Europska svemirska agencija (ESA) potvrdila je izniman uspjeh u demonstraciji revolucionarne tehnologije koja će zauvijek promijeniti način na koji komuniciramo s misijama u dubokom svemiru. Tijekom ljeta 2025. godine provedena je serija od četiri uspješna testa optičke komunikacije s NASA-inom letjelicom Psyche, koja se trenutačno nalazi na udaljenosti većoj od 300 milijuna kilometara od Zemlje. Sva četiri pokušaja uspostave laserske veze, od kojih je svaki bio tehnički zahtjevniji od prethodnog, okrunjena su potpunim uspjehom, demonstrirajući europsku spremnost za novu eru međulanetarnog interneta.

Ovaj tehnološki podvig nije samo test; on predstavlja ključni korak prema budućnosti u kojoj će se ogromne količine podataka, uključujući videozapise visoke rezolucije i složene znanstvene podatke, moći slati s Marsa, Jupitera i dalje gotovo u stvarnom vremenu. Za razliku od tradicionalnih radio-frekvencijskih (RF) valova, koji se koriste desetljećima, laserske zrake nude značajno veće brzine prijenosa podataka, omogućujući slanje znanstvenih informacija visoke rezolucije, videa i telemetrije u količinama koje su dosad bile nezamislive. Optička komunikacija koristi fotone svjetlosti za prijenos informacija, što omogućuje znatno uže i koncentriranije zrake, smanjujući time gubitak signala na ogromnim udaljenostima i zahtijevajući manje i lakše komunikacijske sustave na samim letjelicama.

Povijesni laserski signal iz Europe u duboki svemir

Prvi ključni trenutak u ovoj ambicioznoj kampanji dogodio se 7. srpnja 2025. godine. Te večeri, ESA-in prijenosni zemaljski laserski odašiljač (Ground Laser Transmitter - GLT), privremeno instaliran u opservatoriju Kryoneri u Grčkoj, ispalio je precizno usmjerenu lasersku zraku prema izračunatoj poziciji NASA-ine letjelice Psyche. Letjelica, lansirana s ciljem istraživanja istoimenog metalnog asteroida za kojeg se vjeruje da je ostatak jezgre drevnog protoplaneta, postala je idealan partner u ovom pionirskom pothvatu zahvaljujući NASA-inom eksperimentalnom sustavu za dubokosvemirsku optičku komunikaciju (Deep Space Optical Communications - DSOC) koji nosi.

Nakon otprilike petnaest minuta, koliko je svjetlosti trebalo da prevali golemu udaljenost, DSOC instrument na Psycheu uspješno je detektirao dolazni signal. Gotovo trenutačno, sustav je odgovorio vlastitom laserskom zrakom usmjerenom natrag prema Zemlji. Taj povratni signal uhvatio je ESA-in zemaljski laserski prijemnik (Ground Laser Receiver - GLR), smješten u opservatoriju Helmos, udaljenom oko 37 kilometara od odašiljača u Kryoneriju. Cjelokupna komunikacijska petlja, od slanja do primanja odgovora, trajala je oko 30 minuta i time ušla u povijest kao prva uspješna optička veza s letjelicom u dubokom svemiru ostvarena s europskog tla. Za potrebe kampanje, ova dva grčka opservatorija, inače namijenjena astronomskim promatranjima, privremeno su prenamijenjena u moćan komunikacijski duo.

Ustrajnost i stabilnost: Održavanje veze na kozmičkim udaljenostima

Nakon inicijalnog uspjeha, timovi ESA-e usredotočili su se na sljedeći, još veći izazov: održavanje kontinuirane i stabilne veze s letjelicom koja se kreće velikom brzinom. Druga dva testa bila su posvećena upravo tome. "Ovi pokušaji omogućili su nam da letjelici pružimo najstabilniji mogući zemaljski laserski 'svjetionik', kako bi ona mogla pouzdano slati podatke prema našem prijemniku na Zemlji," objasnio je Clemens Heese, voditelj ESA-inog odjela za optičke tehnologije i voditelj projekta demonstracije DSOC-a.

Napor se isplatio. Tehnika je funkcionirala besprijekorno, a tijekom trećeg pokušaja tim je uspio primiti neprekinuti tok podataka brzinom od 1,3 megabita u sekundi (Mbps). Uspješno su dekodirali sve primljene informacije koje su stigle s udaljenosti otprilike dvostruko veće od udaljenosti Zemlje od Sunca. Postizanje takve stabilnosti na tako ekstremnoj udaljenosti zahtijevalo je nevjerojatnu preciznost usmjeravanja i konstantne korekcije kako bi se kompenziralo kretanje Zemlje, rotacija planeta i putanja same letjelice.

