Milhões de pessoas acompanharam o histórico lançamento da Artemis II e ficaram cativadas pela jornada de 10 dias da missão em órbita ao redor da Lua. Astronautas da NASA Reid Wiseman, Victor Glover e Christina Koch, juntamente com o astronauta da CSA (Canadian Space Agency) Jeremy Hansen, avançaram mais no espaço do que qualquer ser humano antes. Uma parte da capacidade do público de vivenciar a missão em alta definição se deve às comunicações a laser.
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Uma animação mostra a cápsula Orion usando luz infravermelha. Embora a luz infravermelha seja mostrada aqui, ela é, na verdade, invisível ao olho humano.
NASA/Dave Ryan
Sistemas de comunicações a laser, ou ópticas, usam luz infravermelha invisível para transmitir mais dados em um único enlace de descida do que sistemas tradicionais de radiofrequência. Durante a Artemis II, a NASA testou um sistema de comunicações ópticas para demonstrar os benefícios que as comunicações a laser podem trazer para futuras missões de voos espaciais tripulados à Lua.
O terminal óptico, uma carga útil acoplada ao exterior da espaçonave Orion, marcou a primeira vez que comunicações a laser apoiaram uma missão tripulada à distância lunar. O terminal coletou e transmitiu vídeo em alta definição, procedimentos de voo, fotos, dados de engenharia e de ciência, além de comunicações de voz para a Terra por meio de sinais a laser quando a espaçonave tinha linha de visada com terminais terrestres.
A cápsula Orion mostrando o Orion Artemis II Optical Communications System (O2O). O2O foi desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory, em Lexington, Massachusetts.
NASA
“Acesso a imagens de alta resolução e a outros dados científicos durante fases dinâmicas de missões científicas é uma virada de jogo”, disse a doutora Kelsey Young, líder de ciência lunar da Artemis II. “Isso significa percepções mais rápidas, melhor tomada de decisão científica para apoiar a tripulação enquanto ela conclui a exploração científica, e uma missão com uma presença científica mais integrada. Pareceu que estávamos bem ali com a tripulação, e isso maximizou o impacto da ciência lunar da missão, permitindo uma conferência de ciência com a tripulação mais produtiva na manhã seguinte ao sobrevoo.”
“Acesso a imagens de alta resolução e a outros dados científicos durante fases dinâmicas de missões científicas é uma virada de jogo.”
Dra. Kelsey Young
Líder de Ciência Lunar da Artemis II
Durante a jornada de cerca de 10 dias, o sistema de comunicações a laser trocou 484 gigabytes de dados entre a Orion e a Terra, o que equivale aproximadamente a 100 filmes em alta definição em comparação com a capacidade de sistemas padrão de radiofrequência. As fotos nítidas e claras de Earthset, Earthrise e muitas das outras imagens da missão foram enviadas por descida pelos enlaces a laser do sistema de comunicações ópticas da Artemis II. O terminal também foi capaz de transmitir dados para a cápsula Orion, entregando informações à tripulação.
O eclipse solar capturado por uma câmera instalada em uma das asas do painel solar da espaçonave Orion durante o sobrevoo da tripulação da Artemis II da face distante da Lua.
NASA
As principais comunicações da Artemis II foram apoiadas pela Near Space Network e pela Deep Space Network , sistemas tradicionais de radiofrequência da NASA. Em distâncias lunares, com a estrutura de processamento atual, esses sistemas eram limitados a taxas de dados na faixa de dígitos únicos, em megabits por segundo. Quando o sistema óptico estava em uso, o módulo de tripulação da Orion estabeleceu múltiplos enlaces de descida de 260 megabits por segundo, superando muitas das metas de demonstração.
Na Terra, telescópios de estações terrestres da NASA no Jet Propulsion Laboratory , no sul da Califórnia, e no White Sands Complex, no Novo México, foram selecionados por seus ambientes secos e em alta altitude, para garantir um enlace forte entre a Terra e o terminal óptico a bordo da Orion. Essas estações coletaram a maior parte dos sinais ópticos da Orion, atingindo um recorde de 26 gigabytes de dados recebidos, baixados e transmitidos ao controle da missão em menos de uma hora — possibilitando uma transferência de dados mais rápida do que a maioria das capacidades de internet residencial.
Este vídeo da transmissão da NASA mostra o feed da Orion alternando do enlace de radiofrequência para o enlace óptico e a mudança na nitidez.
Além das duas principais estações terrestres da NASA, a Orion também enviou por descida dados para um novo local no Australian National University Quantum Optical Ground Station, no Mount Stromlo, em Canberra, Austrália. Após vários anos de apoio técnico, especialistas em conteúdo da Glenn Research Center , em Cleveland, e do Goddard Space Flight Center , em Greenbelt, Maryland, trabalharam com a universidade para construir e demonstrar um telescópio óptico capaz de operar na Lua, aproveitando peças acessíveis desenvolvidas pela indústria comercial.
Quantum Optical Ground Station (QOGS) no Mount Stromlo Observatory, em Canberra, Austrália.
ANU/Nic Vevers
Ao longo da missão, o local australiano alcançou vídeo em fluxo duplo com a Orion por mais de 15,5 horas, contribuindo para o feed “Live Views from Orion” da NASA, que permitiu que milhões de espectadores acompanhassem os marcos da Artemis II. A estação terrestre enviou com sucesso por descida a maior taxa de dados possível do terminal, de 260 megabits por segundo, demonstrando que peças comerciais prontas para uso podem ser aproveitadas para reduzir o custo, o tempo e a dificuldade necessários para montar estações terrestres ópticas.
Comunicações espaciais não são apenas sobre mover bytes; é sobre entregar as imagens, o vídeo e as vozes da tripulação que dão vida a uma missão.
Greg Heckler
Gerente Adjunto de Programa para Desenvolvimento de Capacidade (SCaN)
“Comunicações espaciais não são apenas sobre mover bytes; é sobre entregar as imagens, o vídeo e as vozes da tripulação que dão vida a uma missão”, disse Greg Heckler, gerente adjunto de programa para desenvolvimento de capacidade da SCaN. “Com a carga útil óptica, conseguimos acompanhar os astronautas iniciando a jornada deles em quase tempo real. Esses momentos nos deram uma nova visão de tirar o fôlego da Terra e revelaram que a tripulação não é apenas uma equipe, mas uma família.”
À medida que a NASA avança os limites da exploração humana, o uso bem-sucedido de comunicações a laser demonstrou uma transferência de dados mais rápida, oferecendo uma visão das opções para futuras missões da agência.
Sob o programa Artemis, a NASA enviará astronautas em missões cada vez mais difíceis para explorar mais da Lua em busca de descobertas científicas e benefícios econômicos, construindo a base para as primeiras missões tripuladas a Marte.
Saiba mais sobre a missão Artemis II:
https://www.nasa.gov/artemis-ii
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