Artemis 2 se comunicará usando lasers espaciais

Apr 16, 2023

Quando o imponente foguete do Sistema de Lançamento Espacial da NASA for lançado em novembro de 2024 (se tudo correr como planejado), a missão Artemis 2 levará quatro astronautas e um dispositivo de comunicação de ponta tão vital quanto os sistemas de suporte de vida da nave.

Por mais de uma década, a agência espacial trabalhou para desenvolver um novo método de comunicação baseado em lasers infravermelhos, para substituir seus antigos e volumosos sistemas de rádio, que transmitem a uma fração da taxa. Uma vez no espaço, o "O2O", o Sistema de Comunicação Óptica Orion Artemis 2 servirá como o principal elo da tripulação para o Centro de Controle de Missão da NASA em Houston.

Artemis não vai pousar na lua - a espaçonave Orion é capaz de reentrar na atmosfera e mergulhar em um oceano terrestre, mas não pousar em terra sólida. Ele voará ao redor da lua, alcançando 40.000 milhas de distância, enquanto transmite gigabytes de imagens da lua de volta para a Terra. O O2O pode transmitir o equivalente a cerca de 30 streaming de filmes HD ao mesmo tempo.

“A ideia é ter transmissões de vídeo de alta definição de e para a Lua por meio de links de laser”, disse o gerente de projetos da NASA, Steven Horowitz, em um comunicado à imprensa. “Se você se lembra das imagens da missão Apollo, elas eram granuladas e difíceis de ver, mas o O2O permitirá que os astronautas do Artemis enviem vídeos e imagens significativamente mais vívidos e detalhados”.

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Uma vez que as vidas humanas dependerão, até certo ponto, desse novo modo de comunicação em condições extremas, os engenheiros passaram muitos anos aperfeiçoando-o. O primeiro grande marco ocorreu em 2013, quando o Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) em forma de lata de refrigerante voou para a lua e transmitiu de volta à Terra usando lasers.

Em 18 de outubro de 2013, a pequena nave robótica conectou-se por laser a uma estação terrestre no Complexo White Sands da NASA em Las Cruces, Novo México, e enviou um fluxo de vídeo de alta definição de e para a lua.

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Agora que a comunicação a laser demonstrou sua utilidade, a NASA começou a lançar uma nova infraestrutura de laser na órbita da Terra, para enviar e receber mensagens e estudar a nova tecnologia. Entre 2014 e 2017, a Estação Espacial Internacional (ISS) hospedou um sistema, OPALS (The Optical Payload for Lasercomm Science) que se comunicava a laser com a Terra, começando com um fluxo HD que dizia: "Hello World!"

A NASA também lançou um punhado de pequenos satélites a laser e um importante retransmissor capaz de receber mensagens e enviá-las às estações receptoras da agência. Para evitar a cobertura de nuvens, a NASA construiu as instalações (que se assemelham a pequenos observatórios) no Havaí, Califórnia e Novo México, onde os telescópios identificam a luz infravermelha próxima.

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O O2O contém um pequeno telescópio de 4 polegadas e um modem para processamento de dados, componentes que já passaram por rigorosos testes em "mesa agitadora" e em câmaras de vácuo. O modem transforma dados brutos de computador em padrões de luz e vice-versa – semelhante a como os antigos modems de computador dial-up transformavam longos sites em som.

Os membros da tripulação usarão o link de alta velocidade para receber instruções e transmitir resultados experimentais e, como os astronautas da ISS, terão a capacidade de transmitir imagens de si mesmos para a Internet baseada na Terra.

Não espere que a comunicação a laser ultrapasse as redes de fibra óptica tão cedo - até o momento, a primeira requer satélites para retransmitir mensagens ou uma linha clara de luz.

Um sistema semelhante pode ser útil na computação quântica, que não pode usar cabos de fibra ótica em longas distâncias. Um novo detector de fótons desenvolvido por pesquisadores do JPL pode fornecer a extrema sensibilidade necessária.

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