Comunicações via satélite a laser são testadas com sucesso

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/04/2021

Capturar um feixe de laser movendo-se a cerca de 7 km/s não é uma tarefa fácil.
[Imagem: NICT/DLR]

Via satélite com laser

Uma equipe do Japão e da Alemanha demonstrou a viabilidade técnica de comunicações via satélite usando ondas de luz, em lugar das tradicionais ondas de rádio.

Com potencial para uma largura de banda muito maior, as comunicações ópticas via satélite precisam lidar com as turbulências que a atmosfera gera para o feixe de luz - o "ruído" é tão grande que mais do que anula os ganhos de velocidade em relação às ondas de rádio.

A equipe superou esse desafio com uma série de inovações, a começar por uma mesa de posicionamento mais precisa, que permite manter o feixe de transmissão precisamente apontado para o satélite e, na recepção, captar o sinal de descida igualmente ajustado.

O satélite é o "Laptop voador", um pequeno satélite experimental lançado pela Universidade de Stuttgart, na Alemanha - ele pesa 120 kg, mede 60 x 70 x 85 cm e está em uma órbita polar a cerca de 600km de altitude.

Um dos instrumentos do satélite é o OSIRISv1, um sistema de comunicação a laser construído pela Agência Espacial Alemã (DLR).

Esquema do sistema de recepção e monitoramento da interferência atmosférica.
[Imagem: NICT/DLR]

Comunicação óptica via satélite

O OSIRISv1 conseguiu uma conexão sustentada e eficiente com uma antena receptora de alta sensibilidade construída pelo Instituto Nacional de Tecnologias da Informação e Comunicação (NICT), do Japão.

Durante as transmissões, o satélite precisa apontar o OSIRIS para a estação terrestre enquanto se move a 6,9 km/s. Igualmente, no solo, o telescópio da mesa óptica também precisa acompanhar o movimento do satélite.

Além de as "miras" dos dois equipamentos terem-se mostrado precisas, a equipe avaliou o funcionamento do sistema de compensação das turbulências atmosféricas, um aparato que funciona de forma semelhante aos sistemas de óptica adaptativa usados em astronomia, em que lasers são usados para anular a interferência atmosférica nos telescópios.

Além disso, visando a eventual disseminação global das comunicações ópticas espaciais, é necessário desenvolver uma estação terrestre pequena e de baixo custo. Para isso, os colaboradores japoneses desenvolveram um sistema que usa um pequeno telescópio de 20 cm, disponível comercialmente, operando em paralelo à estação terrestre óptica de 1 metro.

Este é o "Laptop voador", com destaque para o sistema hemisférico de comunicação óptica.
[Imagem: DLR]

Próximos passos

"Os valiosos dados coletados durante esses experimentos bem-sucedidos são importantes para a modelagem da turbulência atmosférica e dos erros de rastreamento, e espera-se que contribuam para o desenvolvimento da tecnologia de comunicação óptica espacial," anunciou a equipe.

A expectativa é que a análise desses dados experimentais permita construir um sistema de recepção de operação simples e já acoplado ao sistema de fibra óptica tradicional.