La NASA usa láseres para enviar información hacia y desde la Tierra, empleando rayos invisibles para atravesar los cielos, enviando terabytes de datos (imágenes y videos) para aumentar nuestro conocimiento del universo. Esta capacidad se conoce como comunicaciones láser u ópticas, aunque estos rayos infrarrojos seguros para los ojos no pueden ser vistos por los ojos humanos.

"Estamos encantados con la promesa que ofrecerán las comunicaciones láser en los próximos años", dice Badri Younes, administrador asociado adjunto y director del programa de Comunicaciones y Navegación Espaciales (SCaN) en la sede de la NASA en Washington. "Estas misiones y demostraciones marcan el comienzo de la nueva Década de la Luz de la NASA en la que la NASA trabajará con otras agencias gubernamentales y el sector comercial para expandir drásticamente las futuras capacidades de comunicación para la exploración espacial y habilitar oportunidades económicas vibrantes y sólidas".

Los sistemas de comunicaciones láser brindan a las misiones mayores tasas de datos, lo que significa que pueden enviar y recibir más información en una sola transmisión en comparación con las ondas de radio tradicionales. Además, los sistemas son más ligeros, más flexibles y más seguros. Las comunicaciones por láser pueden complementar las comunicaciones por radiofrecuencia, que la mayoría de las misiones de la NASA utilizan en la actualidad.

Demostración de relé de comunicaciones láser (LCRD)

El 7 de diciembre de 2021, la Demostración de retransmisión de comunicaciones por láser (LCRD) se puso en órbita, a unas 22 000 millas de la Tierra, para probar las capacidades de las comunicaciones por láser. LCRD es la primera demostración de tecnología de la agencia de un sistema de relé láser de dos vías. Ahora que el LCRD está en órbita, los avances en comunicaciones láser de la NASA continúan.

Programa de experimentadores LCRD

En mayo de 2022, la NASA certificó que LCRD está listo para realizar experimentos. Estos experimentos están probando y refinando los sistemas láser, el objetivo general de la misión. Los experimentos proporcionados por la NASA, otras agencias gubernamentales, la academia y la industria están midiendo los efectos a largo plazo de la atmósfera en las señales de comunicaciones láser; evaluar la aplicabilidad de la tecnología para futuras misiones; y probar las capacidades del relé láser en órbita.

"Comenzaremos a recibir algunos resultados de experimentos casi de inmediato, mientras que otros son a largo plazo y tomará tiempo para que surjan tendencias durante el período de experimento de dos años de LCRD", dijo Rick Butler, líder del proyecto para el programa de experimentadores de LCRD en el vuelo espacial Goddard de la NASA. Centro en Greenbelt, Maryland. "LCRD responderá a las preguntas de la industria aeroespacial sobre las comunicaciones láser como una opción operativa para aplicaciones de gran ancho de banda".

"El programa todavía está buscando nuevos experimentos, y cualquiera que esté interesado debe comunicarse", dijo Butler. "Estamos aprovechando la comunidad de comunicaciones láser y estos experimentos mostrarán cómo funcionará la óptica para las organizaciones internacionales, la industria y el mundo académico".

La NASA continúa aceptando propuestas de nuevos experimentos para ayudar a refinar las tecnologías ópticas, aumentar el conocimiento e identificar futuras aplicaciones.

LCRD incluso transmitirá los datos enviados por el público poco después de su lanzamiento en forma de resoluciones de Año Nuevo compartidas con las cuentas de redes sociales de la NASA. Estas resoluciones se transmitirán desde una estación terrestre en California y se retransmitirán a través de LCRD a otra estación terrestre ubicada en Hawái como otra demostración más de las capacidades de LCRD.

Entrega de infrarrojos TeraByte (TBIRD)

Recientemente, después de LCRD, la carga útil TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) se lanzó el 25 de mayo de 2022, como parte de la misión Pathfinder Technology Demonstrator 3 (PTD-3), desde la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral en la misión de viaje compartido Transporter-5 de SpaceX. TBIRD exhibirá enlaces descendentes de datos de 200 gigabits por segundo, la velocidad óptica más alta jamás alcanzada por la NASA.

