NASA bate recorde ao enviar uma mensagem a 226 milhões de km da Terra
Embora o alvo mais próximo na corrida espacial internacional seja a Lua, Marte também está no horizonte. Viajar para o planeta vermelho envolveria muitos desafios tecnológicos, incluindo a comunicação com a Terra. É por isso que o facto de a NASA ter acabado de enviar pela primeira vez uma mensagem por laser a 226 milhões de km é um marco científico.
Há muito que a NASA explora as mensagens por laser
Para concluir uma viagem até Marte, os astronautas da missão estariam a 225 milhões de quilómetros de distância do nosso planeta, pelo que as informações daqui e de lá demorariam muito tempo a ser enviadas. Demasiado tempo se quiserem resolver problemas que exigem um bom controlo.
Geralmente, as informações são enviadas através de ondas de rádio. É esta a forma utilizada, por exemplo, pela sonda Voyager-1. Atualmente, a sonda está a mais de 24 mil milhões de quilómetros de distância, pelo que as mensagens demoram 22,5 horas a chegar e 22,5 horas a regressar à Terra. É necessário algo mais rápido, pelo que os cientistas da NASA há muito que exploram a forma de enviar uma mensagem por laser.
O primeiro grande passo nesta direção foi dado em 1992, quando a sonda Galileu conseguiu detetar um laser enviado da Terra a 6 milhões de quilómetros de distância. Mas apenas o detetou. Não leu qualquer informação a partir dele. Mais tarde, em 2001, o satélite Artemis da Agência Espacial Europeia efetuou, pela primeira vez, uma ligação de dados utilizando este tipo de luz.
Desde então, a técnica foi aperfeiçoada, mas foi a nave espacial Psyche da NASA que bateu todos os recordes com o seu sistema de comunicação espacial ótica. Bateu um recorde em novembro do ano passado e acaba de o fazer novamente, lançando as bases para a transmissão de mensagens espaciais no futuro.
Como é que uma mensagem é enviada por laser?
Normalmente, a informação, tanto na Terra como fora dela, é enviada através de ondas de rádio. A informação, seja ela qual for, é convertida num sinal elétrico através de um transdutor e, em seguida, esse sinal é transformado em ondas de rádio, que são capazes de viajar em todas as direções através do espaço sem a necessidade de fios. Isto permitiu a comunicação com o espaço durante décadas, mas também tem alguns obstáculos.
Por exemplo, como as ondas de rádio se movem em todas as direções, é mais difícil otimizar a entrega a um ponto específico. Este facto, aliado à dificuldade de transportar uma grande quantidade de informação em simultâneo, significa que as mensagens demoram algum tempo a chegar enquanto viajam pelo espaço.
O envio de mensagens com lasers pela NASA, por outro lado, resolve estes problemas. Em termos concretos, estima-se que o envio de uma mensagem por laser seria 10 a 100 vezes mais rápido do que por ondas de rádio.
Teremos informações sobre os primórdios do sistema solar
A missão da nave espacial Psyche é viajar até ao satélite com o mesmo nome, situado a 450 milhões de quilómetros de distância. A viagem durará seis anos, a partir do seu lançamento em 2023. Após esse período, analisará dados como a topologia, a gravidade e a composição do satélite.
Acredita-se que este objeto seja o núcleo de um planeta que perdeu a sua crosta exterior devido a colisões e fricções com outros objetos. Por conseguinte, os dados obtidos pela nave espacial da NASA poderão dar-nos informações úteis sobre os primórdios do sistema solar.
Mas, entretanto, também podem ser utilizados para compreender melhor como é que uma mensagem pode ser enviada por laser. Isto facilitará a comunicação com Marte quando chegar a altura. A Psyque tem ainda uma longa viagem pela frente, mas esta paragem no caminho foi muito interessante.
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“Este facto, aliado à dificuldade de transportar uma grande quantidade de informação em simultâneo, significa que as mensagens demoram algum tempo a chegar enquanto viajam pelo espaço.
