La missione LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) della NASA ha iniziato l'integrazione e i test presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. La missione dimostrerà come una transizione dalle comunicazioni radio a quelle laser migliorerà in modo esponenziale il modo in cui ci connettiamo con astronauti e veicoli spaziali.

"LCRD è un grande passo nell'evoluzione delle comunicazioni spaziali, " ha detto Dave Israel, Investigatore principale di LCRD. "LCRD dimostrerà come le tecnologie di comunicazione laser possono essere applicate per migliorare significativamente le capacità dell'infrastruttura di comunicazione della NASA".

Fino a poco tempo fa, I veicoli spaziali della NASA dipendono interamente dalle comunicazioni radio. Ora, La NASA sta sviluppando tecnologie di comunicazione laser all'avanguardia in un cambio di paradigma dalle comunicazioni esclusivamente radio a un ibrido di radio e laser.

Le comunicazioni laser potrebbero fornire velocità di trasmissione dati da 10 a 100 volte migliori rispetto alla radio a causa della maggiore larghezza di banda. Ciò significa che le comunicazioni laser possono trasmettere più dati alla volta rispetto alla radio, anche se entrambi i tipi di comunicazione possono viaggiare solo alla velocità della luce. Per trasmettere una "mappa di Google" con risoluzione di un piede dell'intera superficie marziana, il miglior sistema di comunicazione in radiofrequenza impiegherebbe nove anni per inviare tutti i dati. Le comunicazioni laser potrebbero farlo in nove settimane. Inoltre, i sistemi di comunicazione laser occupano molta meno area e peso per le stesse (o migliori) velocità di trasmissione dati rispetto ai sistemi radio.

La missione LCRD continua l'eredità della Lunar Laser Communications Demonstration (LLCD), che ha volato a bordo di un veicolo spaziale in orbita attorno alla luna nel 2013. Nel complesso, rispetto ai tradizionali sistemi di comunicazione sui veicoli spaziali di oggi, LLCD ha usato metà della massa, 25 percento di potenza in meno, e trasmetteva ancora una quantità di dati sei volte superiore al secondo.

LCRD sarà il pioniere della trasmissione dei dati attraverso i laser. La missione dimostrerà la fattibilità ei vantaggi delle comunicazioni laser nelle reti future. Integrazione e test, in corso ora a Goddard, è un passo cruciale per garantire che queste tecnologie funzionino nel duro ambiente dello spazio.

"Ci sono tre fasi di integrazione e test che portano al lancio, " ha detto Glenn Jackson, Responsabile di progetto del carico utile di LCRD. "Siamo sulla buona strada per finire la prima fase, integrazione del carico utile, entro la fine di dicembre. La fase successiva consiste nel testare l'intero carico utile in un ambiente di volo, compreso quello elettromagnetico, prove di vuoto acustico e termico."

I test si svolgono nell'Environmental Test Engineering and Integration Facility di Goddard. La struttura garantisce che ogni strumento sia pronto per il lancio, testandoli in condizioni che mimano il lancio e lo spazio.

Una camera di prova acustica alta 42 piedi espone gli strumenti a suoni di lancio equivalenti a 150 decibel, o il volume di un jet al decollo da 80 piedi di distanza. Una camera a vuoto termico raffredda il veicolo spaziale a temperature sotto lo zero in un vuoto artificiale.

"L'integrazione e il test si basano sull'assicurarsi che gli strumenti parlino tra loro, lavorare insieme, " disse Bill Potter, project manager per l'attività di integrazione e test di LCRD. "Abbiamo un team di circa 60 ingegneri in una serie di discipline che si assicurano che il dispositivo funzioni come previsto nell'ambiente spaziale".

Oltre ai test a Goddard, La NASA sta calibrando Optical Ground Station 2, una delle due stazioni di terra che comunicheranno con LCRD. La stazione si trova in cima a una montagna alle Hawaii per evitare interferenze di trasmissione dalla copertura nuvolosa. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, gestisce l'altra stazione di terra di LCRD in una struttura a Table Mountain, California.

Le tecnologie LCRD saranno, una volta provato, essere sfruttato a bordo di due imminenti missioni della NASA, il modem utente integrato LCRD Low-Earth Orbit e terminale amplificatore (ILLUMA-T) e il progetto Optical-to-Orion (O2O).

ILLUMA-T volerà a bordo della Stazione Spaziale Internazionale come prima dimostrazione di un sistema di comunicazione laser end-to-end completamente operativo. Fornirà alla stazione un terminale di comunicazione laser all'avanguardia con dimensioni migliorate, il peso, potenza e velocità di trasmissione dati rispetto a sistemi radio comparabili.

La NASA prevede di far volare O2O a bordo della navicella spaziale Orion nel primo volo con gli astronauti, sfruttando le comunicazioni laser per i futuri voli spaziali umani. Le sue velocità di trasmissione dati più elevate consentiranno agli astronauti di effettuare videoconferenze con la Terra e trasmettere video ad alta definizione di missioni esplorative oltre l'orbita terrestre bassa.

Il recente lancio dell'ultimo satellite Tracking and Data Relay della NASA ha chiuso un capitolo nella storia delle comunicazioni spaziali. Le future generazioni di satelliti della rete spaziale incorporeranno le tecnologie laser sviluppate in questo decennio. La missione LCRD è una pietra miliare importante di quel viaggio.

La missione LCRD è una collaborazione tra la Space Technology Mission Directorate della NASA e l'ufficio del programma Space Communications and Navigation della NASA, ed è sviluppato in collaborazione con il MIT Lincoln Laboratory. Il carico utile LCRD sarà a bordo di un veicolo spaziale dell'aeronautica statunitense come parte della missione Space Test Program (STP-3) e il lancio è previsto per il 2019.

Visita il sito web della divisione Exploration and Space Communications per ulteriori informazioni su LCRD e comunicazioni laser.