Avanza el proyecto de demostración de comunicación óptica en el espacio profundo

Los investigadores informan nuevos resultados del Proyecto de demostración de tecnología DSOC (Comunicaciones ópticas en el espacio profundo) de la NASA, que está desarrollando y probando nuevas fuentes láser avanzadas para la comunicación óptica en el espacio profundo. La capacidad de realizar comunicaciones ópticas en el espacio libre en todo el sistema solar iría más allá de las capacidades de los sistemas de comunicación por radio que se utilizan hoy en día y proporcionaría el ancho de banda necesario para que futuras misiones espaciales transmitan grandes cantidades de datos, incluidas imágenes y videos de alta definición.

El sistema de demostración consta de un transceptor láser de vuelo, un láser terrestre transmisor y un receptor láser terrestre. El transmisor de enlace descendente se instaló en la nave espacial Psyche, que viajará a un asteroide metálico único también llamado Psyche, que orbita alrededor del sol entre Marte y Júpiter.

Malcolm. W. Wright del Laboratorio de Propulsión a Chorro, Instituto de Tecnología de California, presentará los resultados de las pruebas ambientales y funcionales del ensamblaje del transmisor láser de vuelo de enlace descendente DSOC y el ensamblaje del transmisor de enlace ascendente terrestre en Congreso de Óptica Láser11-15 de diciembre de 2022.

Validación espacio profundo Las comunicaciones ópticas permitirán retransmitir imágenes de alta definición durante la exploración robótica y tripulada de cuerpos planetarios, utilizando recursos comparables a las telecomunicaciones de radiofrecuencia avanzadas.

Transmitir al espacio profundo

Aunque se han demostrado comunicaciones ópticas en el espacio libre desde el espacio hasta la Tierra a distancias tan lejanas como la Luna, extender estos enlaces a extensiones espaciales profundas requiere nuevos tipos de transmisores láser. El láser de vuelo de enlace descendente debe tener una alta eficiencia de fotones mientras admite una potencia máxima de casi kilovatios. El láser de enlace ascendente requiere potencias promedio de varios kilovatios con ancho de línea estrecho, buena calidad de haz y bajas tasas de modulación.

El conjunto del transmisor láser de vuelo utiliza un láser amplificador de potencia de oscilador maestro basado en fibra codopada con Er-Yb de potencia media con anchos de pulso discretos de 0,5 a 8 ns en un haz de salida polarizado a 1550 nm con una relación de extinción de más de 33 dB. El láser ha superado las pruebas ambientales y de verificación antes de integrarse en la nave espacial. Las pruebas de extremo a extremo del transmisor láser de vuelo con el conjunto del receptor terrestre también validaron el rendimiento del enlace óptico para una variedad de formatos de pulso y verificaron la interfaz con el conjunto electrónico DSOC.

Lanzamiento de un nuevo enfoque

El conjunto del transmisor de enlace ascendente terrestre puede admitir enlaces ópticos con una potencia promedio de hasta 5,6 kW a 1064 nm. Incluye diez transmisores láser de fibra de longitud de onda continua de clase kilovatio modificados para admitir formatos de modulación. Un enfriador remoto proporciona gestión térmica para los láseres y las fuentes de alimentación. El láser de enlace ascendente también proporcionará una luz de baliza que el transceptor de vuelo puede bloquear.

“El uso de múltiples fuentes de láser individuales que se propagan a través de subaberturas en el espejo primario del telescopio alivia los requisitos de energía de una sola fuente”, dijo Wright. “También ayuda a amortiguar la turbulencia atmosférica y reduce la densidad de potencia en los espejos del telescopio”.

Ahora que se completaron las pruebas a nivel de nave espacial, la nave espacial Psyche, con vuelo láser transceptor a bordo – se integrará en un vehículo de lanzamiento. La demostración de la tecnología DSOC comenzará poco después del lanzamiento y continuará durante un año a medida que la nave espacial se aleje de la Tierra y finalmente realice un sobrevuelo de Marte.