La nuova antenna ibrida della Nasa per comunicazioni spaziali
La NASA ha recentemente inaugurato una nuova era nella comunicazione spaziale profonda con lo sviluppo e il dispiegamento di una rivoluzionaria antenna ibrida, parte del Deep Space Network (DSN). Situata al Goldstone Deep Space Communications Complex vicino a Barstow, in California, questa antenna, denominata Deep Space Station 13, rappresenta un significativo salto tecnologico in avanti, combinando la ricezione di segnali sia in frequenza radio che ottici (laser).
Questa antenna ibrida radio-ottica da 34 metri ha iniziato a tracciare il laser in downlink del Deep Space Optical Communications (DSOC), una dimostrazione tecnologica a bordo della missione Psyche della NASA, lanciata il 13 ottobre 2023. La capacità di ricevere segnali radio e laser simultaneamente da deep space è un’innovazione che promette di rivoluzionare le comunicazioni spaziali, incrementando notevolmente la velocità e l’efficienza della trasmissione dei dati.
Il sistema DSOC sperimenta la trasmissione di dati ad altissima velocità, raggiungendo un tasso di trasferimento di 15,63 megabit al secondo da una distanza di 20 milioni di miglia (circa 32 milioni di chilometri), circa 40 volte più veloce delle comunicazioni in frequenza radio a quella distanza. Questa prestazione segna un importante passo avanti verso la possibilità di trasmettere video ad alta definizione e grandi volumi di dati scientifici dalla profondità dello spazio, una capacità che sarà fondamentale per le future missioni di esplorazione umana e robotica nello spazio profondo, comprese le ambizioni di portare gli esseri umani su Marte.
Il cuore tecnologico dell’antenna ibrida è costituito da sette specchi segmentati ad alta precisione, ispirati alla configurazione dei segmenti dello specchio del Telescopio Spaziale James Webb della NASA. Questi specchi sono progettati per raccogliere i fotoni laser e rifletterli verso una telecamera ad alta esposizione, che poi trasmette il segnale a un rivelatore di fotoni singoli a semiconduttore raffreddato criogenicamente. Questo sistema di alta tolleranza, costruito su una struttura flessibile di 34 metri, rappresenta un’innovazione significativa nel campo delle comunicazioni ottiche profonde.
L’implementazione di questa tecnologia non solo aumenta la capacità di trasmissione dei dati ma introduce anche un’infrastruttura di comunicazione più efficiente per il Deep Space Network della NASA. Attualmente, il DSN si affida a 14 antenne distribuite in tre siti globali (California, Madrid e Canberra, Australia) per mantenere le comunicazioni con le missioni spaziali. Con l’integrazione delle comunicazioni ottiche, queste antenne ibride potrebbero gestire volumi di dati molto più elevati, usando le frequenze radio per dati meno intensivi, come la telemetria, e le comunicazioni ottiche per trasferimenti ad alta capacità.
L’antenna ibrida dimostra il potenziale per un futuro in cui le comunicazioni spaziali potrebbero essere significativamente più rapide ed efficienti, riducendo i tempi di trasmissione e migliorando la capacità di trasferire dati scientifici dettagliati e immagini ad alta risoluzione dalla frontiera finale.
