En mayo de este año, la NASA demostró —una vez más y a pesar de los recortes presupuestales del gobierno— que Estados Unidos sigue liderando la carrera de exploración del espacio. A través del sistema Opals, lograron enviar el video HD “¡Hola, Mundo!” desde la Estación Espacial Internacional (EEI), que orbita alrededor de nuestro planeta, hasta el observatorio en la Montaña Table (California, EE.UU.). El envío tomó tan solo 3.5 segundos. Con el sistema de comunicación anterior, esta transmisión hubiese tardado diez minutos.

Opals es una tecnología emergente de comunicaciones ópticas por láseres. “Consiste, básicamente, en la transmisión de datos a través de un generador láser. Esto permite enviar información con un mayor ancho de banda”, declara el especialista en láseres Franco Gonzales, magíster en Física por la PUCP y profesor del Departamento de Ciencias. “La transmisión de datos por láser en el espacio libre (la atmósfera) tiene muchos años de desarrollo. La luz del láser modulado viaja llevando información y no es necesario que sea guiada a través de fibras ópticas, como sí se hace en las redes de comunicación actuales en Tierra”, agrega.

Comunicación por señales ópticas
A diferencia de los punteros láser que se utilizan para una exposición académica (650 nanómetros) o los que se encuentran en los lectores Blu-ray (405 nanómetros), el láser que se utiliza en la tecnología Opals tiene una longitud de onda de 1,500 nanómetros y 2.5 vatios de potencia. Esto significa que la luz es infrarroja y que puede atravesar la atmósfera con mayor facilidad.

En la Tierra, el sistema Opals se ubica en el observatorio de California, el cual utiliza un telescopio de un metro de abertura para recibir la señal del espacio y transmitir un haz de luz de referencia. Para ubicar y seguir a la EEI, que constantemente viaja alrededor de la Tierra, el telescopio utiliza predicciones orbitales y un sistema de coordenadas. Cuando la Opals de la Estación detecta la señal de referencia emitida por el telescopio, apunta al observatorio y modula la señal de su haz láser hacia la Tierra. “En ese momento, se establece un enlace de comunicación y el haz láser que proviene de la EEI envía a la Tierra la información recopilada en el espacio”, explica Gonzales.

Debido a que los rayos láser son significativamente más estrechos que las ondas de radio, las comunicaciones ópticas entregan mucha más potencia. Es por eso que la transmisión de información a través de la luz es muy veloz. Además, la importancia de la tecnología Opals es el alineamiento extremadamente preciso entre el haz láser de la EEI y el receptor del observatorio en Tierra: “Este proceso es similar al de una persona que trata de caminar y, al mismo tiempo, apuntar un láser de bolsillo al extremo de una hebra de cabello que se encuentra a 30 pies (nueve metros) de distancia”, señala la NASA.

¿Qué hay dentro de la Opals?
“La tecnología Opals en la EEI consiste en una cabeza óptica y una caja sellada que contiene el sistema electrónico y el láser. La cabeza óptica está compuesta por un sensor que puede detectar el haz de luz proveniente de la Tierra y un sistema que orienta exactamente el haz láser para transmitir la información”, detalla Gonzales.

En este caso, la EEI envió el “¡Hola, Mundo!”. El video, un paquete de datos digitales, es codificado por la Opals para ser transmitido a través de las ondas del haz láser. En la Tierra, esta señal óptica se enfoca sobre un fotodetector, que convierte las ondas electromagnéticas del láser en una corriente eléctrica. Después de la digitalización, la sincronización, la corrección de errores y el posprocesamiento, el archivo de video se muestra en un monitor.

La EEI captura imágenes (fotografías y videos) de manera constante, por lo que la recepción de información en la Tierra requiere que las transmisiones sean más rápidas. La importancia de la tecnología Opals reside en la relación directamente proporcional entre la velocidad y la información: a mayor velocidad, mayor cantidad de información accesible. Por ejemplo, la Opals sería de gran ayuda cuando se realicen las primeras expediciones a Marte, pues estas durarían alrededor de 800 días.