Nel novembre del 2023, la Terra ha ricevuto per la prima volta nella storia un messaggio inviato dallo spazio, a 16 milioni di km di distanza. Questo messaggio è stato inviato tramite laser come test dell'esperimento DSOC (Deep Space Optical Communications) della NASA.
L'esperimento è stato condotto sulla navicella spaziale Psyche, che stava viaggiando nello spazio profondo, ben oltre la Luna. I ricercatori hanno affermato che questo è un risultato che potrebbe trasformare completamente il modo in cui i veicoli spaziali comunicano.
Per saperne di più:
L'aspettativa per l'esperimento è che il meccanismo possa, un giorno, consentire agli esseri umani di trasmettere videochiamate su Marte, come un modo per perseguire i piani per colonizzare il pianeta in futuro. Controlla di seguito cosa sono questi messaggi laser e come funzionano.
Cos'è la messaggistica laser?
Credito: NASA
L'esperimento dell'anno scorso è stato la dimostrazione più distante di questo tipo di comunicazione ottica, in cui DSOC ha trasmesso un laser nel vicino infrarosso codificato con dati di test dalla sua posizione, a circa 16 milioni di km dalla Terra.
In passato, le comunicazioni ottiche sono state utilizzate come mezzo per inviare messaggi dall'orbita terrestre, ma questa è la distanza più grande mai raggiunta dai raggi laser, essendo circa 40 volte maggiore del normale. Il metodo fa sì che un fascio di fotoni si muova nella stessa direzione e nella stessa lunghezza d'onda.
Con la comunicazione laser è possibile trasmettere grandi quantità di dati a velocità senza precedenti, impacchettando le informazioni nelle oscillazioni delle onde luminose, codificando un segnale ottico in grado di trasportare messaggi a un ricevitore, attraverso raggi infrarossi, invisibili all'uomo.
Rappresentazione artistica del segnale radio ASKAP J173608.2-321635 in arrivo sulla Terra. Credito: Sebastian Zentilomo / Università di Sydney
La NASA utilizza tipicamente le onde radio per comunicare con le missioni oltre la Luna, ma i raggi laser offrono un ulteriore vantaggio: è possibile racchiudere molti più dati in onde più strette.
Trasmettendo più dati, le missioni future potrebbero trasportare strumenti scientifici a risoluzione più elevata e comunicazioni più veloci su potenziali missioni nello spazio profondo.
Secondo la NASA, il sistema può trasmettere informazioni da 10 a 100 volte più velocemente delle attuali apparecchiature di comunicazione spaziale, ad esempio il messaggio ricevuto dalla Terra è arrivato in 50 secondi.
Tuttavia, questa comunicazione presenta ancora alcune sfide. Maggiore è la distanza che la comunicazione ottica deve percorrere, più difficile diventa, a causa della difficoltà di precisione nel puntamento del raggio laser. Anche il segnale del fotone diventa più debole, impiegando più tempo per raggiungere la sua destinazione e causando ritardi nella comunicazione.
Come funziona la messaggistica laser?
Rappresentazione concettuale del Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) della NASA che trasferisce dati su collegamenti laser a infrarossi tra la Stazione Spaziale Internazionale e una stazione di terra sulla Terra. Credito: NASA/Dave Ryan
In poche parole, il nuovo tipo di comunicazione nello spazio profondo utilizza la codifica dei dati in fotoni alle lunghezze d’onda dell’infrarosso. Questa comunicazione ottica è la stessa tecnologia utilizzata in Internet in fibra ottica.
Il vantaggio principale è che il segnale luminoso arriva veloce quanto le onde radio, ma può comunicare molte più informazioni, potendo offrire upload e download ad alta velocità, proprio come facciamo con la fibra ottica.