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El reto de comunicarse entre planetas

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2 nov 2012 12:26 GMT

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Curiosity

"Una vez fue un pequeño paso… Ahora son seis grandes ruedas", exclamó el robot Curiosity a través de la red social Twitter tras aterrizar en Marte el pasado mes de agosto.

Apenas se tardó una fracción de segundo en colgar el mensaje, pero el equipo de la Nasa -la agencia espacial estadounidense- que lo escribió tuvo que esperar un cuarto de hora la señal de radio enviada por el robot confirmando su llegada a planeta rojo.

Este lapso de tiempo se debe a que los datos no se pueden enviar a una velocidad mayor que la de la luz. Al día de hoy las conversaciones en tiempo real entre planetas todavía son una fantasía de la ciencia ficción.

Pero la ciencia trabaja duro para poder en un futuro enviar más datos ampliando el ancho de banda, y así algún día quizás poder emitir imágenes en video de alta definición (HD) desde la superficie de Marte.

Si los esfuerzos de los científicos por sustituir el uso de ondas de radio por sistemas basados en rayos láser dan sus frutos, puede que futuras misiones no tengan las mismas restricciones.

A través del espacio

Las ondas de radio tienen una frecuencia más baja que la luz visible, pero pertenecen al mismo espectro electromagnético y pueden viajar a través del espacio a la misma velocidad: 300.000 km. por segundo.

Para enviar instrucciones diarias a Curiosity, la Nasa utiliza transmisiones directas a la Tierra, contactando al robot a través del segmento banda X del espectro electromagnético radial, porción que se reserva para comunicaciones en el espacio profundo.

No obstante, para enviar fotografías a color, se utiliza un sistema de radio distinto.

"Las imágenes se almacenan digitalmente en la computadora del Curiosity, (y luego enviadas) a uno de los dos orbitadores de Marte: Odyssey y Reconnaissance, que vuelan por encima desde el mediodía hasta la tarde en Marte", explica Rob Manning, ingeniero en jefe del proyecto Curiosity en el Laboratorio de Propulsión Jet (JPL) de la Nasa.

Odyssey envía la información a un ritmo de 256 kilobytes por segundo (Kbps), mucho más lento que el Reconnaissance, que lo hace a 2 megabytes por segundo (Mbps).

También hay un tercer orbitador europeo llamado Mars Express, pero la Nasa la usa únicamente como respaldo.

Una vez que los orbitadores reciben los datos, éstos se envían a unas grandes antenas con forma de disco de la Red del Espacio Profundo (DSN). Hay tres estaciones DSN en la Tierra: en España, Australia y California, y los datos son recibidos por la antena que esté mejor alineada con el orbitador que los envía.

La señal debe viajar millones de kilómetros a través del espacio. La distancia entre la Tierra y Marte cambia constantemente porque los dos planetas viajan alrededor del Sol a distintas velocidades y la distancia media entre ellos es de 225 millones de kilómetros.

Pero cuando los planetas están más cerca la señal tarda menos de media hora en llegar a las estaciones DSN, cuenta Manning.

Así que la mayor velocidad con la que una imagen a color de alta resolución puede llegar a la Nasa desde el Curiosity es de unos 30 minutos, aunque el proceso puede llevar incluso varias horas.

Detectores de luz

En el futuro podría ser posible enviar más datos entre planetas e incluso emisiones en video HD.

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el JPL están desarrollando detectores capaces de percibir las señales laser en el área infrarroja del espectro óptico, llegando incluso a percibir las unidades más pequeñas de la luz; los fotones.

Las señales ópticas tienen un ancho de banda más reducido que el de las frecuencias de radio, lo que implica una mayor capacidad de envío de datos.

Lo que hace un detector de este tipo es transformar la señal de fotones en un impulso eléctrico que luego pueda ser procesado para recuperar datos.

"La comunicación óptica en misiones interplanetarias estará operativa la próxima década", asegura Stephen Townes, director de tecnologías de comunicación de JPL.

"No sustituirá a las frecuencias de radio a corto plazo pero mejorará nuestra capacidad de comunicación".

La agencia especial estadounidense espera poner a prueba estos detectores en 2013, durante un experimento llamado Demostración de Comunicación Láser Lunar.

La tecnología tratará de transferir datos de la Luna a la Tierra a un ritmo de 622 Mbps, mucho más rápido que la velocidad media del ancho de banda, aunque todavía más lento que las redes más rápidas de la Tierra, que envían datos a una velocidad de 20 Gbps.

Para Marte, supondría incrementar la transferencia de datos a un ritmo de 250Mbps en 2018, dice Townes, y si la próxima generación de robots espaciales están preparados para emitir video, quizás algún día los televidentes de la Tierra podrán tener una mejor visión de cómo es moverse por el planeta rojo.

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