma estable desde la órbita de la Luna, a 385 000 kilómetros de distancia, hasta la Tierra. Lo hizo a una velocidad media de 622 Mbps. Ahora, el LCRD, alojado en el satélite STPSat-6 a unos 35 000 kilómetros de la superficie terrestre, pondrá a prueba sus capacidades durante dos años de experimentos.

¿Cómo funcionará la comunicación láser en el espacio?

la estación espacial internacional conectada a la Tierra

Los sistemas de radiofrecuencia han servido a la comunicación espacial durante décadas. Son fiables y es poco probable que desaparezcan en el futuro cercano. Sin embargo, a medida que los instrumentos de las misiones espaciales han ido mejorando, se ha hecho necesario desarrollar sistemas que puedan transmitir más datos a mayor velocidad. Aquí es donde entra la comunicación láser.

Tal como explican desde la NASA, la luz infrarroja invisible tiene una longitud de onda más corta que las ondas de radio, lo que permite transmitir más datos a la vez y a mayor velocidad. A modo de ejemplo, señalan que hoy por hoy se necesitarían nueve semanas para transmitir un mapa completo de la superficie de Marte hasta la Tierra (por las limitaciones de capacidad). Con sistemas de comunicación láser, este tiempo se reduciría a nueve días.

El objetivo final del LCRD es convertirse en el canalizador de los mensajes láser que llegan desde el espacio para transmitirlos después a dos estaciones terrestres ubicadas en California y Hawái (Estados Unidos). La primera gran prueba para el LCRD será una comunicación con ILLUMINA-T, otro sistema láser instalado en la Estación Espacial Internacional.

Eso sí, a largo plazo parece poco probable que el infrarrojo sustituya a la radiofrecuencia para enviar datos en distancias cortas (desde una escala espacial) la Tierra. El principal problema del láser es su dificultad para penetrar obstáculos, incluso nubes densas. Sin embargo, para largas distancias libres de barreras, como los millones de kilómetros de vacío que nos separan del resto de mundos solares, el infrarrojo es la gran esperanza de las comunicaciones espaciales.

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Imágenes | NASA 1, NASA 2, ESA/Riccardo Guasco

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