A laser beam sends information 350 million kilometers/Un rayo láser envía información a 350 millones de kilómetros

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If we want ours to be a multiplanetary civilization, we will have to improve our way of communicating with settlements and spacecraft traveling throughout the solar system. Traditionally, interplanetary missions have relied on radio waves for communications, and while these have great range—in fact, Voyager 1 and 2 send data from the far reaches of the solar system—they have a bandwidth limit (the amount of data they can transmit), which makes it difficult to send large volumes of scientific information.

Si queremos que la nuestra sea un civilización multiplanetaria tendremos que mejorar nuestra forma de comunicarnos con los asentamientos y las naves que circulen por el sistema solar. Tradicionalmente, las misiones interplanetarias han dependido de ondas de radio para las comunicaciones y aunque estas tienen un gran alcance, de hecho las "Voyager 1 y 2 envían datos desde los confines del sistema solar, tienen un límite de ancho de banda (cantidad de datos que puede trasmitir), lo que dificulta enviar grandes volúmenes de información científica.

Along these lines, NASA successfully transmitted and received information using a laser beam for the first time over a distance of 350 million kilometers, using the Psyche spacecraft as a test platform for a new technology called Deep Space Optical Communications (DSOC). This marks a leap forward from traditional radio-wave-based systems and will allow massive volumes of data, such as high-definition images and videos, to be sent much more quickly and efficiently from distant destinations like Mars or even the asteroid belt.

En esta línea, la NASA logró por primera vez transmitir y recibir información mediante un rayo láser a una distancia de 350 millones de kilómetros, utilizando la nave Psyche como plataforma de pruebas para una nueva tecnología llamada “Comunicaciones ópticas del espacio profundo” (DSOC). Esto marca un salto respecto a los sistemas tradicionales basados en ondas de radio y permitirá enviar volúmenes enormes de datos, como imágenes y vídeos de alta definición, mucho más rápido y eficiente desde destinos alejados como Marte o incluso el cinturón de asteroides.

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Laser light waves can transmit up to 100 times more data per second than current radio frequency systems. Lasers use much more focused beams than radio waves. Although this requires extreme precision to aim the signal over millions of kilometers, it allows the signal power to be more concentrated, making communication more stable and effective over long distances. Laser systems are also more efficient, allowing spacecraft to send more data while consuming less power.

Las ondas de luz láser pueden transmitir hasta 100 veces más datos por segundo que los sistemas de radiofrecuencia actuales. El láser utiliza haces mucho más enfocados que las ondas de radio. Aunque esto requiere una precisión extrema para apuntar la señal a lo largo de millones de kilómetros, permite que la potencia de la señal se concentre más, haciendo la comunicación más estable y efectiva a grandes distancias. Los sistemas láser también son más eficientes, permitiendo que las naves espaciales envíen más datos consumiendo menos energía.

The system transmits data encoded in pulses of laser light, using special wavelengths (1,064 nm for uplink and 1,550 nm for downlink), which travel vast distances almost unabsorbed by Earth's atmosphere. The Psyche spacecraft was able to capture eight high-power infrared beams sent from Earth and respond with its own low-power laser, which was detected at observatories like Palomar using cryogenically cooled superconducting detectors. A total of 65 successful tests were conducted over nearly two years, confirming that the laser can operate to reliably receive and transmit data millions of kilometers away.

El sistema transmite datos codificados en pulsos de luz láser, usando longitudes de onda especiales (1.064 nm para ascendente y 1.550 nm para descendente), que viajan enormes distancias casi sin ser absorbidas por la atmósfera terrestre. La nave Psyche pudo captar ocho haces infrarrojos de alta potencia enviados desde la Tierra y responder con un láser propio de baja potencia que logró ser distinguido en observatorios como Palomar, usando detectores superconductores enfriados criogénicamente. En total se realizaron 65 pruebas exitosas en casi dos años, confirmando que el láser puede funcionar para recibir y enviar datos fiables a millones de kilómetros de distancia.

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This breakthrough will enable more secure, faster, and more capacious communications for future scientific and manned missions, especially those exploring Mars and deep space. The experiment demonstrates that it is possible to establish an "information highway" using laser beams between Earth and distant spacecraft or settlements, revolutionizing the way we communicate with deep space. In the short term, this breakthrough is a fundamental step for future manned missions to Mars, where the need for rapid and efficient communication will be vital.

Este avance permitirá comunicaciones más seguras, rápidas y voluminosas para futuras misiones científicas y tripuladas, especialmente para explotar Marte y el espacio profundo. El experimento demuestra que es posible establecer una "autopista de información" usando rayos láser entre la Tierra y naves o asentamientos distantes, revolucionando la forma en que nos comunicamos con el espacio profundo. A corto plazo este avance es un paso fundamental para las futuras misiones tripuladas a Marte, donde la necesidad de una comunicación rápida y eficiente será algo vital.

With this and all the advances made in spaceflight in just a decade, there's no doubt that before I pass away, I'll see human colonies on the Moon and, who knows, maybe even some budding installation on Mars. Maybe I'll even get lucky and Steem will stop crawling on the ground and I'll be able to finance my own trip to spend a vacation in the seas of the Moon. The technological change I've experienced in my lifetime is fascinating, from rewinding cassette tapes with a pencil to considering space travel. Mind-blowing!

Con esto y todos los avances obtenidos en los vuelos espaciales en apenas una década, no cabe duda de que antes de que pase a mejor vida veré colonias de humanos en la Luna y quien sabe si alguna instalación incipiente en Marte. Tal vez incluso tenga suerte y el Steem deje de arrastrarse por los suelos y pueda financiarme mi propio viaje a pasarme unas vacaciones en los mares de la Luna. Resulta fascinante el cambio tecnológico experimentado a lo largo de mi vida, de rebobinar cintas de casete con un lápiz a plantearme hacer un viaje espacial. ¡Alucinante!

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https://optics.org/news/16/9/37

https://es.gizmodo.com/un-rayo-laser-viaja-350-millones-de-kilometros-la-nasa-demuestra-que-el-futuro-de-las-comunicaciones-espaciales-ya-no-depende-de-las-ondas-de-radio-2000194057