NASA e comunicazioni laser: inviati e ricevuti dati da 350 milioni di chilometri di distanza

La NASA continua a scrivere nuovi capitoli nella storia dell’esplorazione spaziale e, questa volta, lo fa con un risultato che porta le comunicazioni interplanetarie a un livello mai visto prima; il sistema Deep Space Optical Communications (DSOC), sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) in collaborazione con il Caltech, ha completato con successo il suo 65° e ultimo passaggio, inviando e ricevendo dati codificati tramite laser da una distanza di 350 milioni di chilometri, paragonabile a quella che separa la Terra da Marte.

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La NASA anticipa la tecnologia per il futuro delle missioni umane su Marte

Il progetto DSOC è nato per sperimentare un metodo di comunicazione capace di trasmettere dai dallo spazio profondo a velocità paragonabili alla banda larga terrestre, condizione essenziale per le future missioni verso la Luna e il Pianeta Rosso. “Questa tecnologia ci avvicina allo streaming di video ad alta definizione e alla trasmissione di grandi volumi di dati scientifici dalla superficie marziana con una velocità mai vista prima” ha spiegato Sean Duffy, amministratore facente funzioni della NASA.

Il DSOC è stato lanciato nell’ottobre 2023 a bordo della sonda Psyche e, già dopo un solo mese, aveva stabilito un primo collegamento inviando dati da quasi 16 milioni di chilometri; l’11 dicembre 2023 ha raggiunto un primato storico, trasmettendo un video ad altissima definizione da oltre 30 milioni di chilometri a un bitrate massimo di 267 megabit al secondo, superando di fatto le prestazioni delle tradizionali comunicazioni a radiofrequenza.

Alla base del DSOC c’è un sofisticato ricetrasmettitore laser di volo, montato sulla sonda Psyche, che comunica con due stazioni terrestri:

• la prima, situata alla Table Mountain del JPL in California, invia un potente faro laser da 3 Kilowatt che aiuta Psyche a puntare con estrema precisione il proprio laser di downlink
• la seconda è il telescopio Hale da 200 pollici dell’Osservatorio Palomar, che riceve e decodifica i fotoni del segnale di ritorno, trasformandoli in dati utili

Questa sinergia consente di inviare e ricevere informazioni nonostante il movimento costante della Terra e della sonda, con un raggio laser che impiega diversi minuti per coprire milioni di chilometri.

Il percorso non è stato privo di ostacoli, condizioni meteorologiche avverse, incendi boschivi e difficoltà logistiche hanno messo alla prova il team, che però ha continuato a perfezionare le prestazioni settimana dopo settimana; il risultato? 13,6 terabit di dati trasmessi nell’arco di due anni, con un test record nel dicembre 2024 quando il DSOC ha inviato informazioni a 487 milioni di chilometri, superando la distanza media tra Terra e Marte.

In un ulteriore esperimento, la NASA ha utilizzato anche un’antenna ibrida a radiofrequenza ottica presso il complesso Goldstone del Deep Space Network, ricevendo simultaneamente segnali radio e laser, un approccio che potrebbe diventare la base per future missioni con astronauti che inviano immagini e dati in tempo reale dalla superficie marziana.

Il successo del DSOC dimostra che le comunicazioni ottiche nello spazio profondo non sono più fantascienza ma una tecnologia concreta, pronta a rivoluzionare il modo in cui riceviamo informazioni da sonde e futuri equipaggi umani. “Rafforzare le nostre capacità di comunicazione a radiofrequenza tradizionali con la potenza delle comunicazioni ottiche ci permetterà di soddisfare le esigenze delle prossime missioni su Luna e Marte” ha sottolineato Kevin Coggins, vice amministratore associato del programma SCaN della NASA.

Con questa dimostrazione la NASA non solo supera i propri obbiettivi tecnici, ma apre la strada a una nuova era di elaborazione, dove la trasmissione di video in alta definizione e dati scientifici complessi dallo spazio profondo diventerà una realtà quotidiana; bisognerà attendere ancora qualche anno prima di vedere queste tecnologie integrate nelle missioni con equipaggio, ma il traguardo di 350 milioni di chilometri segna già un passo decisivo verso il futuro.