Prueba de láser para aumentar la banda ancha en comunicaciones espaciales

LLCD es el primer sistema dedicado de la NASA para la comunicación con láser de dos vías en lugar de ondas de radio

Cuando el Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) de la NASA comience a operar a bordo de la misión Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), gestionada por el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, intentará demostrar que es posible la comunicación por láser de dos vías fuera de la Tierra, ampliando la posibilidad de transmitir grandes cantidades de datos. Esta nueva capacidad podría algún día permitir que las transmisiones de vídeo de alta definición en 3-D en el espacio profundo se conviertan en rutina.

"El objetivo del experimento LLCD es validar y fomentar la confianza en esta tecnología para que se considere el uso de ella en las futuras misiones", dijo Don Cornwell, director de LLCD. "Esta capacidad única desarrollada por el MIT (Massachusetts Institute of Lincoln Laboratory Technology), tiene posibilidades de aplicación increíbles y estamos muy contentos de tener este instrumento fuera de la tierra".

Desde que la NASA se aventuró por primera vez en el espacio, a través de aterrizajes de la luna, el programa de servicio de transporte y misiones de exploración tripuladas, la comunicación por radiofrecuencia, también conocida como RF, ha sido la plataforma de comunicaciones que se utiliza. Pero RF está llegando a su límite ya que sigue aumentando la demanda de una mayor capacidad de datos. El desarrollo de las comunicaciones láser le dará a la NASA la posibilidad de ampliar las aplicaciones de comunicación, tales como una mayor resolución de imagen, e incluso transmisión de video 3-D en el espacio profundo. LLCD es el primer sistema dedicado de la NASA para la comunicación con láser de dos vías en lugar de ondas de radio.

"LLCD está diseñado para enviar seis veces más datos desde la Luna usando un transmisor más pequeño, con un 25 por ciento menos de energía en comparación con el sistema de radio de técnica equivalente(RF)", dijo Cornwell. "Los láseres también son más seguros y menos susceptibles a la interferencia y atascos".

El experimento LLCD está montado a bordo del LADEE de la NASA: una misión robótica de 100 días diseñada, construida, integrada, probada y que será operada por Ames. LADEE intentará confirmar si es el polvo lo que causa un misterioso resplandor en el horizonte observado por los astronautas lunares durante varias misiones Apolo y explorar el tenue y exótico ambiente de la luna. El lanzamiento de la nave espacial LADEE se ha fijado para septiembre a bordo de un cohete U.S. Air Force Minotaur V, un exceso de misiles balísticos convertido en un vehículo de lanzamiento espacial y operado por Orbital Sciences Corp. de Dulles, Virginia, desde Wallops Flight Facility de la NASA en Wallops Island, Va.

La nave espacial LADEE tendrá 30 días para llegar a la Luna debido a su trayectoria de vuelo. LLCD comenzará a operar poco después de llegar a la órbita lunar y continuará durante 30 días después.

El objetivo de la misión principal de LLCD es transmitir cientos de millones de bits de datos por segundo desde la Luna a la Tierra. Esto es equivalente a la transmisión de más de 100 canales de televisión de alta definición simultáneamente. También se ensayará la capacidad de recepción de LLCD cuando sean enviados decenas de millones de bits por segundo desde la Tierra hasta la nave. Estas demostraciones probarán que la tecnología de un mayor ancho de banda es posible para futuras misiones.

Hay una terminal de tierra principal en el complejo White Sands de la NASA, en Nuevo México, para recibir y transmitir señales LLCD. El equipo del MIT diseñó, construyó y probó el terminal. También será responsable de la operación de LLCD en ese sitio.

Hay dos lugares alternativos, uno situado en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en California, que es solamente de recepción. El otro está siendo prestado por la Agencia Espacial Europea en la isla española de Tenerife, en la costa de África. Tendrá la capacidad de comunicación de dos vías con LLCD. "Tener varios sitios nos da alternativas que reducen en gran medida la posibilidad de interferencia de las nubes", dijo Cornwell.

LLCD es un experimento de breve duración y precursor de la demostración de larga duración de la NASA, el Comunicaciones Demostración Relay Laser (LCRD). También es una parte del Technology Demonstration Missions Program de la agencia, que está trabajando para desarrollar una tecnología transversal capaz de operar en los rigores del espacio. LCRD tiene previsto su lanzamiento en 2017.

Los ingenieros de la NASA creen que esta tecnología es aún más ventajosa para las comunicaciones más allá de la órbita de la Tierra. En el pasado, la NASA ha experimentado con el envío de pequeñas cantidades de impulsos individuales a las cámaras de las sondas espaciales lejanas cerca de Júpiter, Marte y Mercurio.

Recientemente, fue remitido una imagen de la pintura de Leonardo da Vinci, la Mona Lisa, al Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA que orbita la Luna. "Pero esto se hizo a sólo cientos de bits de datos por segundo", dijo Cornwell. "LLCD será el primer sistema de comunicación óptica dedicado y enviará datos millones de veces más rápido".

La Agencia Espacial Europea ya ha demostrado con éxito la comunicación láser entre satélites en la órbita terrestre. Recientemente lanzaron Alphasat para demostrar la transmisión de láser entre un satélite de órbita baja de la tierra y un satélite en órbita terrestre geoestacionario. El enlace láser LLCD desde la luna será diez veces más lejano.

La NASA está buscando en la comunicación con láser como el próximo cambio de paradigma en las futuras comunicaciones espaciales, en el espacio especialmente profundo. "Incluso podemos imaginar un sistema basado en láser que permita una misión robótica a un asteroide", dijo Cornwell. "Podría tener señales de vídeo de alta definición 3-D de transmisión a la Tierra, que consiste básicamente en proporcionar 'telepresencia' a un controlador humano en la tierra".

La página de LLCD SVS es: http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a011300/a011345/
Más información sobre LLCD, visita: http://llcd.gsfc.nasa.gov
Más información sobre la misión LADEE, visita: http://www.nasa.gov/ladee