La comunicazione tra la Terra e lo spazio profondo potrebbe essere rivoluzionata grazie a un esperimento condotto dalla NASA. Il Deep Space Optical Communications (DSOC), un dispositivo a bordo della sonda Psyche, ha inviato con successo un messaggio tramite un raggio laser dalla distanza più lontana mai raggiunta, superando persino la Luna. Questo risultato potrebbe trasformare il modo in cui le astronavi comunicano.
Il DSOC ha inviato un raggio laser infrarosso codificato con dati di prova dalla sua posizione a circa 16 milioni di chilometri di distanza dalla Terra, ovvero circa 40 volte più lontano della Luna, al telescopio Hale presso l’Osservatorio di Palomar della Caltech in California. Questa è la dimostrazione più lontana di comunicazione ottica mai realizzata.
Il DSOC è un esperimento tecnologico della durata di due anni che viaggia a bordo della sonda Psyche, diretta verso l’asteroide Psyche. Grazie a una manovra estremamente precisa, il DSOC è riuscito a puntare il suo raggio laser verso l’osservatorio di Caltech, distante 130 chilometri, grazie al segnale laser di JPL, l’osservatorio di Table Mountain. Questo risultato è stato definito come “prima luce” e rappresenta uno dei molti traguardi critici che il DSOC dovrà raggiungere nei prossimi mesi.
La comunicazione ottica è stata utilizzata in passato per inviare messaggi dall’orbita terrestre, ma questa è la distanza più lontana mai raggiunta tramite raggi laser. La comunicazione laser può trasmettere grandi quantità di dati a velocità senza precedenti, codificando un segnale ottico che può essere ricevuto tramite raggi infrarossi invisibili all’occhio umano.
La NASA di solito utilizza onde radio per comunicare con le missioni al di là della Luna, ma i raggi laser hanno il vantaggio di poter trasmettere molte più informazioni in onde molto più strette. Secondo la NASA, il DSOC mira a raggiungere velocità di trasmissione 10-100 volte superiori rispetto ai sistemi di comunicazione radio attuali.
La possibilità di trasmettere più dati consentirà alle future missioni di portare strumenti scientifici ad alta risoluzione e di comunicare più velocemente durante le missioni nello spazio profondo, ad esempio con lo streaming video dalla superficie di Marte.
Tuttavia, ci sono ancora alcune sfide da affrontare. Più lunga è la distanza che il segnale ottico deve percorrere, più difficile diventa, poiché richiede una precisione estrema per puntare il raggio laser. Inoltre, il segnale dei fotoni si indebolisce man mano che viaggia, impiegando più tempo per raggiungere la sua destinazione e creando ritardi nella comunicazione.
Durante il test del 14 novembre, i fotoni impiegavano circa 50 secondi per viaggiare da Psyche alla Terra. Quando Psyche raggiungerà la sua distanza massima, impiegheranno circa 20 minuti per tornare indietro, un tempo sufficiente affinché sia la Terra che la sonda si siano spostate. Pertanto, i laser di entrambi i dispositivi dovranno adattarsi a questo cambiamento di posizione.
Finora, la dimostrazione tecnologica ha ottenuto un grande successo. “Il test è stato il primo a coinvolgere completamente i dispositivi a terra e il trasmettitore di volo, richiedendo un lavoro di squadra tra i team di DSOC e Psyche”, ha dichiarato Meera Srinivasan, responsabile delle operazioni per il DSOC presso il JPL. “È stata una sfida formidabile e abbiamo ancora molto lavoro da fare, ma per un breve periodo siamo riusciti a trasmettere, ricevere e decodificare alcuni dati”.
Scambiare “bit di luce” con lo spazio profondo potrebbe rappresentare il futuro rivoluzionario di come ci comunichiamo nell’esplorazione spaziale.