Roma – L’Agenzia spaziale europea (ESA) ha stabilito con successo un collegamento ottico di trasmissione-ricezione con l’esperimento Deep Space Optical Communications (DSOC) della NASA a bordo della sua missione Psyche, situata a 265 milioni di chilometri di distanza. Il 7 luglio 2025, l’ESA ha segnato una pietra miliare storica stabilendo il primo collegamento di comunicazione ottica in assoluto con un segmento di terra europeo e un veicolo spaziale nello spazio profondo. Il collegamento è stato effettuato tra le stazioni di terra ottiche trasmittenti e riceventi in Grecia e la missione Psyche della NASA e il suo esperimento di comunicazione ottica nello spazio profondo (DSOC) a bordo, attualmente a una distanza di 1,8 unità astronomiche, circa 265 milioni di km. Si tratta del primo dei quattro collegamenti pianificati per questa estate. Questo risultato segna un’ulteriore pietra miliare nella lunga storia di supporto incrociato tra agenzie spaziali, dimostrando il potenziale di interoperabilità tra ESA e NASA nel campo delle comunicazioni ottiche, qualcosa che in precedenza era possibile ottenere solo con sistemi a radiofrequenza.
“La prima dimostrazione di successo di una comunicazione ottica nello spazio profondo con un segmento di terra europeo segna davvero un passo avanti verso l’introduzione di una connettività ad alta velocità simile a quella terrestre di internet sui nostri veicoli spaziali per lo spazio profondo. Questo risultato congiunto, ottenuto insieme ai nostri colleghi e partner dell’industria e del mondo accademico, alla Direzione Tecnologica dell’ESA e alla NASA/JPL, sottolinea l’importanza della cooperazione internazionale”, afferma Rolf Densing, Direttore Operativo dell’ESA.
“È un successo straordinario. Attraverso anni di progressi tecnologici, sforzi di standardizzazione internazionale e adozione di soluzioni ingegneristiche innovative, abbiamo posto le basi per l’Internet del Sistema Solare”, afferma Mariella Spada, Responsabile dell’Ingegneria e dell’Innovazione dei Sistemi di Terra dell’ESA. La campagna di trasmissione è iniziata in Grecia, dove l’ESA ha trasformato due osservatori in stazioni ottiche terrestri ad alta precisione.
Dall’Osservatorio di Kryoneri, situato vicino ad Atene, un potente faro laser viene puntato verso la sonda spaziale Psyche della NASA. Sebbene non trasporti dati, il faro è progettato per essere puntato con una precisione tale che l’esperimento DSOC a bordo di Psyche può agganciarlo e inviare un segnale di ritorno sulla Terra. Questo segnale di ritorno viene poi captato dall’Osservatorio Helmos, situato a 37 km di distanza su una cima montuosa vicina.
“Questa stretta di mano ottica bidirezionale ha significato superare due importanti sfide tecniche: sviluppare un laser sufficientemente potente da colpire un veicolo spaziale distante con precisione millimetrica; e costruire un ricevitore sufficientemente sensibile da rilevare il più debole segnale di ritorno, a volte solo pochi fotoni, dopo un viaggio di centinaia di milioni di chilometri”, spiega Sinda Mejri, responsabile del progetto del sistema Ground Laser Receiver dell’ESA.
Per raggiungere questo livello di precisione, gli esperti di dinamica del volo dell’ESA presso il Centro Operazioni Spaziali (ESOC) dell’ESA hanno calcolato la traiettoria del veicolo spaziale e tenuto conto di variabili come la densità dell’aria, i gradienti di temperatura e il moto planetario. Questo processo è simile a quelli utilizzati nei sistemi satellitari di navigazione globale, ma con l’ulteriore complessità delle distanze nello spazio profondo e la necessità di un puntamento ultra-preciso. Nel frattempo, i controllori di missione del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA hanno fornito la posizione di Psyche utilizzando Delta-DOR , una potente tecnica di navigazione che consente una precisione millimetrica ed è utilizzata anche dall’ESA per le missioni interplanetarie. Per garantire la sicurezza durante le trasmissioni laser, alcune sezioni dello spazio aereo greco sono state temporaneamente chiuse. Il successo del collegamento è il risultato di anni di preparazione e collaborazione. Sono state necessarie la costruzione di due stazioni ottiche di terra.
Il trasmettitore laser terrestre integra cinque laser ad alta potenza con controller di direzione ultra-precisi in uno speciale container lungo 6 metri dotato di piattaforma di sollevamento. Ciò ha permesso di proteggere le apparecchiature sensibili dalla luce solare durante il giorno e di sollevarle all’aperto dopo il tramonto. Nel frattempo, il ricevitore laser terrestre assume la forma di una sofisticata unità ricevente nota come “banco ottico”. Questa unità ricevente, sensibile al singolo fotone, sarà montata saldamente sul retro del telescopio Aristarchos da 2,3 m, situato a 2340 m di quota. Ad aprile, il team ha condotto una campagna di prova trasmettendo un singolo segnale a bassa potenza al satellite Alphasat dell’ESA . Situato in orbita geostazionaria, a 36.000 km di altitudine, il satellite è un banco di prova privilegiato per le tecnologie di comunicazione ottica, grazie a un terminale su misura fornito dalla tedesca DLR. “Nonostante la complessità del compito, l’installazione finale dei laser, del cablaggio elettrico e dei sistemi di raffreddamento è stata completata con successo poco dopo la loro consegna, la mattina stessa”, ha dichiarato Clemens Heese, responsabile del progetto di comunicazione ottica nello spazio profondo dell’ESA. “Raggiungere l’installazione del laser e l’emissione laser sicura nel cielo in un giorno è una straordinaria testimonianza della precisione, del coordinamento e della dedizione del team”. Pochi istanti dopo, le prove di prova finali hanno consentito al team di rivedere le procedure complete e di eseguire un test laser in tempo reale per ottimizzare i tempi e il coordinamento. L’operazione ha coinvolto meno di 20 persone sul posto: 7 a Kryoneri, 12 a Helmos e un team di supporto negli Stati Uniti che ha gestito la navicella spaziale. Anche il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha inviato due esperti per fornire assistenza.(30Science.com)
