L’umanità si sta preparando per un entusiasmante ritorno sulla Luna e, questa volta, il piano è quello di rimanere lì e utilizzarla come rampa di lancio per ulteriori esplorazioni spaziali. Tuttavia, per rendere questo ambizioso obiettivo una realtà, dobbiamo rivoluzionare i nostri sistemi di comunicazione.
Attualmente, l’esplorazione spaziale si basa pesantemente sulle comunicazioni a onde radio. Sebbene questo metodo sia efficace, ha le sue limitazioni. Le onde radio possono trasmettere solo una quantità limitata di dati a una velocità relativamente elevata. Le esigenze del programma di esplorazione lunare Artemis e delle future missioni superano di gran lunga ciò che le onde radio possono gestire.
Per affrontare questa sfida, la NASA sta esplorando il potenziale delle comunicazioni ottiche, che utilizzano i laser per la trasmissione dei dati. Numerosi progetti e programmi sono in corso, sia sulla Terra che nello spazio, per sfruttare il potere dei laser per la comunicazione interstellare.
Uno dei principali vantaggi dei sistemi di comunicazione laser rispetto alle onde radio è la loro capacità di trasmettere volumi di dati significativamente più elevati. A seconda del sistema specifico utilizzato, le comunicazioni ottiche possono fornire da dieci a cento volte più dati rispetto alla frequenza radio.
In un risultato senza precedenti, la NASA ha recentemente annunciato la riuscita trasmissione di un video in 4K da un aeromobile alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) utilizzando un sistema di comunicazione ottica. Sebbene il contenuto del video rimanga segreto, questo traguardo segna un passo cruciale verso l’equipaggiamento del programma Artemis con gli strumenti necessari per il successo.
Il test è stato un sforzo collaborativo tra scienziati del Glenn Research Center della NASA a Cleveland e del Laboratorio di Ricerca dell’Aeronautica (AFRL). L’obiettivo principale era sviluppare nuove tecnologie che consentissero la copertura video in diretta degli astronauti durante le missioni Artemis. Tuttavia, il percorso del video dall’aeromobile alla ISS non è stato così semplice come si potrebbe pensare.L’aereo utilizzato per il test era un Pilatus PC-12, una rinomata macchina monomotore nota per le sue capacità. Dotato di un terminale laser portatile, il Pilatus ha volato sopra il Lago Erie nella regione dei Grandi Laghi nordamericani. Da lì, ha diretto un raggio laser contenente il video verso una stazione ottica a terra a Cleveland. La trasmissione è poi proseguita fino al White Sands Test Facility della NASA a Las Cruces, nel New Mexico, prima di essere finalmente inviata nello spazio.
È importante notare che il raggio laser non era diretto direttamente verso la ISS. Invece, era indirizzato verso il satellite Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Questo satellite, lanciato nel 2021, è attualmente posizionato a circa 22.000 miglia (35.400 km) di distanza dalla superficie terrestre, significativamente più lontano dall’orbita della ISS, che varia da 230 a 285 miglia (370 a 460 km).
Questo risultato innovativo nella comunicazione ottica ci avvicina un passo più vicino all’istituzione di un’infrastruttura di comunicazione robusta per future missioni lunari. Con la capacità di trasmettere grandi quantità di dati, le comunicazioni laser hanno un enorme potenziale per rivoluzionare l’esplorazione spaziale e consentire una connettività senza precedenti all’interno del nostro sistema solare.
[Foto: NASA Dave Ryan]
NASA testa con successo il sistema di comunicazione laser sulla Stazione Spaziale Internazionale
In un esperimento innovativo, la NASA ha testato con successo un sistema di comunicazione laser sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L’esperimento ha coinvolto l’utilizzo di un raggio laser per consegnare e ricevere video, segnando un significativo avanzamento nella tecnologia delle comunicazioni spaziali.
Il segnale è stato trasmesso dalla Terra alla ISS, dove è stato ricevuto dal Modem Utente Integrato LCRD LEO e dal Terminale Amplificatore (ILLUMA-T). Questa tecnologia all’avanguardia, che è stata installata sulla ISS come parte del Japanese Experiment Module-Exposed Facility (JEM-EF), ha svolto un ruolo cruciale nel successo dell’esperimento.Per migliorare l’efficacia del sistema di comunicazione, la NASA ha impiegato anche un nuovo protocollo di comunicazione chiamato High-Rate Delay Tolerant Networking (HDTN). Questo protocollo non solo penetra più efficacemente le nuvole ma vanta anche velocità quattro volte superiori rispetto ai protocolli attuali.
Sebbene l’ILLUMA-T non sia più installato sulla ISS, la NASA rimane impegnata nell’avanzamento di questo progetto. L’agenzia spaziale ha intenzione di continuare a trasmettere video 4K dall’aereo PC-12 verso il cielo, dimostrando così la sua dedizione nel superare i limiti della tecnologia di comunicazione spaziale.
L’obiettivo principale di questo progetto è fornire la tecnologia necessaria per supportare il programma Artemis. Ciò include dotare gli astronauti della capacità di trasmettere grandi quantità di dati di ricerca e di partecipare a videoconferenze ad alta definizione con persone sulla Terra.
Al momento, la seconda missione del programma Artemis, che prevede l’orbita umana intorno alla Luna, è programmata per partire nel 2025. Seguirà la Missione III, che vedrà gli astronauti atterrare sulla superficie lunare, prevista per un anno dopo.
Questo esperimento di successo segna una tappa significativa nella tecnologia di comunicazione spaziale. La dedizione della NASA nel migliorare i sistemi di comunicazione contribuirà senza dubbio al successo delle future missioni e aprirà la strada a ulteriori esplorazioni al di là dell’atmosfera terrestre.
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