TBIRD continúa la infusión de comunicaciones ópticas de la NASA al demostrar los beneficios que las comunicaciones por láser podrían tener para las misiones científicas cercanas a la Tierra que capturan datos importantes e imágenes detalladas de gran tamaño. TBIRD está enviando terabytes de datos en un solo paso, demostrando los beneficios de un mayor ancho de banda y brindando a la NASA más información sobre las capacidades de las comunicaciones láser en satélites pequeños. ¡TBIRD es del tamaño de una caja de pañuelos!

"En el pasado, hemos diseñado nuestros instrumentos y naves espaciales en torno a la restricción de la cantidad de datos que podemos bajar o regresar del espacio a la Tierra", dijo Beth Keer, directora de proyectos de TBIRD. "Con las comunicaciones ópticas, estamos superando la cantidad de datos que podemos recuperar. Es realmente una capacidad que cambia el juego".

Terminal de amplificador y módem de usuario de órbita terrestre baja LCRD integrada (ILLUMA-T)

Lanzado a principios de 2023 en el baúl Dragon de la 27.ª misión de servicios de reabastecimiento comercial de SpaceX a la Estación Espacial Internacional, el terminal integrado de amplificador y módem de usuario de órbita terrestre baja LCRD (ILLUMA-T) traerá comunicaciones láser al laboratorio en órbita y empoderará a los astronautas que viven y trabajar allí con capacidades de datos mejoradas.

ILLUMA-T recopilará información de los experimentos a bordo de la estación y enviará los datos a LCRD a 1,2 gigabits por segundo. A este ritmo, se podría descargar una película de largometraje en menos de un minuto. LCRD luego transmitirá esta información a las estaciones terrestres en Hawái o California.

"ILLUMA-T y LCRD trabajarán juntos para convertirse en el primer sistema láser en demostrar la órbita terrestre baja a la órbita geosincrónica a los enlaces de comunicaciones terrestres", dijo Chetan Sayal, gerente de proyecto de ILLUMA-T en NASA Goddard.

Sistema de comunicaciones ópticas Orion Artemis II (O2O)

El Sistema de Comunicaciones Ópticas Orion Artemis II (O2O) traerá comunicaciones láser a la Luna a bordo de la nave espacial Orion de la NASA durante la misión Artemis II. O2O podrá transmitir imágenes y videos de alta resolución cuando los astronautas regresen a la región lunar por primera vez en más de 50 años. Artemis II será el primer vuelo lunar tripulado en demostrar tecnologías de comunicaciones láser, enviando datos a la Tierra con una velocidad de enlace descendente de hasta 260 megabits por segundo.

"Al infundir nuevas tecnologías de comunicaciones láser en las misiones de Artemis, estamos capacitando a nuestros astronautas con más acceso a los datos que nunca", dijo el gerente de proyectos de O2O, Steve Horowitz. "Cuanto más altas sean las tasas de datos, más información podrán enviar nuestros instrumentos a la Tierra y más ciencia podrán realizar nuestros exploradores lunares".

Los esfuerzos de comunicaciones láser de la NASA también se extienden al espacio profundo. Actualmente, la NASA está trabajando en una futura terminal que podría probar las comunicaciones láser en distancias extremas y restricciones de orientación desafiantes.

Ya sea que lleve comunicaciones láser a misiones cercanas a la Tierra, a la Luna o al espacio profundo, la infusión de sistemas ópticos será parte integral de las futuras misiones de la NASA. Las velocidades de datos más altas de las comunicaciones láser permitirán que las misiones científicas y de exploración envíen más datos a la Tierra y descubran más sobre el universo. La NASA podrá usar información de imágenes, videos y experimentos para explorar no solo la región cercana a la Tierra, sino también para prepararse para futuras misiones a Marte y más allá. + Explora más

La próxima demostración de comunicaciones láser de la NASA instalada e integrada