Comunicaciones ópticas, transmitir datos mediante láseres infrarrojos, tiene el potencial de ayudar a la NASA a devolver más datos a la Tierra que nunca. Los beneficios de esta tecnología para las misiones de exploración y ciencias de la Tierra son enormes. En apoyo de una misión para demostrar esta tecnología, La NASA completó recientemente la instalación de su estación terrestre óptica más nueva en Haleakala, Hawai.

La estación terrestre de última generación, llamada Optical Ground Station 2 (OGS-2), es la segunda de dos estaciones terrestres ópticas que se construirán y que recopilarán datos transmitidos a la Tierra por la Demostración de retransmisiones de comunicaciones láser (LCRD) de la NASA. Lanzamiento a principios de 2021, esta misión pionera será el eje del primer sistema operativo de retransmisión de comunicaciones ópticas de la NASA. Mientras que otros esfuerzos de la NASA han utilizado comunicaciones ópticas, Este será el primer sistema de retransmisión de la NASA que utilice completamente ópticas, dando a la NASA la oportunidad de probar este método de comunicación y aprender lecciones valiosas de su implementación. Los satélites de retransmisión crean vínculos de comunicación críticos entre las misiones científicas y de exploración y la Tierra, permitiendo que estas misiones transmitan datos importantes a los científicos y administradores de misiones en sus países de origen.

Si bien las comunicaciones ópticas brindan a las misiones muchas ventajas, puede verse interrumpido por interferencias atmosféricas como las nubes. OGS-2 fue elegido para ubicarse en Hawái debido a sus cielos despejados, pero aún puede ocurrir mal tiempo. En un día nublado LCRD tendría que esperar antes de transmitir datos. Para evitar retrasos, los servicios pueden transferirse a otra estación terrestre desarrollada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA; OGS-1, ubicado en Table Mountain, California. Para monitorear la cobertura de la nube y determinar si se necesita OGS-1, El socio comercial Northrop Grumman proporcionó una estación de monitoreo atmosférico que observa las condiciones climáticas en el sitio. Esta estación de monitoreo funciona de manera casi autónoma las 24 horas del día, siete días a la semana.

LCRD y OGS-2 demostrarán las numerosas capacidades de óptica, o láser, comunicaciones para su uso como relé de comunicaciones. Las comunicaciones ópticas proporcionan importantes beneficios para las misiones, incluyendo aumentos de velocidad de datos de 10 a 100 veces más que los sistemas de comunicaciones por radiofrecuencia comparables. Este aumento significa datos de mayor resolución para misiones, dando a los científicos una visión mucho más detallada de nuestro planeta y sistema solar. Los beneficios también incluyen menores necesidades de energía, tamaño y peso, lo que significa una mayor duración de la batería, más espacio para instrumentos adicionales en las naves espaciales y posibles ahorros de costos en el lanzamiento debido a cargas útiles más ligeras.

"LCRD y sus estaciones terrestres demostrarán las comunicaciones ópticas como un relé, lo que significa que las misiones podrán transmitir datos desde puntos en su órbita sin una línea de visión directa de las estaciones terrestres, "dijo Dave Israel, Investigador principal de LCRD en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "En 2013, La demostración de comunicación láser lunar de la NASA estableció un récord de ancho de banda de comunicaciones espaciales desde la Luna utilizando comunicaciones ópticas con un sistema que requiere una línea de visión directa ".

La red espacial de la NASA gestiona la integración de OGS-2, prueba y operaciones y eventualmente operará LCRD. La Red Espacial supervisa una constelación de satélites de comunicaciones de la NASA, conocidos como satélites de seguimiento y retransmisión de datos, y sus estaciones terrestres asociadas, que incluye el complejo White Sands en White Sands, Nuevo Mexico. La red proporciona servicios de comunicaciones continuas a misiones en órbita terrestre baja a través de radiofrecuencia. Si bien la radiofrecuencia seguirá teniendo utilidad en las comunicaciones espaciales en el futuro, las crecientes necesidades de comunicaciones de muchas misiones requieren mayores velocidades de datos.

La instalación de OGS-2 fue un esfuerzo de colaboración entre el gobierno, Instituciones comerciales y académicas. El Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts proporcionó la terminal de prueba y diagnóstico, que consta de tres partes:un subsistema óptico, subsistema digital y electrónica del controlador. Los tres componentes envían, recibir y procesar señales ópticas hacia y desde LCRD.

Comunicaciones ópticas, mediante el desarrollo de LCRD y sus dos terminales de tierra, podría tener impactos de gran alcance para el conocimiento futuro de la Tierra y nuestro sistema solar. Spacecraft equipped with optical communications systems will effectively allow enhanced data, such as high-resolution video, to be brought back down to Earth faster, thanks to increased data rates. With this data, scientists will get a closer look at our universe with the potential to uncover exciting new discoveries.