A Agência Espacial Europeia estabeleceu com sucesso uma ligação óptica de transmissão e receção com a experiência Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA a bordo da sua missão Psyche, localizada a 265 milhões de quilómetros de distância, utilizando duas estações terrestres ópticas desenvolvidas para o efeito na Grécia.
A 7 de Julho de 2025, a ESA assinalou um marco histórico ao estabelecer a sua primeira comunicação óptica com uma nave espacial no espaço profundo. A comunicação foi feita com a experiência Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA a bordo da missão Psyche, atualmente a uma distância de 1,8 unidades astronómicas, cerca de 265 milhões de km.
Este é o primeiro de quatro ligações planeadas para ocorrer este verão.
Esta conquista representa mais um marco na longa história de apoio cruzado entre agências espaciais, demonstrando o potencial de interoperabilidade entre a ESA e a NASA no domínio das comunicações ópticas, algo anteriormente conseguido apenas com sistemas de radiofrequência.
“A primeira demonstração bem-sucedida de comunicação ótica no espaço profundo com um segmento terrestre europeu marca um verdadeiro salto em direção à ligação de alta velocidade, semelhante à internet terrestre, à nossa nave espacial de espaço profundo. Esta conquista conjunta, juntamente com os nossos colegas e parceiros da indústria e da academia, a Direção de Tecnologia da ESA e a NASA/JPL, realça a importância da cooperação internacional”, afirma Rolf Densing, Diretor de Operações da ESA.
“Este é um sucesso incrível. Através de anos de avanços tecnológicos, esforços de normalização internacional e adoção de soluções de engenharia inovadoras, estabelecemos uma pedra basilar da Internet do Sistema Solar”, afirma Mariella Spada, Chefe de Engenharia e Inovação de Sistemas Terrestres da ESA.
Estabelecer uma ligação laser através do sistema solar
A campanha de transmissão começa na Grécia, onde a ESA transformou dois observatórios em estações terrestres ópticas de alta precisão.
A partir do Observatório Kryoneri, localizado perto de Atenas, um potente farol laser está direcionado para a sonda espacial Psyche da NASA. Embora não transporte dados, o farol foi concebido para ser tão preciso que a experiência DSOC a bordo da Psyche pode identificá-lo e enviar um sinal de regresso à Terra. Este sinal de retorno é depois captado pelo Observatório de Helmos, situado a 37 km de distância, num pico de montanha vizinho.
“Permitir este cumprimento óptico bidirecional significou superar dois grandes desafios técnicos: desenvolver um laser suficientemente potente para atingir uma nave espacial distante com extrema precisão; e construir um receptor suficientemente sensível para detetar o mais fraco sinal de retorno, por vezes apenas alguns fotões, após uma viagem de centenas de milhões de quilómetros”, explica Sinda Mejri, gestora de projeto do sistema Ground Laser Receiver da ESA.
Os controladores de missão do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, que desenvolveram e gerem o DSOC e o Psyche, forneceram a posição da nave espacial utilizando técnicas de navegação poderosas, incluindo o Delta-Differential One-Way Ranging (Delta-DOR), uma técnica que também é empregue pela ESA em missões interplanetárias, para determinar com precisão a trajetória da nave espacial.
Os especialistas em dinâmica de voo do Centro de Operações Espaciais (ESOC) da ESA compensaram variáveis como a densidade do ar, os gradientes de temperatura e o movimento planetário. Este processo é semelhante ao utilizado nos sistemas globais de navegação por satélite, mas com a complexidade adicional das distâncias no espaço profundo e a necessidade de um apontamento ultrapreciso.
Para garantir a segurança durante as transmissões laser, partes do espaço aéreo grego foram temporariamente encerradas.
Anos de preparação, instalado em poucos dias
O sucesso do link foi o resultado de anos de preparação e colaboração, enquanto estações terrestres de transmissão e recepção ópticas eram construídas.
O Transmissor Laser Terrestre integra cinco lasers de alta potência com controladores de direção ultraprecisos num contentor especial de 6 metros de comprimento com uma plataforma elevatória. Isto protege o equipamento sensível da luz solar durante o dia e eleva-o para o exterior após o pôr-do-sol.
