Per l'esplorazione dello spazio interplanetario è fondamentale sviluppare tecnologie in grado di trasmettere messaggi su distanze maggiori, in questo caso circa 40 volte la distanza tra la Terra e la Luna.
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La NASA e la sonda Psyche sono in prima linea in questa svolta. Nel novembre 2023 ha dimostrato l’uso dei laser per coprire quasi 16 milioni di chilometri, con l’obiettivo di testare le capacità delle comunicazioni ottiche.
La nuova tecnologia della comunicazione
La missione è iniziata con la navicella spaziale Psyche della NASA, che mirava a dimostrare la fattibilità del Deep Space Optical Communications Experiment (DSOC). Questo esperimento prevedeva l'invio di un laser a infrarossi codificato con i dati di test dal satellite al telescopio Hale presso l'Osservatorio Palomar del Caltech a San Diego, in California.
Il DSOC è uno degli strumenti chiave a bordo della sonda Psyche, lanciata nell'ottobre 2023 a bordo di un razzo SpaceX Falcon Heavy. La sua destinazione è un asteroide metallico omonimo in orbita tra Marte e Giove, con l'obiettivo di studiarne la composizione, oltre a dimostrare questa tecnologia di comunicazione oltre la Luna.
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Secondo la NASA, questa dimostrazione tecnologica ha raggiunto la “prima luce” nelle prime ore del 14 novembre 2023. A quel tempo, il ricetrasmettitore laser di volo della sonda, in grado di inviare e ricevere segnali nel vicino infrarosso, era collegato a un potente faro laser emesso dalla struttura JPL di Table Mountain vicino a Wrightwood, in California.
Questo faro ha permesso al ricetrasmettitore di puntare il laser verso il basso verso il telescopio Hale di Palomar, situato a 130 chilometri a sud di Table Mountain, mentre i due sistemi automatizzati regolavano il loro allineamento.
La NASA ha sottolineato che questo è stato il primo test di comunicazione ottica nello spazio profondo, a differenza degli esperimenti condotti nell'orbita terrestre bassa e fino alla Luna.
Le sfide e le opportunità della tecnologia
Questa impresa è paragonabile all’utilizzo di un puntatore laser per tracciare una monetina in movimento a un miglio di distanza, perché dirigere un raggio laser a milioni di chilometri di distanza richiede una precisione straordinaria.
Una delle principali difficoltà incontrate durante questa dimostrazione è stata la necessità di compensare il tempo impiegato dalla luce per percorrere grandi distanze tra la navicella spaziale e la Terra.
Ad esempio, i fotoni laser del vicino infrarosso impiegano circa 50 secondi per viaggiare da Psiche alla Terra. Durante questo periodo, la navicella spaziale e il pianeta cambiarono posizione, costringendo entrambi i sistemi ad adattarsi costantemente.
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Uno degli obiettivi dell'esperimento era dimostrare velocità di trasmissione dati da 10 a 100 volte superiori a quelle raggiunte con i più moderni sistemi a radiofrequenza.
Mentre le comunicazioni radio e laser nel vicino infrarosso utilizzano entrambe onde elettromagnetiche per trasmettere dati, il laser nel vicino infrarosso compatta le informazioni in onde molto più piccole, consentendo l’invio di più dati.
Inoltre, questa tecnologia rappresenta un primo passo verso lo sviluppo di sistemi di comunicazione ad alta velocità in grado di trasmettere informazioni scientifiche, immagini ad alta definizione e persino video, essenziali per le future missioni con equipaggio su Marte.
Un asteroide nel futuro
La missione Psiche mira anche a esplorare l'omonimo asteroide metallico, che potrebbe fornire indizi sulla formazione di pianeti rocciosi. Si ritiene che questo asteroide sia il nucleo parziale di un planetesimo, un componente primitivo di un pianeta, a causa del suo alto contenuto di ferro e nichel.
Si prevede che la sonda raggiungerà l'asteroide nel 2028 ed entrerà in orbita attorno ad esso nell'agosto 2029. La missione scientifica durerà 26 mesi.
Articolo scritto in collaborazione con i nostri colleghi di Xataka.
