Recentemente, para melhorarComunicações espaciais da NASAcapacidades, a NASA planeja enviar uma demonstração de tecnologia chamada Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) para a estação espacial em 2023. Juntos, ILLUMA-T e Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), a serem lançado em dezembro de 2021, completará o primeiro sistema de retransmissão de laser bidirecional ponta a ponta da NASA.
Vantagens dos sistemas de comunicação a laser
Os sistemas de comunicação a laser usam luz infravermelha invisível para enviar e receber informações em taxas de dados muito mais altas. Embora o sistema original de radiofrequência demorasse cerca de nove semanas para enviar um mapa completo de Marte de volta à Terra, foram necessários cerca de nove dias para usar lasers. Assim, com taxas de dados mais altas, a missão pode enviar mais imagens e vídeos para a Terra em uma única transmissão. Uma vez instalado na estação espacial, o ILLUMA-T demonstrará os benefícios de taxas de transferência de dados mais elevadas para missões LEO. As comunicações a laser proporcionam maior flexibilidade de missão e uma maneira rápida de acessar dados do espaço. A NASA está atualmente integrando esta tecnologia em demonstrações próximas à Terra, lunares e no espaço profundo.
Além dos benefícios de taxas de dados mais rápidas, os sistemas a laser também oferecem vantagens importantes no projeto de espaçonaves devido ao seu peso mais leve e consumo de energia reduzido. O ILLUMA-T, que tem aproximadamente o tamanho de um refrigerador padrão, será preso a um módulo externo na estação espacial para demonstrações através do LCRD. Atualmente, o LCRD está demonstrando os benefícios do relé de laser em órbita geossíncrona (22,000 milhas da Terra) para refinar ainda mais as capacidades de laser da NASA, transmitindo dados e conduzindo experimentos entre as duas estações terrestres. Assim que o ILLUMA-T entrar na estação, o terminal enviará dados de alta resolução, incluindo fotos e vídeos, para o LCRD a uma taxa de 1.200 megabits por segundo. Os dados serão então enviados do LCRD para estações terrestres no Havaí e na Califórnia. Esta demonstração mostrará como as comunicações a laser podem beneficiar as missões NEO.
O ILLUMA-T está sendo lançado como carga útil para a 29ª missão de Serviços de Reabastecimento Comercial da SpaceX para a NASA. Durante as primeiras duas semanas após o lançamento, o ILLUMA-T será removido do porta-malas da espaçonave Dragon e instalado no Centro de Exposição do Módulo Experimental Japonês (JEM-EF) da estação espacial. Assim que a carga útil for instalada, a equipe do ILLUMA-T realizará testes iniciais e verificações em órbita. Quando isso estiver concluído, a equipe avançará em direção à primeira luz da carga útil – um marco importante para a missão, que transmitirá a primeira luz laser ao LCRD através de seu telescópio óptico. Assim que a primeira luz estiver presente, os experimentos de transmissão de dados e comunicação a laser começarão e continuarão durante toda a missão planejada.
Testando lasers em diferentes cenários
No futuro, as comunicações operacionais a laser complementarão os sistemas de radiofrequência, dos quais muitas missões espaciais ainda dependem para transmitir dados de volta à Terra. Embora a ILLUMA-T não seja a primeira missão a testar comunicações a laser no espaço, ela aproxima a NASA da aplicação prática desta tecnologia.
Além do LCRD, os antecessores do ILLUMA-T incluem o 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, que está atualmente testando comunicações a laser em um pequeno CubeSat em órbita próxima à Terra, e o Lunar Laser Communications Demonstration, que, durante a Atmosfera Lunar e Ambiente de Poeira de 2014 Missão Explorer, enviou dados entre a órbita lunar e a Terra; e a carga óptica da Lasercomm Science de 2017, que demonstrou como as comunicações a laser podem acelerar o fluxo de informações entre a Terra e o espaço em comparação com os sinais de rádio.
Testar a capacidade das comunicações a laser de produzir taxas de transferência de dados mais altas em uma variedade de cenários ajudará a comunidade aeroespacial a refinar ainda mais as capacidades para futuras missões à Lua, Marte e ao espaço profundo.
