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ILLUMA-T, La nueva era de las comunicaciones espaciales

La NASA pronto desplegará ILLUMA-T en la Estación Espacial Internacional, con el objetivo de mejorar las comunicaciones láser en el espacio. Trabajando con el LCRD lanzado anteriormente, este sistema promete velocidades de transmisión de datos más rápidas utilizando luz infrarroja. El lanzamiento, las pruebas y las demostraciones de ILLUMA-T se basan en misiones pasadas, impulsando la visión de la NASA para las comunicaciones láser avanzadas en futuros esfuerzos espaciales.

La NASA utiliza la Estación Espacial Internacional (ISS), una nave espacial del tamaño de un campo de fútbol que orbita la Tierra, para aprender más sobre cómo vivir y trabajar en el espacio. Durante más de 20 años, la estación espacial ha proporcionado una plataforma única para la investigación y la investigación en áreas como la biología, la tecnología, la agricultura y más. Sirve como hogar para los astronautas que realizan experimentos, incluido el avance de las capacidades de comunicaciones espaciales de la NASA.


La carga útil ILLUMA-T de la NASA en una sala limpia Goddard. La carga útil se instalará en la Estación Espacial Internacional y demostrará velocidades de datos más altas con la Demostración de Retransmisión de Comunicaciones Láser de la NASA. Crédito: Dennis Henry

En 2023, la NASA enviará una demostración de tecnología conocida como Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) a la estación espacial. Juntos, ILLUMA-T y la Demostración de Relé de Comunicaciones Láser (LCRD), que se lanzó en diciembre de 2021, completarán el primer sistema de relé láser bidireccional de extremo a extremo de la NASA.

Con ILLUMA-T, la oficina del programa de Comunicaciones y Navegación Espacial (SCaN) de la NASA demostrará el poder de las comunicaciones láser desde la estación espacial. Utilizando luz infrarroja invisible, los sistemas de comunicaciones láser envían y reciben información a velocidades de datos más altas. Con velocidades de datos más altas, las misiones pueden enviar más imágenes y videos a la Tierra en una sola transmisión. Una vez instalado en la estación espacial, ILLUMA-T mostrará los beneficios que las velocidades de datos más altas podrían tener para las misiones en órbita terrestre baja.

Los beneficios de la comunicación láser


Un primer plano del módulo óptico de ILLUMA-T cubierto por una envoltura protectora. Crédito: NASA/Dennis Henry

“Las comunicaciones láser ofrecen a las misiones más flexibilidad y una forma acelerada de recuperar datos del espacio”, dijo Badri Younes, ex administrador asociado adjunto del programa SCaN de la NASA. “Estamos integrando esta tecnología en demostraciones cerca de la Tierra, en la Luna y en el espacio profundo”.

Además de velocidades de datos más altas, los sistemas láser son más ligeros y utilizan menos energía, un beneficio clave al diseñar naves espaciales. ILLUMA-T es aproximadamente del tamaño de un refrigerador estándar y se asegurará a un módulo externo en la estación espacial para realizar su demostración con LCRD.

Actualmente, LCRD está mostrando los beneficios de un relé láser en órbita geosincrónica, a 22.000 millas de la Tierra, al transmitir datos entre dos estaciones terrestres y realizar experimentos para refinar aún más las capacidades láser de la NASA.

“Una vez que ILLUMA-T esté en la estación espacial, la terminal enviará datos de alta resolución, incluidas imágenes y videos a LCRD a una velocidad de 1,2 gigabits por segundo”, dijo Matt Magsamen, subdirector de proyectos de ILLUMA-T. “Luego, los datos se enviarán desde LCRD a estaciones terrestres en Hawai y California. Esta demostración mostrará cómo las comunicaciones láser pueden beneficiar a las misiones en órbita terrestre baja”.

Lanzamiento y operaciones preliminares

ILLUMA-T se está lanzando como una carga útil en la 29ª misión de Servicios de Reabastecimiento Comercial de SpaceX para la NASA. En las primeras dos semanas después de su lanzamiento, ILLUMA-T será retirado del maletero de la nave espacial Dragon para su instalación en la Instalación Japonesa de Módulo-Exposición al Experimento (JEM-EF) de la estación, también conocida como “Kibo”, que significa “esperanza” en japonés.

Después de la instalación de la carga útil, el equipo de ILLUMA-T realizará pruebas preliminares y verificaciones en órbita. Una vez completado, el equipo hará un pase para la primera luz de la carga útil, un hito crítico en el que la misión transmite su primer haz de luz láser a través de su telescopio óptico a LCRD.

Una vez que se logre la primera luz, los experimentos de transmisión de datos y comunicaciones láser comenzarán y continuarán durante toda la duración de la misión planificada.


Hoja de ruta de comunicaciones láser de la NASA. Crédito: NASA / Dave Ryan

Prueba de láseres en diferentes escenarios

En el futuro, las comunicaciones láser operativas complementarán los sistemas de radiofrecuencia, que la mayoría de las misiones espaciales utilizan hoy en día para enviar datos a casa. ILLUMA-T no es la primera misión para probar las comunicaciones láser en el espacio, pero acerca a la NASA a la infusión operativa de la tecnología.

Además de LCRD, los predecesores de ILLUMA-T incluyen el sistema de entrega infrarroja TeraByte 2022, que actualmente está probando comunicaciones láser en un pequeño CubeSat en órbita terrestre baja; la Demostración de Comunicaciones Láser Lunar, que transfirió datos hacia y desde la órbita lunar a la Tierra y de regreso durante la misión Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer en 2014; y la carga útil óptica de 2017 para Lasercomm Science, que demostró cómo las comunicaciones láser pueden acelerar el flujo de información entre la Tierra y el espacio en comparación con las señales de radio.

Probar la capacidad de las comunicaciones láser para producir velocidades de datos más altas en una variedad de escenarios ayudará a la comunidad aeroespacial a refinar aún más la capacidad para futuras misiones a la Luna, Marte y el espacio profundo.

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