La Agencia Espacial Europea (ESA) hizo historia el 7 de julio de 2025 al establecer su primer enlace de comunicación óptica con una nave espacial en el espacio profundo. En colaboración con la NASA, se logró una transmisión de datos con el experimento de Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo (DSOC), que se encuentra en la nave espacial Psyche. En el momento de establecer la conexión, la nave espacial se encontraba a una increíble distancia de 265 millones de kilómetros de la Tierra, lo que equivale aproximadamente a 1.8 unidades astronómicas. Este evento no solo representa una maravilla técnica, sino también un hito en la larga colaboración entre agencias espaciales, demostrando por primera vez la posibilidad de interoperabilidad entre la ESA y la NASA en el campo de las comunicaciones ópticas, algo que hasta ahora estaba reservado exclusivamente para sistemas basados en radiofrecuencias. Este éxito es el primero de cuatro enlaces planificados durante el verano de 2025.

Este paso revolucionario marca el comienzo de una nueva era en la exploración espacial, abriendo el camino hacia un futuro en el que un "internet espacial" de alta velocidad se convertirá en realidad. "La primera demostración exitosa de comunicación óptica en el espacio profundo con un segmento terrestre europeo representa un verdadero salto cuántico hacia la habilitación de una conectividad similar a la de internet terrestre para nuestras naves espaciales en el espacio profundo", declaró Rolf Densing, Director de Operaciones de la ESA. Sus palabras confirman la importancia de la colaboración internacional que, junto con la contribución de socios de la industria y la comunidad académica, es clave para tales logros.

Observatorios Griegos como Clave del Éxito

La campaña para establecer el enlace láser comenzó en Grecia, donde la ESA transformó dos observatorios existentes en estaciones terrestres ópticas de alta precisión. Un papel central en esta empresa lo tuvo el observatorio de Kryoneri, ubicado cerca de Atenas. Desde allí se dirigió un potente haz láser hacia la nave espacial Psyche de la NASA. Aunque esta señal inicial, conocida como "faro", no llevaba ningún dato, su propósito era fundamental. Fue diseñada con una precisión extraordinaria para permitir que el instrumento DSOC en la nave espacial la detectara, se "fijara" en ella y enviara una señal de retorno a la Tierra.

Esa señal de retorno extremadamente débil, después de viajar cientos de millones de kilómetros, fue captada en una segunda ubicación: en el observatorio de Helmos, que se encuentra en un pico montañoso vecino, a 37 kilómetros de distancia. Esta separación de ubicaciones es crucial para que el potente láser de salida no ciegue el equipo receptor extremadamente sensible. "Habilitar este apretón de manos óptico bidireccional significó superar dos grandes desafíos técnicos: desarrollar un láser lo suficientemente potente como para alcanzar una nave espacial lejana con una precisión milimétrica y construir un receptor lo suficientemente sensible como para detectar la señal de retorno más débil, a veces compuesta por solo unos pocos fotones", explicó Sinda Mejri, jefa de proyecto del receptor láser terrestre de la ESA.

Superando los Desafíos Cósmicos

Establecer una conexión estable a una distancia tan extrema requirió resolver una serie de problemas complejos. Los expertos en dinámica de vuelo del Centro de Operaciones Espaciales de la ESA (ESOC) tuvieron que compensar en tiempo real numerosas variables que afectan la trayectoria del rayo láser. Esto incluye la densidad de la atmósfera, los gradientes de temperatura y el movimiento constante de los planetas. El proceso es similar a los que se utilizan en los sistemas de navegación por satélite globales, pero con la complejidad adicional que aportan las enormes distancias del espacio profundo y la necesidad de un apuntado ultrapreciso que se mide en microrradianes.

La seguridad también fue de suma importancia. Para garantizar que los potentes haces láser no representaran un peligro, partes del espacio aéreo griego se cerraron temporalmente durante la transmisión. Cada aspecto de la operación fue meticulosamente planeado para minimizar el riesgo y maximizar el éxito.

Años de Preparación para un Momento Histórico

Aunque el establecimiento de la conexión en sí duró relativamente poco tiempo, detrás hay años de trabajo dedicado, investigación y colaboración internacional. La construcción de las estaciones terrestres para la transmisión y recepción de señales ópticas fue un proyecto en sí mismo. El Transmisor Láser Terrestre (Ground Laser Transmitter) integra cinco láseres de alta potencia con controladores de puntería ultraprecisos, alojados en un contenedor especial de seis metros de largo con una plataforma elevadora. Esta construcción protege el equipo sensible de la luz solar durante el día y lo eleva al aire libre después del atardecer.

