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El concepto de artista de la nave espacial Psique, que llevará a cabo una exploración directa de un asteroide pensado para ser un núcleo planetario despojado. Crédito de la imagen: SSL/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech
Una nave espacial destinada a explorar un asteroide único también pondrá a prueba un nuevo hardware de comunicación que utiliza láseres en lugar de ondas de radio.
El paquete de comunicaciones ópticas de espacio profundo (DSOC) a bordo de la misión Psique de la NASA utiliza fotones--la partícula fundamental de la luz visible--para transmitir más datos en una cantidad de tiempo determinada. El objetivo de DSOC es aumentar el rendimiento y la eficiencia de las comunicaciones de las naves espaciales de 10 a 100 veces por encima de los medios convencionales, sin aumentar la carga de la misión en masa, volumen, poder y/o espectro.
Aprovechando las ventajas ofrecidas por laser Communications se espera que revolucione futuros emprendimientos espaciales-un objetivo importante de la dirección de la misión de tecnología espacial de la NASA (STMD).
El proyecto DSOC está desarrollando tecnologías clave que se están integrando en un transceptor láser de vuelo (flt) de gran valor espacial, un trabajo de alta tecnología que hará avanzar este modo de comunicación al nivel de preparación tecnológica (TRL) 6. Alcanzar un nivel TRL 6 equivale a tener tecnología que sea un prototipo completamente funcional o un modelo de representación.
Como demostración de tecnología de "cambio de juego", DSOC es exactamente eso. El programa de desarrollo cambiante del juego de la NASA STMD financió la fase de desarrollo tecnológico de DSOC. La demostración de vuelo es financiada conjuntamente por STMD, el programa de la misión de demostración tecnológica (TDM) y la NASA/HEOMD/comunicación y navegación espacial (SCaN).
El trabajo en el paquete del laser se basa en el Laboratorio de la Propulsión de Jet de la NASA en Pasadena, California.
"Las cosas se están formando razonablemente y tenemos una cantidad considerable de actividad de prueba en curso", dice Abhijit Biswas, tecnólogo de proyecto de DSOC en sistemas de comunicaciones de vuelo en JPL. La entrega de DSOC para la integración dentro de la misión de Psique se espera en 2021 con el lanzamiento de la nave espacial para ocurrir en el verano de 2022, explica.
"Piense en el transceptor láser de vuelo DSOC a bordo de Psique como un telescopio", explica Biswas, capaz de recibir y transmitir la luz láser en ráfagas de fotones con precisión de tiempo.
La arquitectura de DSOC se basa en la transmisión de un faro láser de la Tierra para ayudar a la estabilización lineofsight para hacer posible el apuntar hacia atrás de un rayo láser de enlace descendente. El láser a bordo de la nave espacial Psique, dice Biswas, se basa en un amplificador de potencia de oscilador maestro que utiliza fibras ópticas.
El rayo láser a DSOC será transmitido de la instalación de la montaña de la tabla de JPL situada cerca de la ciudad de Wrightwood, California, en el bosque nacional de Ángeles. El transporte de datos de DSOC desde el espacio será recibido en un gran telescopio de Tierra de apertura en el Observatorio de montaña Palomar en California, cerca de San Diego.
Biswas anticipa el funcionamiento de DSOC tal vez 60 días después del lanzamiento, dada la retirada de la nave espacial Psique después del despegue. Los test-runs del equipo del laser ocurrirán sobre distancias de 0,1 a 2,5 unidades astronómicas (AU) en la punta de prueba hacia fuera-encuadernada.
Una au es aproximadamente 150 millones kilómetros-o la distancia entre la Tierra y el Sol.
"Estoy muy entusiasmado de estar en la misión", dice Biswas, quien ha estado trabajando en la tecnología de las comunicaciones láser desde finales de los 90. "Es un privilegio único trabajar en DSOC".
El dispositivo de comunicación óptica de espacio profundo (DSOC) transmitirá altas tasas de datos a un telescopio en Palomar Mountain, California. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech
La misión Psique fue seleccionada para el vuelo a principios de 2017 bajo el Programa Discovery de la NASA, una serie de misiones espaciales robóticas de bajo costo y altamente focalizadas que están explorando el sistema solar.
La nave espacial será lanzada en el verano de 2022 a 16 Psique, un asteroide de metal distintivo cerca de tres veces más lejos del Sol que la Tierra. La llegada prevista de la sonda en la banda principal de asteroides se llevará a cabo en 2026.
Lindy Elkins-tanton es Directora de la escuela de exploración de la Tierra y el espacio en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe. Es la investigadora principal de la misión .
"Estoy emocionado de que Psique esté llegando a volar el paquete de comunicaciones ópticas de espacio profundo", dice Elkins-tanton. "En primer lugar, la tecnología es alucinante y saca todo mi geek interior." ¿Quién no quiere comunicarse usando láseres, y multiplicar la cantidad de datos que podemos enviar hacia adelante y hacia atrás?
Elkins-tanton añade que acercar el vuelo espacial robótico y humano es fundamental para el futuro espacial de la humanidad. "Tener nuestra tecnología de prueba de misión robótica que esperamos nos ayudará a comunicarnos eventualmente con la gente en el espacio profundo es una excelente integración de las misiones de la NASA y todos nuestros objetivos", dice.
En el diseño de una nave espacial simple y de alto patrimonio para hacer la exploración emocionante de la Psique metal del mundo, "Me encuentro tanto la propulsión eléctrica solar y las comunicaciones ópticas de espacio profundo para sentirse futurista en el extremo." "Estoy orgullosa de la NASA y de nuestra comunidad técnica por hacer esto posible", concluye Elkins-tanton.
Biswas explica que DSOC es un experimento del pionero. El futuro es realmente brillante para la tecnología, sugiere, como la creación de infraestructuras de telecomunicaciones capaces alrededor de Marte.
"Hacerlo permitiría el apoyo de los astronautas que van y eventualmente aterrizarán en Marte", dijo Biswas. "Las comunicaciones con láser aumentarán enormemente esa capacidad." "La capacidad de enviar de vuelta de Marte a la Tierra mucha información, incluyendo el streaming de imágenes de alta definición, va a ser muy habilitante."
Como demostración de tecnología de "cambio de juego", DSOC es exactamente eso. El programa de desarrollo cambiante del juego de la NASA STMD financió la fase de desarrollo tecnológico de DSOC. La demostración de vuelo es financiada conjuntamente por STMD, el programa de misiones de demostración tecnológica (TDM) y la NASA/HEOMD/comunicación y navegación espacial (SCaN). El trabajo en el paquete del laser se basa en el laboratorio de la propulsión del jet en Pasadena, California.
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Traducción: El Quelonio Volador
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