O envio de mensagens com lasers pela NASA, por outro lado, resolve estes problemas. Em termos concretos, estima-se que o envio de uma mensagem por laser seria 10 a 100 vezes mais rápido do que por ondas de rádio.”
Como não tenho a certeza exactamente o que o Rui queria dizer, estes dois parágrafos dão a entender que uma comunicação por laser chega 10 a 100 vezes mais depressa ao destino ie, o laser caminha 10 a 100 vezes mais depressa que as ondas rádio. Laser ou ondas rádio, são tudo onda de campo electromagnético e andam ao limite da velocidade da luz (simplificando). O que é 10 a 100 vezes maior é a quantidade de informação. Penso que para não haver dúvidas, deveria ser adicionada a palavra taxa à frase:
“Em termos concretos, estima-se que o envio de uma mensagem por laser TERIA UMA TAXA 10 a 100 vezes mais rápida do que por ondas de rádio.”
A frase em si não está errada mas pode levar a equívocos.
Concordo que o texto tem um equivoco que tem que ser corrigido rápidamente. No espaço, ondas eletromagneticas (luz, odas de rádio,…) deslocam-se à mesma velocidade (2,998 x10^8 m/s).
24 000 000 000 / (22.5 * 3600) = 296 296 km/s o que é próximo da velocidade máxima da luz.
Assim confirma-se que a notícia induz em erro, e com o lazer, vão ter que esperar as mesmas 22,5 horas pela mensagem.
Correto MR:
Nas comunicações espaciais, laser é usado para transmitir informações entre naves espaciais e estações terrestres:
Comunicações Ópticas (Laser):
As comunicações ópticas, também conhecidas como laser communications, utilizam feixes de luz infravermelha para transmitir dados.
Esses feixes de luz são mais estreitos do que os sistemas de rádio frequência, o que permite maior eficiência na transmissão de dados.
Os sistemas de comunicação a laser podem transmitir 10 a 100 vezes mais dados de volta à Terra em comparação com os sistemas de rádio atuais.
Exemplo de Missão: Laser Communications Relay Demonstration (LCRD):
O experimento DSOC (Deep Space Optical Communications) da NASA é um exemplo notável. Ele enviou dados codificados por laser de infravermelho próximo (λ=1064nm) a quase 16 milhões de quilômetros de distância, o que é cerca de 40 vezes mais longe do que a Lua está da Terra.
O DSOC está a bordo da nave espacial Psyche e envia dados de alta largura de banda para a Terra durante sua demonstração tecnológica de dois anos enquanto viaja para o cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter.
Benefícios do Laser Communications:
Os sistemas de comunicação a laser reduzem os requisitos de tamanho, peso e energia. O payload do LCRD é comparável a um colchão king-size padrão!
Com lasers, seria possível transmitir um mapa completo de Marte de volta à Terra em cerca de nove dias, em comparação com as nove semanas necessárias com sistemas de rádio.
A luz infravermelha compacta os dados em ondas significativamente mais apertadas, permitindo que as estações terrestres recebam mais dados de uma só vez.
Em resumo, os lasers são uma ferramenta poderosa para melhorar as comunicações no espaço, permitindo transferências de dados mais rápidas e eficientes.
Consultar:
https://www.nasa.gov/technology/laser-communications-empowering-more-data-than-ever-before/
https://www.nasa.gov/missions/psyche-mission/nasas-deep-space-optical-comm-demo-sends-receives-first-data/
https://www.nasa.gov/communicating-with-missions/lasercomms/
https://spinoff.nasa.gov/satellite-laser-communications
https://www.nasa.gov/missions/tech-demonstration/space-communications-7-things-you-need-to-know/
https://www.nasa.gov/directorates/somd/space-communications-navigation-program/whats-next-the-future-of-nasas-laser-communications/
NASA, sempre à frente!
Tou xim?
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