Por otro lado, el Receptor Láser Terrestre (Ground Laser Receiver) consiste en un sofisticado banco óptico tan sensible que puede detectar fotones individuales. Este receptor, que utiliza tecnología de detectores de fotones únicos de nanocables superconductores, está montado de forma segura en la parte posterior del telescopio Aristarchos de 2,3 metros, ubicado a 2340 metros sobre el nivel del mar en el observatorio de Helmos. Ya en abril, el equipo realizó un ensayo general transmitiendo una señal de baja potencia al satélite Alphasat de la ESA en órbita geoestacionaria, a una altitud de 36.000 km, que sirve como el principal campo de pruebas para las tecnologías de comunicación óptica.

Clemens Heese, Jefe de la Sección de Tecnologías Ópticas de la ESA, destacó la increíble eficiencia del equipo: "A pesar de la complejidad de la tarea, la instalación final del láser, el cableado eléctrico y los sistemas de refrigeración se completó con éxito poco después de su entrega esa misma mañana. Lograr la 'instalación del láser y la emisión segura del láser hacia el cielo en un solo día' es un testimonio extraordinario de la precisión, coordinación y dedicación del equipo". Todo el esfuerzo en el terreno involucró a menos de 20 personas: siete en Kryoneri y doce en Helmos, con la ayuda de dos expertos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA.

Un Futuro Escrito con Rayos de Luz

Esta demostración es mucho más que una hazaña técnica; es una ventana al futuro de la comunicación en el espacio profundo. Los enlaces ópticos prometen velocidades de transferencia de datos que son de 10 a 100 veces mayores que los sistemas de radiofrecuencia actuales. "Combinar esta tecnología con las que tenemos para las comunicaciones por radiofrecuencia es clave para transmitir la cantidad cada vez mayor de datos que generan las misiones que exploran el espacio", dijo Andrea Di Mira, jefe de proyecto del Transmisor Láser Terrestre de la ESA. Un mayor rendimiento de datos permitirá enviar videos de alta resolución y enormes cantidades de datos científicos desde futuras misiones a Marte y más allá, casi en tiempo real.

"Estamos orgullosos de que la ESA participe en el experimento de Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo (DSOC) en nuestra misión Psyche. Es un poderoso ejemplo de lo que la colaboración internacional puede lograr y un vistazo al futuro de las comunicaciones en el espacio profundo", agregó Abi Biswas, tecnólogo del proyecto DSOC en el JPL de la NASA.

El Programa ASSIGN y la Mirada hacia Marte

El éxito de esta misión sienta las bases para el programa ASSIGN (Advancing Solar System Internet and GrouNd) propuesto por la ESA, que se presentará en el Consejo de la ESA a nivel ministerial en noviembre. "El objetivo de ASSIGN será unificar las redes de radiofrecuencia y ópticas existentes y futuras en una 'red de redes' interoperable, segura y resistente para las misiones de la ESA, así como para socios institucionales y comerciales", declaró Mehran Sarkarati, Jefe de la División de Ingeniería de Estaciones Terrestres de la ESA y gerente del programa ASSIGN.

Mirando aún más hacia el futuro, la ESA está estudiando actualmente el concepto de un remolcador de propulsión eléctrica para Marte, llamado 'LightShip', que transportaría naves espaciales tripuladas al Planeta Rojo. Después de entregar su carga útil, LightShip se trasladaría a una órbita de servicio donde proporcionaría servicios de comunicación y navegación a través de la carga útil MARCONI (MARs COmmunication and Navigation Infrastructure). Parte de esta carga útil será un demostrador de comunicaciones ópticas, como un paso crucial hacia el apoyo de futuras misiones humanas.

La Fuerza de la Cooperación Internacional e Industrial

La participación de la ESA en la demostración DSOC fue posible gracias a un consorcio de empresas europeas líderes, que incluye a qtlabs (Austria), Single Quantum (Países Bajos), GA Synopta (Suiza), qssys (Alemania), Safran Data Systems (Francia) y NKT Photonics Ltd (Reino Unido). También fue crucial el apoyo del Observatorio Nacional de Atenas, que permitió la transformación de sus observatorios de Helmos y Kryoneri en estaciones terrestres para el espacio profundo. El proyecto fue financiado a través del Programa General de Apoyo a la Tecnología (GSTP) de la ESA y el Elemento de Desarrollo Tecnológico (TDE), confirmando el compromiso estratégico de Europa con el desarrollo de tecnologías espaciales avanzadas.

Fuente: Agencia Espacial Europea