Quando pensamos em comunicação no espaço, é fácil imaginar apenas antenas de rádio e sinais demorando uma eternidade para chegar. Só que a NASA acaba de mostrar, na prática, que a próxima geração pode ser feita com laser - e isso muda o jogo para missões cada vez mais distantes.
Em dezembro de 2024, a sonda Psyche enviou com sucesso uma mensagem a laser infravermelho de volta à Terra a uma distância impressionante de 494 milhões de quilômetros (307 milhões de milhas). Isso é mais do que o dobro da distância média entre a Terra e Marte e mais de 1.285 vezes a distância até a Lua.
É uma vitória para o teste de tecnologia Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA, em andamento desde o lançamento da nave rumo ao asteroide, em 2023. Agora, a Terra recebeu o 65º e último sinal de downlink a laser da Psyche, vindo de 350 milhões de quilômetros (218 milhões de milhas).
A partir daqui, a Psyche vai se concentrar na sua missão para o cinturão de asteroides, usando comunicações de rádio mais convencionais para enviar dados de volta à Terra.
"A NASA está colocando os Estados Unidos no caminho para Marte, e avançar tecnologias de comunicação a laser nos aproxima de transmitir vídeo em alta definição e entregar dados valiosos 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."
No total, o DSOC transferiu com sucesso 13,6 terabytes de dados para os terminais terrestres da Terra, incluindo um vídeo em ultra-alta definição enviado a 267 megabits por segundo de uma distância de mais de 30,5 milhões de quilômetros - um feito histórico inédito.
O motivo de a última mensagem ter vindo de mais perto da Terra é que a nave Psyche segue uma órbita solar que, dependendo do alinhamento, às vezes a aproxima e às vezes a afasta do nosso planeta, enquanto ela se dirige para um encontro em 2029 com o asteroide que dá nome à missão.
Se nós, humanos, vamos continuar nossas atividades no espaço, teremos de 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 usa para receber dados das naves - já mostrou limitações de capacidade que afetam a habilidade da agência de cumprir objetivos de missão.
Mas transmitir sinais a laser é um pouco mais complicado do que gerar transmissões de rádio. Na comunicação por rádio, o sinal é relativamente amplo, então não precisa ser apontado com precisão cirúrgica. Já os lasers são feixes bem estreitos, que precisam estar perfeitamente alinhados para que o sinal alcance o receptor-alvo.
Além disso, toda luz que se propaga pelo espaço sofre atenuação e degradação; quanto maior a distância até o alvo, menos dados podem ser recuperados. Quando a Psyche estava a 225 milhões de quilômetros da Terra, em abril de 2024, a taxa de downlink já havia caído para 25 megabits por segundo. Isso significa que os receptores precisam ser sensíveis o suficiente para detectar o fio de fótons que consegue chegar até eles.
A atmosfera da Terra e o clima também podem atrapalhar a chegada dos sinais ao solo; no futuro, talvez sejam necessários relés espaciais para ajudar a receber e armazenar dados. Por enquanto, porém, a demonstração mostra que a tecnologia DSOC funciona e é robusta o bastante para enviar grandes volumes de dados através do enorme vão do espaço profundo.
"A NASA testa hardware no ambiente severo do espaço para entender seus limites e comprovar suas capacidades", diz Clayton Turner, administrador associado da Space Technology Mission Directorate da NASA.
"Ao longo de dois anos, essa tecnologia superou nossas expectativas, demonstrando taxas de dados comparáveis às de uma internet banda larga doméstica e enviando dados de engenharia e de teste para a Terra a partir de distâncias recordes."
É algo extremamente promissor e aponta para um cenário melhor para a comunicação com uma futura missão a Marte, quando esse dia chegar. Por ora, a nave Psyche segue avançando cada vez mais pelo Sistema Solar, rumo a mais um evento histórico.
Você pode ler mais sobre o DSOC no site da NASA.
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