A la Luna sí, pero con internet de banda ancha

Todo eso será posible gracias un equipo de investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology) que, junto con la NASA , ha logrado demostrar, por primera vez, que los futuros "ciudadanos del espacio" podrán disfrutar de la misma conectividad que si estuvieran aquí, en la Tierra, tanto para la transferencia de datos como, por ejemplo, para ver vídeo en streaming de alta definición.

Los resultados de este singular trabajo se presentarán, entre el 8 y el 13 de junio en San José, California, durante la celebración de CLEO:2014 (Conference on Lasers and Electro-Optics) , el foro internacional más importante del mundo en ciencias ópticas, un evento en el que físicos y expertos en comunicaciones de todo el planeta anuncian sus logros y proyectos. El equipo del MIT ofrecerá entonces nuevos detalles del desarrollo de una línea directa de conexión de datos entre la Tierra y la Luna. Los investigadores han logrado superar, en un factor de 4.800, la velocidad de cualquier récord anterior de transmisión de datos entre nuestro mundo natal y nuestro satélite.

Por ahora no se conocen todos los detalles técnicos de la implementación (habrá que esperar a la conferencia), pero sí que han trascendido los primeros datos de esta auténtica hazaña tecnológica.

"Será la primera vez que presentemos tanto la implementación del sistema como su estado actual de funcionamiento", asegura Mark Stevens, del laboratorio Lincoln del MIT. "El rendimiento en órbita es excelente y muy próximo a nuestras predicciones, lo que nos hace confiar en nuestra correcta comprensión de la física subyacente".

El equipo hizo historia el año pasado cuando su Lunar Laser Communication Demostration (LLCD) consiguió transmitir datos a través de los 384.633 km.que hay entre la Tierra y la Luna. La tasa de descarga fue de 622 megabits por segundo, mucho más rápida que la de cualquier sistema de radio frecuencia (RF). También lograron transmitir datos desde la Tierra a la Luna a 19,44 megabits por segundo, 4.800 veces más rápido que la mejor de las conexiones RF jamás utilizadas.

"Comunicar datos a gran velocidad entre la Tierra y la Luna con haces de laser constituye un desafío, porque los casi 400.000 km de distancia hacen que el haz de luz se disperse -afirma Stevens-. Y es el doble de difícil pasar a través de la atmósfera, porque las turbulencias pueden curvar la luz, causando una rápida caída o súbitas interrupciones de la señal en el receptor".

Para solventar los múltiples problemas de pérdida o debilitamiento de la señal, los investigadores han usado un terminal terrestre, en White Sand, Nuevo México, y cuatro telescopios diferentes y separados para enviar la señal de subida de datos a la Luna. Cada uno de los telescopios está equipado con un transmisor láser que envía información codificada en forma de pulsos de luz infrarroja. La potencia total de transmisión es la suma de la de los cuatro transmisores, lo que resulta en una potencia de 40 Vatios.

La razón para usar cuatro telescopios diferentes y al mismo tiempo es que cada uno de ellos transmite un haz de luz independiente a través de una columna diferente de aire, con diferentes efectos de curvatura causada por la atmósfera. Lo cual aumenta las posibilidades de que por lo menos uno de los haces de láser logre interactuar con el receptor, montado en un satélite en órbita alrededor de la Luna. Dicho receptor utiliza un pequeño telescopio para recolectar la luz láser y concentrarla en una fibra óptica que es similar a la utilizada en las redes terrestres.

A partir de aquí, la señal de la fibra es amplificada unas 30.000 veces. Un fotodetector convierte los pulsos de luz en pulsos eléctricos que a su vez son convertidos en bits de datos que transmiten el mensaje deseado. Según Stevens, de los 40 Vatios enviados por el transmisor, menos de una milmillonésima de Vatio es recibida por el satélite, pero aún así la señal sigue siendo unas diez veces más fuerte de la necesaria para transmitir los datos correctamente.

Durante su presentación en CLEO: 2014, los investigadores también describirán cómo estos amplios márgenes en la señal recibida permitirán al sistema operar incluso a través de nubes en la atmósfera terrestre.

"Hemos demostrado que el sistema tiene tolerancia a la atenuación producida por nubes de tamaño medio -afirma Stevens- así como a las variaciones de la potencia de la señal producidas por turbulencias atmosféricas, lo que permite un rendimiento a prueba de errores prácticamente en cualquier circunstancia".

El investigador asegura que el sistema de comunicaciones se podrá utilizar también en futuras misiones tripuladas a Marte y otros planetas. La presentación tendrá lugar el próximo 9 de junio a las cuatro de la tarde, hora de California.