Dagli albori dell’astronautica, fino ai giorni nostri, i satelliti artificiali hanno sempre impiegato i segnali radio per inviare e ricevere le comunicazioni dalle stazioni al suolo. Anche i veicoli automatici che verranno lanciati nell’immediato futuro, per poter comunicare, dovranno essere muniti di ingombranti antenne a disco per poter inviare e ricevere istruzioni e dati con la Terra.
Tuttavia, se tutto andrà per il verso giusto, l’ESA e la NASA dimostreranno il prossimo anno che le comunicazioni a lunghezze d’onda ottiche suolo-spazio-suolo saranno una tecnologia matura e molto veloce, pronta per essere impiegata nelle future missioni in orbita terrestre e nel Sistema Solare che richiederanno un flusso di dati sempre più intenso.
Infatti nel 2013, un satellite dell’ente spaziale statunitense invierà dei segnali digitali ad una stazione ricevente dell’Agenzia Spaziale Europea, con un una velocità tale da poter trasmettere dozzine di films in una sola volta.
Questa attività congiunta ESA/NASA fa parte del progetto Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) della NASA, che impiegherà un nuovo terminale ottico installato sulla sonda Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) americana per comunicare con un trio di stazioni sulla Terra.
Rappresentazione artistica della sonda LADEE. Credits: NASA/Ames
Come spiegato nella nota ufficiale dell’ESA, da diversi anni l’ente spaziale europeo è impegnato nel campo delle comunicazioni spaziali laser. Infatti, come spiega Zoran Sodnik, il manager del progetto Lunar Optical Communication Link per l’Agenzia Spaziale Europea, proprio gli europei effettuarono nel 2001 la prima comunicazione spacecraft-to-spacecraft ed un sistema di comunicazione laser di seconda generazione verrà lanciato nel 2013 con il satellite Alphasat, mentre nel 2015 entrerà in servizio con il sistema European Data Relay Satellite.
Ora si tratta di verificare l’efficienza di questa tecnologia anche attraverso l’atmosfera terrestre.
Le promesse legate all’utilizzo delle comunicazioni a laser ottico, riguardano essenzialmente la riduzione della massa e del volume necessari per l’equipaggio di ricetrasmissione di bordo e le caratteristiche dei data rates, che saranno diverse volte più veloci rispetto a quelli ottenibili con l’impiego delle frequenze radio.
Il satellite LADEE, che verrà inviato verso la Luna nel 2013, trasmetterà dei segnali laser verso due stazioni della NASA, una in California ed una nel New Mexico, e verso l’Optical Ground Station (OGS) dell’ESA, di Tenerife, Spagna.
Come ha sottolineato John Rush dell’Office of Space Communication & Navigation della NASA, la missione LLCD è una chiara dimostrazione del supporto incrociato che entrambe le agenzie stanno offrendo alle comunicazioni ottiche, come peraltro raccomandato dall’Optical Link Study Group. L’OLSG è un subcomitato dell’Interagency Operations Advisory Group; è gestito congiuntamente dalle due agenzie spaziali e sta sviluppando le linee guida per la standardizzazione delle comunicazioni ottiche che permetteranno il futuro supporto incrociato fra i due enti spaziali.
Questo gruppo di studio ha stabilito che per ottenere alti livelli di affidabilità nel trasferimento dei dati, saranno necessarie diverse stazioni di terra situate in punti geograficamente diversi, al fine di limitare l’effetto di disturbo dell’eventuale copertura nuvolosa.
“Gestire diverse ground station è costoso, quindi suddividere questa spesa fra le due agenzie, velocizzerà l’introduzione della tecnologia della comunicazione ottica nelle nostre missioni spaziali.” Ha concluso Rush.
Nell’autunno del 2013, i primi dati di prova verranno trasmessi attraverso l’atmosfera verso il ricevitore di LADEE e da qui un fascio di di luce infrarossa a 1550 nm verrà inviato verso la Terra impiegando delle nuove tecniche di modulazione e codifica.
La stazione dell’ESA di Tenerife verrà allestita con un nuovo equipaggiamento di puntamento, inseguimento ed acquisizione, visto che i segnali laser viaggeranno lungo un fascio luminoso molto stretto e necessiteranno quindi di essere rilevati con estrema precisione. Inoltre, verrà installato un nuovo ricevitore ottico sviluppato per l’occasione dalla svizzera RUAG Space.
Questo nuovo ricevitore ottico verrà testato agli inizi del 2013 presso i laboratori del costruttore d’oltralpe, e nel mese di Marzo verrà installato a Tenerife.
Il lancio di LADEE è previsto per la metà del 2013, mentre i primi tests di collegamento laser inizieranno dopo quattro settimane dall’inserimento in orbita lunare.
Fonte: ESA