Vrhunac kampanje: Lov na fotone i mačka koja je osvojila Sunčev sustav

Četvrti i posljednji test pomaknuo je granice mogućeg. Ovog puta, prijemnik u opservatoriju Helmos pratio je letjelicu dok se nalazila nisko na horizontu, što znači da je signal morao prolaziti kroz gušći i turbulentniji dio Zemljine atmosfere. Atmosferska turbulencija najveći je neprijatelj optičke komunikacije jer "treperenje" zraka može uzrokovati prekid veze. Unatoč tome, sofisticirani sustav na Helmosu, čiji je detektor bio hlađen na temperaturu od samo 1 Kelvina (-272.15 °C) kako bi mogao registrirati pojedinačne fotone, uspješno je pratio Psyche.

Za razliku od prethodnih prijenosa koji su sadržavali testne podatke, ovaj je donio neočekivano i simpatično iznenađenje. S udaljenosti od preko 300 milijuna kilometara, brzinom koja je dosezala i 1,8 Mbps, stigao je videozapis mačke imena Tater kako lovi lasersku točku. Ovaj potez, koji je osmislio NASA-in Laboratorij za mlazni pogon (JPL), nije bio samo šala, već pametna demonstracija sposobnosti sustava da prenosi video visoke definicije preko međulanetarnih udaljenosti, otvarajući vrata budućim prijenosima uživo s drugih planeta.

Andrea Di Mira, voditelj projekta za ESA-in GLT, naglasio je složenost ove operacije: "S četvrtom vezom prešli smo prag udaljenosti od dvije astronomske jedinice. To je zahtijevalo iznimno kompleksnu operaciju s paralelnim aktivnostima. Povratno vrijeme signala od oko 34 minute ostavljalo nam je vrlo malo prostora za prilagodbu kutova usmjeravanja lasera. Svaku smo aktivnost pažljivo planirali, pripremili rezervne scenarije i precizno kalibrirali svaki sustav kako bismo naše zrake velike snage poravnali s preciznošću od jedne lučne sekunde i držali ih stabilno usmjerenima prema Psycheu."

Složena orkestracija iza kulisa

Tijekom sva četiri testa, opservatorij Helmos nije služio samo kao dom prijemniku, već i kao glavni operativni centar ESA-e. Odatle je tim koordinirao svaki prolazak letjelice, uključujući komunikaciju između GLR-a, GLT-a i tima za DSOC letni terminal u JPL-u u Južnoj Kaliforniji. Zbog ogromnih udaljenosti i kašnjenja signala, svaka je radnja morala biti unaprijed predviđena i usklađena.

"Bilo je to poput dirigiranja orkestrom: svaki potez morao je biti savršeno tempiran kako bi nas svaka odluka približila optimalnoj točki za praćenje Psychea i maksimiziranje prijema signala," rekla je Sinda Mejri, voditeljica projekta za ESA-in GLR. "Tim za letni terminal u JPL-u kontinuirano nam je slao metriku snage signala s letjelice natrag u Grčku, dok smo mi izvršavali unaprijed definirano stablo odlučivanja kako bismo prilagodili obrasce skeniranja i usmjeravanje zrake."

Pogled u budućnost: Od analize podataka do misija na Mars

Nakon uspješno završene kampanje, prikupljeni podaci bit će podvrgnuti detaljnoj analizi kako bi se procijenile performanse svakog sustava i dodatno usavršila tehnologija. Planira se nadogradnja teleskopa Helmos kako bi se poboljšale njegove mogućnosti, a razmatraju se i buduće aktivnosti za GLT odašiljač. Već se vode razgovori o potencijalnim novim eksperimentima na nebu tijekom 2026. godine.

Mehran Sarkarati, voditelj ESA-inog odjela za inženjering zemaljskih postaja, istaknuo je stratešku važnost ovog uspjeha: "Autonomna i otporna povezanost ključna je za suverenost, ne samo na Zemlji, već i u svemiru. Ova demonstracija označava ključan korak prema uspostavi europskog pristupa optičkim komunikacijskim mrežama visokog kapaciteta za Mjesec, Mars i šire." Ovaj uspjeh postavlja temelje za ESA-in predloženi program ASSIGN (Advancing Solar System Internet and GrouNd), koji će biti predstavljen na ministarskom vijeću ESA-e u studenome.

Gledajući još dalje u budućnost, ESA trenutno proučava koncept marsovskog tegljača s električnim pogonom, nazvanog 'LightShip', koji bi prevozio letjelice s posadom do Marsa. Nakon što bi ostavio putnike, LightShip bi se prebacio u servisnu orbitu odakle bi pružao komunikacijske i navigacijske usluge putem MARCONI (MARs COmmunication and Navigation Infrastructure) sustava. Dio tog sustava uključivat će i demonstrator optičke komunikacije, kao korak na putu prema podršci budućim ljudskim misijama na Crvenom planetu.