A montagem do voo de demonstração do Laser Communications Relay chegou ao Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, em meados de setembro. A montagem servirá como espinha dorsal para a carga útil, ao qual todos os componentes do LCRD serão anexados. Crédito:NASA Goddard / Barbara Lambert
A missão Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) da NASA começou a integração e os testes no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. A missão demonstrará como uma transição de comunicações de rádio para laser melhorará exponencialmente a maneira como nos conectamos com astronautas e espaçonaves.
"LCRD é um grande passo na evolução das comunicações espaciais, "disse Dave Israel, Investigador principal do LCRD. "O LCRD demonstrará como as tecnologias de comunicação a laser podem ser aplicadas para aprimorar significativamente as capacidades da infraestrutura de comunicação da NASA."
Até recentemente, As naves espaciais da NASA dependeram totalmente de comunicações de rádio. Agora, A NASA está desenvolvendo tecnologias de comunicação a laser de ponta em uma mudança de paradigma de comunicações exclusivamente de rádio para um híbrido de rádio e laser.
As comunicações a laser podem fornecer taxas de dados de 10 a 100 vezes melhores do que o rádio devido à maior largura de banda. Isso significa que as comunicações a laser podem transmitir mais dados por vez do que o rádio, mesmo que ambos os tipos de comunicação só possam viajar na velocidade da luz. Para transmitir uma resolução de um pé do "mapa do Google" de toda a superfície marciana, o melhor sistema de comunicação de radiofrequência levaria nove anos para enviar todos os dados. As comunicações a laser podem fazer isso em nove semanas. Adicionalmente, os sistemas de comunicação a laser ocupam muito menos área e peso para as mesmas (ou melhores) taxas de dados do que os sistemas de rádio.
A missão LCRD continua o legado da Demonstração de Comunicações Lunar Laser (LLCD), que voou a bordo de uma espaçonave em órbita lunar em 2013. No geral, em comparação com os sistemas de comunicação tradicionais nas espaçonaves de hoje, LLCD usou metade da massa, 25 por cento menos energia, e ainda transmitiu seis vezes mais dados por segundo.
O LCRD será o pioneiro na transmissão de dados por meio de lasers. A missão demonstrará a viabilidade e os benefícios das comunicações a laser em redes futuras. Integração e teste, em andamento agora em Goddard, é uma etapa crucial para garantir que essas tecnologias funcionem no ambiente hostil.
Os engenheiros do LCRD colocam o Flight Modem 2 na câmara térmica de vácuo para teste. Os modems de voo do LCRD são uma parte crítica da carga útil do LCRD. Eles codificam os dados em luz laser para serem transmitidos ao solo. Crédito:NASA Goddard / Barbara Lambert
"Existem três fases de integração e teste que conduzem ao lançamento, "disse Glenn Jackson, Gerente de projeto de carga útil LCRD. "Estamos no caminho certo para terminar a primeira fase, integração de carga útil, até o final de dezembro. A próxima fase é testar toda a carga útil em um ambiente de voo, incluindo eletromagnético, teste de vácuo acústico e térmico. "
Os testes são realizados no Centro de Engenharia e Integração de Testes Ambientais de Goddard. A instalação garante que cada instrumento esteja pronto para o lançamento, testá-los em condições que imitam o lançamento e o espaço.
Uma câmara de teste acústico de 42 pés de altura expõe instrumentos para lançar sons equivalentes a 150 decibéis, ou o volume de uma decolagem de jato a 30 metros de distância. Uma câmara de vácuo térmico resfria a espaçonave a temperaturas abaixo de zero em um vácuo artificial.
"A integração e o teste consistem em garantir que os instrumentos estão se comunicando, trabalhando juntos, "disse Bill Potter, gerente de projeto para integração e atividades de teste do LCRD. "Temos uma equipe de cerca de 60 engenheiros em várias disciplinas, garantindo que o dispositivo funcione conforme o esperado no ambiente espacial."
Junto com os testes em Goddard, NASA está calibrando Optical Ground Station 2, uma das duas estações terrestres que se comunicam com o LCRD. A estação fica no topo de uma montanha no Havaí para evitar interferência de transmissão da cobertura de nuvens. Laboratório de propulsão a jato da NASA em Pasadena, Califórnia, opera a outra estação terrestre do LCRD em uma instalação na Table Mountain, Califórnia.
As tecnologias LCRD irão, uma vez provado, ser aproveitado a bordo de duas próximas missões da NASA, o Modem de usuário de órbita baixa terrestre LCRD integrado e o terminal amplificador (ILLUMA-T) e o projeto Optical-to-Orion (O2O).
Os engenheiros do LCRD preparam o Flight Modem 2 para o teste de vibração. Crédito:NASA Goddard / Barbara Lambert
O ILLUMA-T voará a bordo da Estação Espacial Internacional como a primeira demonstração de um sistema de comunicação a laser ponta a ponta totalmente operacional. Ele fornecerá à estação um terminal de comunicação a laser de última geração com tamanho aprimorado, peso, taxas de energia e dados em sistemas de rádio comparáveis.
A NASA planeja voar O2O a bordo da espaçonave Orion no primeiro vôo com astronautas, alavancando as comunicações a laser para futuros voos espaciais humanos. Suas taxas de dados mais altas permitirão aos astronautas fazer videoconferências com a Terra e transmitir vídeos de alta definição de missões exploratórias além da órbita baixa da Terra.
O recente lançamento do último satélite de rastreamento e retransmissão de dados da NASA encerrou um capítulo na história das comunicações espaciais. As futuras gerações de satélites da Rede Espacial incorporarão tecnologias de laser desenvolvidas nesta década. A missão do LCRD é um marco importante dessa jornada.
A missão LCRD é uma colaboração entre a Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial da NASA e o escritório do programa de Navegação e Comunicações Espaciais da NASA, e está sendo desenvolvido em cooperação com o MIT Lincoln Laboratory. A carga útil do LCRD estará a bordo de uma espaçonave da Força Aérea dos EUA como parte da missão do Programa de Teste Espacial (STP-3) e está programado para ser lançado em 2019.
Visite o site da divisão de Exploração e Comunicações Espaciais para obter mais informações sobre LCRD e comunicações a laser.
