NASA Psyche estabelece novo recorde de comunicação a laser DSOC no espaço profundo

A sonda Psyche, da NASA, acaba de elevar o patamar do que é possível em comunicações no espaço.

Recorde da NASA Psyche com a DSOC em comunicações ópticas

Em dezembro de 2024, a nave conseguiu enviar para a Terra uma mensagem por laser infravermelho a partir de uma distância impressionante de 494 milhões de quilômetros (307 milhões de milhas). Isso representa mais do que o dobro da distância média entre a Terra e Marte e mais de 1,285 vezes a distância até a Lua.

O feito marca uma vitória do teste tecnológico Deep Space Optical Communications (DSOC), da NASA, em operação desde que a espaçonave - com destino ao cinturão de asteroides - foi lançada em 2023. Agora, a Terra recebeu o 65º e último sinal de downlink por laser da Psyche, vindo de 350 milhões de quilômetros (218 milhões de milhas).

A partir daqui, a Psyche passa a priorizar a sua missão rumo ao cinturão de asteroides, utilizando comunicações de rádio mais convencionais para transmitir dados de volta para a Terra.

"A NASA está colocando os Estados Unidos no caminho para Marte, e avançar as tecnologias de comunicação a laser nos deixa um passo mais perto de transmitir vídeo em alta definição e entregar dados valiosos a partir da superfície marciana mais rápido do que nunca", diz o administrador interino da NASA, Sean Duffy.

"A tecnologia destrava a descoberta, e estamos comprometidos em testar e comprovar as capacidades necessárias para viabilizar a Era de Ouro da exploração."

Volume de dados e demonstrações históricas do DSOC

No total, o DSOC transferiu com sucesso 13.6 terabytes de dados para os terminais terrestres, incluindo um vídeo em ultra-alta definição enviado à Terra a 267 megabits por segundo a partir de mais de 30.5 milhões de quilômetros - um marco histórico inédito.

O motivo de a mensagem final ter sido transmitida de mais perto é que a Psyche segue uma órbita solar que, dependendo do alinhamento, às vezes a aproxima da Terra e em outros momentos a afasta, enquanto avança para o encontro, em 2029, com o asteroide que dá nome à missão.

Por que comunicações a laser importam para missões a Marte

Se nós, humanos, quisermos manter e ampliar as nossas atividades no espaço, será necessário modernizar a tecnologia. As comunicações por rádio são confiáveis, mas relativamente lentas. Além disso, a Deep Space Network - a rede de antenas de rádio que a NASA utiliza para receber dados das espaçonaves - já evidenciou limitações de capacidade que afetam a habilidade da agência de cumprir objetivos de missão.

Desafios técnicos: apontamento, atenuação e interferência atmosférica

Ainda assim, mandar sinais por laser é mais delicado do que gerar transmissões por rádio. No rádio, o sinal é relativamente amplo, o que reduz a exigência de apontamento com precisão extrema. Já os lasers formam feixes bem estreitos, que precisam estar perfeitamente alinhados para que o sinal chegue ao recetor alvo.

Há também outro obstáculo: toda luz que se propaga pelo espaço sofre atenuação e degradação, e quanto maior a distância ao alvo, menor é a quantidade de dados recuperável. Em abril de 2024, quando a Psyche estava a 225 milhões de quilômetros da Terra, a taxa de downlink já havia caído para 25 megabits por segundo. Isso significa que os recetores têm de ser sensíveis o suficiente para detetar o pequeno fluxo de fótons que consegue alcançá-los.

A atmosfera e o clima na Terra também podem atrapalhar a chegada do sinal ao solo; no futuro, pode ser necessário recorrer a retransmissores no espaço para ajudar a receber e armazenar dados. Por enquanto, porém, a demonstração indica que a tecnologia DSOC funciona e é robusta o bastante para enviar grandes volumes de informação através do imenso vão do espaço profundo.

"A NASA Technology testa hardware no ambiente severo do espaço para entender seus limites e comprovar suas capacidades", diz Clayton Turner, administrador associado do Space Technology Mission Directorate da NASA.

"Em dois anos, essa tecnologia superou as nossas expectativas, demonstrando taxas de dados comparáveis às de internet de banda larga doméstica e enviando dados de engenharia e de teste para a Terra a partir de distâncias recordistas."

O resultado é extremamente animador e reforça a perspetiva de comunicações para uma futura missão a Marte, quando esse dia chegar. Por ora, a espaçonave Psyche continua a sua viagem para regiões mais profundas do Sistema Solar, a caminho de outro momento histórico.

É possível ler mais sobre o DSOC no site da NASA.