Los investigadores informan nuevos resultados del proyecto de demostración de tecnología de comunicaciones ópticas en el espacio profundo (DSOC) de la NASA, que desarrolla y prueba 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 ahora 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 transmisor láser terrestre y un receptor láser terrestre. El transmisor de enlace descendente se instaló en la nave espacial Psyche, que viajará a un asteroide de metal único también llamado Psyche, que orbita el 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 conjunto del transmisor láser de vuelo de enlace descendente DSOC y el conjunto del transmisor de enlace ascendente terrestre en el Optica Laser Congress, del 11 al 15 de diciembre de 2022.
La validación de las comunicaciones ópticas del espacio profundo permitirá transmitir imágenes de alta definición durante la exploración robótica y tripulada de cuerpos planetarios, utilizando recursos comparables a las telecomunicaciones de radiofrecuencia de última generación.
Transmitiendo al espacio profundo
Aunque las comunicaciones ópticas en el espacio libre desde el espacio a la tierra se han demostrado a distancias tan lejanas como la luna, la extensión de dichos enlaces al espacio profundo 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 ensamblaje del transmisor láser de vuelo utiliza un láser amplificador de potencia de oscilador maestro basado en fibra co-dopada con Er-Yb de potencia promedio de 5 W 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 pasó 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 del DSOC.
Lanzamiento de un nuevo enfoque
El conjunto del transmisor de enlace ascendente en tierra puede admitir enlaces ópticos con una potencia promedio de hasta 5,6 kW a 1064 nm. Incluye diez transmisores láser basados en fibra de longitud de onda continua de clase kilovatio modificados para soportar los formatos de modulación. Un enfriador colocado de forma remota proporciona gestión térmica para los láseres y las fuentes de alimentación. El láser de enlace ascendente también proporcionará una baliza de luz en la que se puede bloquear el transceptor de vuelo.
«El uso de múltiples fuentes de láser individuales que se propagan a través de subaberturas en el espejo principal del telescopio alivia el requisito de energía de una sola fuente», dijo Wright. «También permite la mitigación de 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 el transceptor láser de vuelo 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 mientras la nave espacial se aleja de la Tierra y finalmente realiza un sobrevuelo de Marte.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Óptica. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
