Desde 1958, a Nasa utiliza ondas de rádio para se comunicar com astronautas e missões espaciais. Embora ondas de rádio tenham histórico comprovado, as missões espaciais estão se tornando mais complexas e coletando mais dados do que nunca.
Pense em lasers infravermelhos como a internet de alta velocidade que substituiu a lenta e frustrante internet discada — mas, em vez de internet, estamos falando de comunicação óptica. A comunicação a laser enviará informações à Terra a partir de uma órbita sincronizada com a rotação da Terra, 35.406 quilômetros acima da superfície terrestre, a 1,2 gigabits por segundo (o que equivale a baixar um filme inteiro em menos de um minuto).
A tecnologia aprimorará a taxa de transmissão de dados de 10 a 100 vezes, em comparação à radiofrequência. Lasers infravermelhos, invisíveis aos nossos olhos, têm comprimentos de onda menores do que os das ondas de rádio, então, eles conseguem transmitir mais informação de uma única vez.
Usando o atual sistema de ondas de rádio, levaria nove semanas para transmitir um mapa completo de Marte, mas, com laser, será possível fazê-lo em nove dias.
Essa missão será a primeira da Nasa com sistema de transmissão a laser ponta a ponta, que enviará e receberá informações do espaço para duas estações ópticas em Table Mountain, na Califórnia, e em Haleakalā, no Havaí. Essas estações têm telescópios capazes de receber a luz proveniente dos lasers e traduzi-la em dados digitais. Diferentemente das antenas de rádio, os receptores de comunicação a laser podem ser 44 vezes menores. Como o satélite pode tanto mandar quanto receber informação, é verdadeiramente um sistema de via dupla.
O único transtorno para esses receptores terrestres são as perturbações atmosféricas, como nuvens e turbulência, que podem interferir nos sinais a laser viajando pela atmosfera. As localizações remotas dos dois receptores foram escolhidas devido a essas condições, uma vez que ambos os locais têm altitudes elevadas e tempo claro.
Quando a missão estiver em órbita, a equipe no centro de operações em Las Cruces, no estado de New Mexico, vai ativar a demonstração de comunicação a laser e prepará-la para enviar testes para as estações terrestres.
A missão deve passar dois anos conduzindo testes e experimentos antes de começar a dar suporte a missões espaciais, incluindo um terminal óptico que será instalado futuramente na Estação Espacial Internacional.
O equipamento atua como um satélite de transmissão, o que elimina a necessidade de futuras missões terem antenas com linha de visão direta à Terra. O satélite deve ajudar a reduzir o tamanho, o peso e os requisitos de energia para comunicação das naves espaciais futuras — apesar de a missão ter o tamanho aproximado de um colchão king-size.
Isso significa que as missões futuras podem ser menos caras e ter mais espaço para abrigar mais instrumentos científicos.
Outra missão atualmente em desenvolvimento, que pode testar a comunicação a laser, é o Sistema de Comunicação Óptica Orion Artemis II, que permitirá uma troca de vídeos em alta definição entre a Nasa e astronautas da missão Artemis se aventurando em direção à Lua.
Mais uma missão que poderá testar a tecnologia é a Psyche, que será lançada em 2022 e que alcançará seu asteroide de destino em 2026. Essa missão estudará um asteroide metálico que está a mais de 240 milhões de quilômetros de distância e testará seu laser de comunicação óptica para enviar informações de volta à Terra.
