Artemis 2 comunicherà utilizzando laser spaziali

Apr 16, 2023

Quando l’imponente razzo Space Launch System della NASA verrà lanciato nel novembre 2024 (se tutto andrà come previsto), la missione Artemis 2 trasporterà quattro astronauti e un dispositivo di comunicazione all’avanguardia, vitale quanto i sistemi di supporto vitale del velivolo.

Per più di un decennio, l’agenzia spaziale ha lavorato per sviluppare un nuovo metodo di comunicazione basato sui laser a infrarossi, per sostituire i suoi vecchi e ingombranti sistemi radio, che trasmettono a una velocità molto inferiore. Una volta nello spazio, l'"O2O", il sistema di comunicazione ottica Orion Artemis 2, fungerà da collegamento principale dell'equipaggio al Mission Control Center della NASA a Houston.

Artemis non atterrerà sulla Luna: la navicella spaziale Orion è in grado di rientrare nell'atmosfera e di atterrare su un oceano terrestre, ma non di atterrare su una terraferma. Volerà intorno alla Luna, raggiungendo 40.000 miglia di distanza da essa, trasmettendo gigabyte di filmati lunari sulla Terra. L'O2O può trasmettere l'equivalente di circa 30 film in streaming HD contemporaneamente.

"L'idea è quella di avere trasmissioni video ad alta definizione da e verso la Luna tramite collegamenti laser", afferma Steven Horowitz, Project Manager della NASA, in un comunicato stampa. "Se ricordate le immagini della missione Apollo, erano sgranate e difficili da vedere, ma O2O consentirà agli astronauti di Artemis di inviare video e immagini significativamente più vividi e dettagliati."

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Poiché la vita umana dipenderà, in una certa misura, dalla resistenza di questa nuova modalità di comunicazione in condizioni estreme, gli ingegneri hanno trascorso molti anni a perfezionarla. Il primo traguardo importante è arrivato nel 2013, quando il Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) a forma di lattina di soda è volato sulla Luna e ha trasmesso i dati sulla Terra utilizzando i laser.

Il 18 ottobre 2013, la piccola imbarcazione robotica si è collegata tramite laser a una stazione di terra presso il White Sands Complex della NASA a Las Cruces, nel New Mexico, e ha inviato flussi video ad alta definizione da e verso la luna.

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Ora che la comunicazione laser aveva dimostrato la sua utilità, la NASA iniziò a lanciare nuove infrastrutture laser nell'orbita terrestre, per inviare e ricevere messaggi e studiare la nuova tecnologia. Tra il 2014 e il 2017, la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ha ospitato un sistema, OPALS (The Optical Payload for Lasercomm Science) che comunicava tramite laser con la Terra, iniziando con un flusso HD che diceva: "Hello World!"

La NASA ha anche lanciato una manciata di piccoli satelliti laser e un importante relè in grado di ricevere messaggi e inviarli alle stazioni riceventi dell'agenzia. Per evitare la copertura nuvolosa, la NASA ha costruito strutture (che assomigliano a piccoli osservatori) alle Hawaii, in California e nel Nuovo Messico, dove i telescopi individuano la luce del vicino infrarosso.

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L'O2O contiene un piccolo telescopio da 4 pollici e un modem per l'elaborazione dei dati, componenti che sono già stati sottoposti a test rigorosi su una "tavola vibrante" e in camere a vuoto. Il modem trasforma i dati grezzi del computer in schemi luminosi e viceversa, in modo simile a come i vecchi modem per computer dial-up trasformavano lunghi siti Web in suono.

I membri dell'equipaggio utilizzeranno il collegamento ad alta velocità per ricevere istruzioni e trasmettere risultati sperimentali e, come gli astronauti sulla ISS, avranno la capacità di trasmettere immagini di se stessi all'Internet terrestre.

Non aspettatevi che la comunicazione laser superi presto le reti in fibra ottica: ad oggi, la prima richiede che i satelliti trasmettano messaggi o una linea di luce libera.

Un sistema simile potrebbe essere utile nell’informatica quantistica, che non può utilizzare cavi in ​​fibra ottica su lunghe distanze. Un nuovo rilevatore di fotoni sviluppato dai ricercatori del JPL potrebbe fornire l'estrema sensibilità necessaria.

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