Já o Receptor Laser Terrestre é composto por uma sofisticada bancada óptica tão sensível que consegue detectar fotões individuais. Este recetor, sensível a fotões individuais, está firmemente montado na parte traseira do telescópio Aristarchos 2.3, localizado a 2340 m acima do nível do mar no Observatório Helmos.
Em Abril, a equipa realizou uma campanha de ensaios transmitindo um único sinal de baixa potência para o satélite Alphasat da ESA. Localizado em órbita geoestacionária, a 36.000 km de altitude, o satélite é um excelente campo de testes para tecnologias de comunicação óptica, graças a um terminal de comunicação óptica personalizado fornecido pelo DLR da Alemanha.
“Apesar da complexidade da tarefa, a instalação final dos lasers, da cablagem elétrica e dos sistemas de arrefecimento foi concluída com sucesso logo após a entrega, na mesma manhã”, disse Clemens Heese, Chefe de Tecnologias Óticas da ESA e gestor do projeto de demonstração do DSOC da ESA. “Conseguir a instalação e emissão segura de lasers no céu num dia é um testemunho notável da precisão, coordenação e dedicação da equipa.”
Momentos depois, os testes finais permitiram à equipa rever os procedimentos completos e realizar um teste de laser ao vivo para otimizar o tempo e a coordenação.
O esforço envolveu menos de 20 pessoas no local: 7 em Kryoneri e 12 em Helmos. As operações da sonda Psyche e do terminal de voo do DSOC foram realizadas nos Estados Unidos, no JPL, que também enviou dois especialistas à Grécia para auxiliar nas operações em terra.
Um vislumbre do futuro
Esta demonstração é mais do que um feito técnico. É um vislumbre do futuro da comunicação no espaço profundo.
“Os links ópticos prometem taxas de dados 10 a 100 vezes superiores às dos sistemas de radiofrequência atuais. A combinação desta tecnologia com as que temos para as comunicações por radiofrequência é essencial para transmitir a produção de dados cada vez maior das missões que exploram o universo”, afirmou Andrea Di Mira, Gestora de Projeto do sistema Transmissor Laser Terrestre da ESA no ESOC.
“Estamos orgulhosos de ter a ESA presente na experiência de Comunicações Ópticas no Espaço Profundo (DSOC) a bordo da nossa missão Psyche. É um exemplo poderoso do que a cooperação internacional pode alcançar e um vislumbre do futuro das comunicações no espaço profundo”, afirma Abi Biswas, tecnólogo de projectos para DSOC no JPL da NASA.
O sucesso estabelece também as bases para o programa ASSIGN (Advancing Solar System Internet and GrouNd) proposto pela ESA , a apresentar na Reunião do Conselho da ESA a Nível Ministerial (CM25) em Novembro.
“O ASSIGN terá como objectivo federar as redes ópticas e de radiofrequência existentes e futuras numa rede de redes interoperável, segura e resiliente para as missões da ESA, bem como as institucionais e comerciais, e promover a 
competitividade da indústria europeia para a sua realização e exploração futura”, afirma Mehran Sarkarati, Chefe da Divisão de Engenharia de Estações Terrestres da ESA e Gestor do Programa ASSIGN.
Colaboração industrial e internacional
A participação da ESA na demonstração do DSOC é possível graças a um consórcio de empresas europeias, incluindo a qtlabs (AT), a Single Quantum (NL), a GA Synopta (CH), a qssys (DE), a Safran Data Systems (FR) e a NKT Photonics Ltd (UK), e pelo Observatório Nacional de Atenas (GR), que permitiu transformar os seus observatórios Helmos e Kryoneri em estações terrestres ópticas de espaço profundo e forneceu infraestruturas críticas.
O projeto é financiado pelo Programa Geral de Suporte Tecnológico e pelo Elemento de Desenvolvimento Tecnológico da ESA .
Olhando para o futuro, a ESA está actualmente a estudar um rebocador elétrico propulsor para Marte, denominado “LightShip”, que transportaria naves espaciais de passageiros até Marte. Após o desembarque dos passageiros, a LightShip seria transferida para uma órbita de serviço, onde prestaria serviços de comunicação e navegação através da carga útil da Infraestrutura de Comunicação e Navegação (MARCONI) de MAR, parte da qual incluirá um demonstrador de comunicações ópticas como parte do roteiro para apoiar futuras missões tripuladas.
Texto original: Europe’s first deep-space optical communication link
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa