A Agência Espacial Europeia (ESA) estabeleceu com sucesso uma ligação óptica de transmissão e receção com o experimento Deep Space Optical Communications (DSOC) da NASA, a bordo da missão Psyche, atualmente a 265 milhões de quilómetros da Terra.
O transmissor laser terrestre no Observatório de Kryoneri apontado à Lua
No dia 7 de julho de 2025, a ESA assinalou um marco histórico ao estabelecer, pela primeira vez, uma ligação de comunicações ópticas entre um segmento terrestre europeu e uma nave espacial em espaço profundo. A ligação foi realizada entre as estações terrestres ópticas de transmissão e receção na Grécia e a missão Psyche da NASA, com o seu experimento DSOC a bordo, atualmente a uma distância de 1,8 unidades astronómicas (cerca de 265 milhões de km).
Esta é a primeira de quatro ligações planeadas para este verão.
Este feito representa mais um marco na longa história de cooperação entre agências espaciais, demonstrando o potencial de interoperabilidade entre a ESA e a NASA no domínio das comunicações ópticas — algo que até agora só tinha sido conseguido com sistemas de radiofrequência.
“A primeira demonstração bem-sucedida de comunicações ópticas em espaço profundo com um segmento terrestre europeu é verdadeiramente um salto em frente para trazer conectividade de alta velocidade, semelhante à da internet terrestre, às nossas naves espaciais em espaço profundo. Este sucesso conjunto com os nossos colegas e parceiros da indústria e academia, a Direção de Tecnologia da ESA e a NASA/JPL, sublinha a importância da cooperação internacional”, afirma Rolf Densing, Diretor de Operações da ESA.
“Este é um sucesso extraordinário. Após anos de avanços tecnológicos, esforços de normalização internacional e adoção de soluções de engenharia inovadoras, colocámos a primeira pedra para a Internet do Sistema Solar”, diz Mariella Spada, Chefe de Engenharia e Inovação de Sistemas Terrestres da ESA.
O transmissor laser terrestre no Observatório de Kryoneri
Estabelecer uma ligação laser através do Sistema Solar
A campanha de transmissão começa na Grécia, onde a ESA transformou dois observatórios em estações terrestres ópticas de alta precisão.
A partir do Observatório de Kryoneri, perto de Atenas, um poderoso feixe laser é dirigido à nave Psyche da NASA. Embora não transporte dados, o feixe serve como um farol altamente preciso que permite ao experimento DSOC localizar-se e enviar um sinal de resposta de volta à Terra. Esse sinal é então captado pelo Observatório Helmos, situado a 37 km de distância, num pico montanhoso vizinho.
“Este aperto de mão óptico bidirecional implicou superar dois grandes desafios técnicos: desenvolver um laser suficientemente potente para atingir uma nave espacial distante com precisão milimétrica e construir um recetor sensível o bastante para detetar o sinal de retorno mais ténue — por vezes, apenas alguns fotões — após percorrer centenas de milhões de quilómetros”, explica Sinda Mejri, gestora do projeto do sistema recetor laser terrestre da ESA.
O telescópio Aristarchos no Observatório de Helmos
Para atingir este nível de precisão, os especialistas em dinâmica de voo do Centro Europeu de Operações Espaciais da ESA (ESOC) calcularam a trajetória da nave espacial, tendo em conta variáveis como densidade do ar, gradientes de temperatura e movimento planetário. Este processo é semelhante ao utilizado nos sistemas globais de navegação por satélite, mas com a complexidade acrescida das distâncias em espaço profundo e a necessidade de apontamentos ultracertificados.
Entretanto, os controladores de missão do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA forneceram a posição da Psyche usando a técnica Delta-DOR, uma poderosa metodologia de navegação que permite precisão ao nível de milímetros — também utilizada pela ESA em missões interplanetárias.
Para garantir a segurança durante as transmissões laser, secções do espaço aéreo grego foram temporariamente encerradas.
Os observatórios de Helmos e Kryoneri na Grécia
Anos de preparação, instalados em poucos dias
O sucesso da ligação resultou de anos de preparação e colaboração. Foi necessário construir duas estações terrestres ópticas.
O Transmissor Laser Terrestre integra cinco lasers de alta potência com controladores de direção ultraprecisos, montados num contentor especial de 6 metros com uma plataforma elevatória. Este sistema protege o equipamento sensível da luz solar durante o dia e eleva-o ao ar livre após o pôr do sol.
Por sua vez, o Recetor Laser Terrestre assume a forma de uma unidade de recetor sofisticada, conhecida como “bancada óptica”. Este recetor sensível a fotões individuais está montado na parte traseira do telescópio Aristarchos, de 2,3 metros, situado a 2340 m de altitude.
O recetor laser terrestre no Observatório de Helmos
Em abril, a equipa realizou uma campanha de ensaio, enviando um sinal de baixa potência para o satélite Alphasat da ESA. Localizado em órbita geoestacionária a 36 000 km de altitude, o satélite é uma plataforma ideal para testes de comunicações ópticas, graças a um terminal dedicado fornecido pelo DLR alemão.
“Apesar da complexidade da tarefa, a instalação final dos lasers, cablagem elétrica e sistemas de refrigeração foi concluída com sucesso pouco depois da entrega na mesma manhã,” disse Clemens Heese, gestor do projeto de comunicações ópticas de espaço profundo da ESA. “Alcançar a ‘instalação do laser e emissão segura no céu num único dia’ é uma prova notável da precisão, coordenação e dedicação da equipa.”
Momentos depois, ensaios finais permitiram rever todos os procedimentos e realizar um teste a laser ao vivo para otimizar o tempo e a coordenação.
Todo o esforço envolveu menos de 20 pessoas no local: 7 em Kryoneri, 12 em Helmos e uma equipa de apoio nos Estados Unidos a operar a nave. O JPL da NASA também enviou dois especialistas para prestar assistência.
O equipamento de comunicação na nave espacial Psyche da NASA
Um vislumbre do futuro
Esta demonstração é mais do que um feito técnico — é uma antevisão do futuro das comunicações em espaço profundo.
Estabelecer uma ligação laser da Terra para uma nave a distâncias entre 1,5 e 2 unidades astronómicas exige precisão excecional, engenharia avançada e coordenação irrepreensível. A ligação bem-sucedida com a Psyche e a carga útil DSOC em 7 de julho de 2025 prova que é possível. A Europa demonstrou estar pronta para desempenhar um papel central no futuro das comunicações ópticas de alta capacidade no espaço profundo,” disse Andrea Di Mira, gestor do projeto do sistema transmissor laser da ESA no ESOC.
As ligações ópticas prometem taxas de dados 10 a 100 vezes superiores às dos sistemas de radiofrequência atuais. Combinar esta tecnologia com as já existentes para radiofrequência será essencial para lidar com o aumento constante de dados gerados pelas missões de exploração do universo.
“Estamos orgulhosos por contar com a ESA no experimento DSOC a bordo da missão Psyche. É um poderoso exemplo do que a cooperação internacional pode alcançar e uma antevisão do futuro das comunicações em espaço profundo,” diz Abi Biswas, tecnólogo do projeto DSOC no JPL da NASA.
O sucesso também prepara o caminho para o programa ASSIGN (Advancing Solar System Internet and GrouNd), proposto pela ESA, a ser apresentado na Reunião Ministerial do Conselho da ESA (CM25) em novembro.
“O ASSIGN visa federar redes de radiofrequência e ópticas existentes e futuras, formando uma rede interoperável, segura e resiliente, tanto para missões da ESA como para operadores institucionais e comerciais, promovendo a competitividade da indústria europeia na sua concretização e exploração futura,” explica Mehran Sarkarati, Chefe da Divisão de Engenharia de Estações Terrestres da ESA e Gestor do Programa ASSIGN.
LightShip – o rebocador marciano da ESA
Colaboração industrial e internacional
A participação da ESA na demonstração do DSOC foi possível graças a um consórcio de empresas europeias, incluindo qtlabs (Áustria), Single Quantum (Países Baixos), GA Synopta (Suíça), qssys (Alemanha), Safran Data Systems (França) e NKT Photonics Ltd (Reino Unido), bem como ao Observatório Nacional de Atenas (Grécia), que permitiu transformar os observatórios de Helmos e Kryoneri em estações ópticas de comunicações em espaço profundo e forneceu a infraestrutura crítica.
O projeto é financiado através do Programa Geral de Apoio Tecnológico e do Elemento de Desenvolvimento Tecnológico da ESA.
Olhando para o futuro, a ESA está atualmente a estudar a capacidade de uma nave de propulsão elétrica para Marte, chamada LightShip, que transportará naves tripuladas até ao planeta vermelho. Após deixar os passageiros, a LightShip será transferida para uma órbita de serviço, onde fornecerá serviços de comunicações e navegação através da infraestrutura MARCONI (MARs COmmunication and Navigation Infrastructure), parte da qual incluirá um demonstrador de comunicações ópticas — um passo fundamental no caminho para futuras missões humanas a Marte. Fonte: ESA
