How Artemis II Livestreamed Hi-Def Videos and Images from the Moon to Earth
Uma Revolução nas Comunicações Espaciais Graças ao O2O da NASA
O Futuro da Comunicação Espacial
Em abril, a humanidade teve assentos na primeira fila para observar o espaço, enquanto a espaçonave Orion Artemis II transmitia imagens e vídeos nítidos de sua histórica jornada ao redor da lua, a mais de 250.000 milhas de distância, a velocidades comparáveis às das conexões de internet doméstica.
O streaming de vídeos em alta definição e fotos em alta resolução da lua e da Terra foi possibilitado pelo Sistema de Comunicações Ópticas Orion Artemis II (O2O). Desenvolvido pelo MIT Lincoln Laboratory em colaboração com o Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, o carregamento de O2O a bordo foi a extremidade espacial de um link de comunicações a laser de alta velocidade.
Este link alcançou a Terra quando o Orion teve uma linha de vista com as estações ópticas de solo localizadas no NASA’s White Sands Test Facility no Novo México e no Caltech/NASA Jet Propulsion Laboratory na Califórnia, ou em uma estação de base experimental no observatório Mount Stromlo da Australian National University.
Juntamente com as redes terrestres, o O2O formou uma espinha dorsal da internet entre a espaçonave Orion Artemis II e o Centro de Controle de Missão no Johnson Space Center da NASA no Texas.
Avanços em Tecnologia de Comunicações
Segundo a engenheira de sistemas líder, Farzana Khatri, a intenção era demonstrar a utilidade operacional do O2O para o voo espacial humano, estendendo as conexões de alta largura de banda que os usuários da internet desfrutam na Terra para os astronautas em espaço profundo. “Não apenas demonstramos o primeiro uso de lasercom em uma missão com tripulação além da órbita baixa da Terra, mas também atraímos um enorme engajamento público à medida que os astronautas compartilhavam multimídia de sua jornada em tempo quase real”.
Diferentemente das missões lunares das décadas de 1960 e 70, onde os astronautas dependiam de sistemas de radiofrequência para comunicação, a nova tecnologia baseada em laser pode transmitir de 10 a 100 vezes mais dados por segundo do que as ondas de rádio. Essa mudança da era Apollo para a era Artemis é análoga ao movimento de um modem discado para a internet de alta velocidade. Essa alta velocidade está rapidamente se tornando um requisito chave para as missões da NASA, que coletam mais dados de alta resolução e expandem a exploração humana no espaço profundo.
Uma Nova Era para a Exploração Espacial
Durante a missão Artemis II, de 1 a 11 de abril, o O2O transferiu quase meio terabyte de dados a velocidades de até 260 megabits por segundo. Essa coleção de dados incluiu vistas nunca antes vistas dos bacia e crateras no lado oculto da lua, uma Terra crescente se pondo atrás da lua, um eclipse solar total de quase uma hora, com outros planetas se espalhando por um céu repleto de estrelas, e flashes de luz de meteoroides pequenos atingindo a superfície lunar.
“O O2O foi capaz de transmitir todos os dados armazenados em várias câmeras a bordo, permitindo que o controle da missão apagasse os cartões de memória e os preenchesse com novas fotos e vídeos”, explica Khatri. “Esse recurso garantiu que os dados fossem preservados e imediatamente disponíveis para análise.”
Preparações e Operações de Campo
O O2O é baseado no terminal óptico modular, ágil e escalável da Lincoln Laboratory, que fez sua estreia no espaço na Estação Espacial Internacional em 2023, demonstrando o primeiro sistema de relay de laser da NASA em órbita baixa da Terra.
Antes do lançamento da Artemis II, equipes de operações do laboratório viajaram ao NASA's White Sands Test Facility para manutenção mensal e simulação de diferentes etapas da missão. Durante a missão de 10 dias, as equipes do laboratório ofereceram cobertura 24/7.
Uma equipe do laboratório, junto com colegas da NASA Goddard, trabalhou em estreita colaboração com um controlador de voo da missão para comandar o O2O, coordenando com terminais de solo dos EUA e da Austrália para ativar o link físico O2O, avaliando se os requisitos da missão estavam sendo atendidos e analisando dados para otimizar o desempenho.
Ajustando-se em Tempo Real
Embora inicialmente o O2O tivesse uma janela operacional de uma hora por dia, os operadores da missão descobriram que sua utilidade era tão grande que maximizaram seu tempo operacional à medida que a missão progrediu. Os operadores ajustaram a atitude da Orion — como a espaçonave é orientada no espaço — para que o O2O pudesse ter acesso de linha de vista com o solo.
“Um aspecto especial desta missão que permitiu que nossa tecnologia fosse tão impactante foi a flexibilidade incorporada no processo de planejamento”, diz Bryan Robinson, líder do Grupo de Comunicações Ópticas e Quânticas. “Um processo estabelecido para realizar mudanças em tempo real no plano foi crucial para o sucesso em trabalhar com uma missão que envolveu humanos pela primeira vez em mais de 50 anos”.