¡La "autopista de la información" Tierra-Luna está abierta! Según informó el Centro de Tecnología y Aplicaciones Espaciales de la Academia China de Ciencias, la misión experimental de comunicación láser Tierra-Luna de China ha logrado un importante avance, estableciendo con éxito un enlace láser bidireccional a una distancia de más de 400.000 kilómetros entre la Tierra y la Luna, y logrando por primera vez una comunicación láser bidireccional de alta velocidad Tierra-Luna. Esto marca que la comunicación láser espacial de China ha pasado oficialmente de la órbita terrestre cercana al espacio Tierra-Luna.
▲Diagrama esquemático de la comunicación láser bidireccional a escala Tierra-Luna.
La comunicación láser espacial es un método de comunicación que utiliza láser para transmitir información, y cuenta con ventajas como gran ancho de banda, alta velocidad, precisión direccional y buena confidencialidad. Sin embargo, cuanto mayor es la distancia, mayores son los desafíos técnicos. Yang Lei, investigador del Centro de Tecnología y Aplicaciones Espaciales de la Academia China de Ciencias, afirmó: "La comunicación láser en el espacio profundo siempre ha tenido que superar tres grandes obstáculos: la distancia suele ser de cientos de miles de kilómetros, lo que hace extremadamente difícil apuntar con precisión el haz; la señal llega a la Tierra tan debilitada que casi no se puede recibir; y la velocidad de transmisión tampoco ha podido aumentar."
La primera dificultad radica en el "apuntado". La comunicación entre la Tierra y la Luna es como intentar pasar un haz de luz extremadamente fino a través de un "ojo de aguja" en movimiento rápido a 400.000 kilómetros de distancia. Incluso una desviación angular mínima en el extremo emisor puede generar un error de posición de varios kilómetros al llegar al objetivo. Para ello, el equipo de investigación ideó un nuevo método: considerando de manera integral factores como la órbita del satélite, el error de instalación del telescopio, la refracción atmosférica y el tiempo de vuelo del láser, lograron que el satélite en el espacio y el telescopio en tierra se mantengan siempre alineados durante el movimiento, asegurando que el láser pueda apuntar con precisión a la posición predeterminada.
Resuelto el problema del "apuntado", surgió un nuevo desafío: cuando el láser recorre los 400.000 kilómetros y llega a la Tierra, ya está tan debilitado que solo quedan unos pocos fotones. La señal que el telescopio terrestre puede recibir es mínima, y la luz de la luna, la luz de las estrellas y la iluminación urbana también interfieren. Para ello, el equipo utilizó un "detector ultrasensible" capaz de detectar fotones individuales y desarrolló un complejo algoritmo de identificación de señales, logrando extraer la señal efectiva de entre un enorme ruido. Es como escuchar con precisión el sonido de una aguja cayendo al suelo en medio de un bullicioso mercado a miles de kilómetros de distancia.
Una vez que la señal puede recibirse, la velocidad de transmisión también debe estar a la altura. El equipo logró mejorar significativamente la eficiencia del procesamiento de datos mediante investigación tecnológica. Esta prueba logró inicialmente una velocidad de comunicación de 1,25 Mbps (megabits por segundo) en el enlace ascendente y 100 Mbps en el enlace descendente. Yang Lei puso un ejemplo: "Tomando como ejemplo una imagen de alta definición de la superficie lunar de 8K, transmitirla mediante un enlace de microondas tradicional de 5 Mbps tomaría aproximadamente de 4 a 5 minutos; con la comunicación láser de 100 Mbps, solo tomaría unos 12 segundos."
"Actualmente, la 'autopista de la información' entre la Tierra y la Luna ya está abierta, y en el futuro obtendremos más datos científicos con mayor valor original", afirmó Yang Lei. Las tecnologías relacionadas también proporcionarán nuevos medios de transmisión de información de alta velocidad para el alunizaje tripulado de China, la construcción de la estación de investigación lunar y la exploración del espacio profundo.
Se informa que esta misión fue liderada por el Centro de Tecnología y Aplicaciones Espaciales de la Academia China de Ciencias, en colaboración con el Laboratorio Zhijiang, el Observatorio Astronómico de Yunnan de la Academia China de Ciencias, el Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghái de la Academia China de Ciencias, entre otras unidades, y se llevó a cabo mediante un satélite (DRO-A) que opera en una órbita retrógrada distante.