L'esperimento LLCD: in che modo è stato realizzato?

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LLCD e il contributo della sonda LADEE

L'esperimento LLCD (Lunar Laser Communication) detiene il record di velocità di trasmissione di dati: con un download di 622 megabit/secondo e con un upload di 20 megabit per secondo. Ma questo esperimento si è potuto svolgere grazie alla sonda LADEE, lanciata il 7 Settembre 2013 alle 3:27 UTC. Questa sonda, oltre a trasportare strumenti come il Neutral Mass Spectrometer e altri, trasportava anche lo strumento LLCD. Ma la cosa davvero eccezionale è stata la realizzazione di trasferimenti dati a velocità elevate a oltre 384.000 km dalla Terra.

La realizzazione dell'esperimento

Con queste velocità si può scaricare in 10 secondi il contenuto di un CD-ROM . Ma come è stato possibile ottenere un risultato del genere? Come si è superata la difficoltà della deviazione del fascio nell'atmosfera? Il team dell'LLCD dichiarerà i dettagli dei risultati tra l'8 e il 13 Giugno alla Conference on Laser Electro-Optics, ma hanno già dichiarato alcuni dettagli sull'infrastruttura e sul sistema di comunicazione dell'esperimento che hanno permesso di raggiungere velocità record nell'ambito del trasferimento dati.

<<Comunicare a velocità di trasmissione elevate dalla Terra alla Luna con raggi laser è una sfida molto difficile per la grande distanza – quasi 400.000 chilometri – lungo la quale il fascio di luce tende a disperdersi. E’ poi doppiamente difficile attraversare l’atmosfera , perché la turbolenza può deviare il fascio, producendo una rapida attenuazione del segnale o addirittura un’interruzione della comunicazione con la stazione ricevente>>

Dichiara Mark Stevens, un mebro del team LLCD.
La soluzione ai problemi

Per superare quindi questi problemi, si è adattato un sistema che riusce a ricevere e a trasmettere i dati senza alcun errore. Ma che metodo è stato usato? Ebbene, nella stazione a terra, che si trova a White Sands (New Mexico), sono presenti quattro telescopi con un apertura di 15 cm per trasmettere e ricevere dati. Questi telescopi sono alimentati da un fascio laser dalla potenza di 40 W, potenza più o meno assorbita da l'alimentatore di un notebook.


In questo modo si è risolta la questione della deviazione dei fasci laser da parte dell'atmosfera terrestre. I quattro fasci laser vengono indirizzati verso il ricevitore del satellite (in questo caso dello strumento a bordo della sonda LADEE), così viene aumentata la possibilità che almeno uno di questi fasci laser possa arrivare a destinazione. La potenza ricevuta dallo strumento risulta meno di un miliardesimo della potenza originale, quanto basta (10 volte superiore alla potenza minima per trasmettere dati privi di errori) a far ricevere i dati allo strumento.

​Conclusioni

<<Con LLCD abbiamo dimostrato la capacità del sistema di tollerare le attenuazioni sui segnali dovuti alle nubi, così come i grandi sbalzi di potenza del segnale provocato dalle turbolenze atmosferiche, raggiungendo prestazioni senza errori anche lavorando con margini di segnale esigui>>

Conclude Stevens, prevedendo in futuro un utilizzo di questo sistema in missioni ad ampio raggio, come quelle dirette verso Marte o verso pianeti esterni al Sistema Solare.

Fonte:Media INAF

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