Vídeo, Deep Space Laser
Deep Space Laser. Créditos: NASA/JPL

Pode dizer-se em resposta curta que SIM: vamos ter a possibilidade de fazer streaming de vídeo interplanetário no futuro (nomeadamente a partir de Marte), e com uma tecnologia que é válida também para utilização na Lua, o que se torna particularmente importante no contexto do Programa Artemis da NASA, ou seja a construção da primeira base lunar até 2024.

Contudo, se a resposta curta é SIM, falta explicar o “Como” e o “Quando”… E para isso temos que nos concentrar no rover planetário Perseverance, que foi lançado recentemente (a 30 de Julho), a bordo de um foguetão Atlas V da (ULA) – United Launch Alliance.

Para os que não sabem, a ULA é uma “joint-venture” criada em 2006 entre a Lockheed Martin Space Systems e a Boeing Defense Security & Space com o objectivo de juntar duas equipas competentes para lançar carga útil para o Governo dos EUA.
Assim a ULA tem como clientes principais o Departamento de Defesa e a NASA, tendo ao longo dos anos mantido o monopólio de lançamentos descartáveis (ou não-reutilizáveis). Tem aliás sido assim até à entrada em cena da SpaceX em 2016, ao lançar satélites GPS num contrato com a Força Aérea norte-americana.
Portanto, os sistemas de lançamento pesado da ULA (os foguetões Delta e os Atlas – que vão ser substituídos pelos Vulcan Centaur) deram já imensas provas de sucesso com entregas de satélites meteorológicos, de telecomunicações, de segurança nacional, e de Ciência com missões de exploração espacial e interplanetária. E uma vez que a separação da carga se deu em segurança e de acordo com o previsto, tudo leva a crer que dia 18 de Fevereiro de 2021 o rover Perseverance chegue são e salvo pelo menos à órbita de Marte (se não houver nada de invulgar pelo caminho) para iniciar aquilo que a NASA chama os “7 minutos de terror”!

7 minutos de terror: Entrada, descida e pouso!

O rover Perseverance (Mars 2020) pesa 1050 kg, tem 2,2 metros de altura e 2,7 metros de largura, para um comprimento total de 3 metros. E a 18 de Fevereiro de 2021 após 7 meses de viagem interplanetária, irá (se tudo correr bem), estacionar na cratera Jezero. Só que a parte mais “arriscada” desta longa viagem são os últimos 7 minutos, quando se dá a entrada na atmosfera de Marte, a descida até próximo da superfície e finalmente o pouso ou “Landing”.

O Perseverance é um rover baseado nas configurações do Mars Science Laboratory que foi baptizado de Curiosity (o antecessor do Perseverance), uma missão que custou 2.4 mil milhões de dólares. Até ao momento o rover Perseverance já ultrapassou a missão do Curiosity em custos, estando perto dos 2.7 mil milhões. Mas este não é o custo total desta missão.

De facto espera-se que o Perseverance descubra vida em Marte, porque desta vez o rover tem tecnologia para o fazer, seja ela vida passada com o PIXL, ou com a sua MastCamZ,ou com o Sherloc, e por fim com o MOXIE possa produzir oxigénio a partir dos elementos de Marte. É uma missão ambiciosa que está planeada para que mais tarde possa retornar amostras à Terra 8as primeiras que teremos de outro planeta), e que por esta razão eleva os custos da missão Perseverance para perto de 9 mil milhões…

Ora se as configurações do Perseverance são semelhantes às do Curiosity, que nos têm presenteado com as melhores imagens de que dispomos de Marte, porque é que não é possível fazermos tudo em vídeo directamente do Planeta Vermelho, numa missão que é tão cara? Porque não podemos ver numa transmissão em directo de um investimento de milhares de milhões, e temos que funcionar “no escuro”?

Fazer Streaming de vídeo a partir de Marte

Após cerca de 500 milhões de Km que o Perseverance vai percorrer, vai aterrar na cratera Jezero em Marte após 7 minutos de terror (ver a demonstração neste link), quando há a desaceleração para entrar na atmosfera e quando se abre o pára-quedas para fazer a descida até ao pouso.

Recentemente Stephen Townes, Chefe da Directoria de Rede Interplanetária do JPL (o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA), explicou à Revista Forbes que actualmente  já existe tecnologia para fazer isso, mas ainda não em High Definition (HD). Contudo a NASA pretende no futuro fazer streamings directos de vídeo a partir de Marte usando tecnologia laser.

Mas como? Será mesmo possível?

Vídeo, mas com um pequeno atraso…

Para que se perceba, só na Terra é que o poderemos fazer sem qualquer tipo de atraso ou “delay”. Segundo Stephen Townes da NASA, há um ligeiro atraso da Lua para a Terra, e um atraso pequeno embora maior que em relação à Lua, se o quisermos fazer a partir de Marte. Ou seja, no ponto mais próximo entre a Terra e Marte, haverá um atraso de cerca de 4 minutos e no ponto mais distante entre Marte e a Terra teremos que contar com 24 minutos de “delay”… Na altura em que o Perseverance chegará, a 18 de Fevereiro do próximo ano, o atraso será cerca de 14 minutos.

Apesar o Perseverance levar a bordo a poderosa MastCamZ, bem como uma parafernália de cameras (23 no total), o Perseverance não é já suficientemente potente para fazer streaming de vídeo para a Terra.

De facto, este rover vai estar a enviar dados diretamente para as antenas de Deep Space Network (DSN) da NASA na Terra. No entanto será entre 80 e 3.125 bits por segundo, para uma antena com capacidade máxima de receber a 15.625 bits por segundo à distância que se faz a transmissão.

Ora estas configurações não permitem a transmissão em HDTV. Para que isso pudesse acontecer, a transmissão teria que se processar a mais de 8 megas por segundo a 1080p ou HD, e a 57 megabytes por segundo se quisermos considerar o 4K ou Ultra HD.

Contudo estamos no bom caminho: o Mars Reconnaissance Orbiter , o conhecido orbitador de Marte, já consegue atingir por vezes velocidades de 4 megas/segundo, e para se ter noção, com 2 megas já se consegue fazer streaming de Netflix.

O Deep Space Optical da NASA

Para apoiar as futuras expedições humanas e robóticas em Deep Space, é necessário a utilização de um sistema de Comunicações mais eficiente.

Por esta razão a NASA está a desenvolver-se o Deep Space Optical Communications (DSOC), ou sejam comunicações baseadas em sistema laser, em busca de melhorar o desempenho das comunicações para uma expectativa de entre 10 a 100 vezes em rapidez…

As primeiras experiências vão tomar lugar em 2022 a bordo da missão Psyche da NASA, que vai estudar o asteróide Psyche 16 (que se encontra na Cintura de Asteróides, chegando esta missão em 2026).

Mas esta ideia não é nova. De facto já em 2013 se fez a Demonstração de Comunicação do Laser Lunar da NASA, na missão Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, tendo obtido taxas de downlink e uplink recorde de alcance lunar.

Agora a NASA chamou para seus parceiros no DSOC a Controlled Dynamics Inc. de Huntington Beach, Califórnia; a L3 SSG Inc. de Wilmington, de Massachusetts; LGS Innovations of Herndon, da Virginia; o Laboratório MIT Lincoln de Lexington, no Massachusetts; e a Fibertek Inc. de Herndon. Para além desta equipa de investigação juntam-se também os recursos terrestres como o Laboratório de Telescópio de Comunicações Óticas de Wrightwood, Califórnia, e o Telescópio Hale no Observatório Palomar na Califórnia.

Portanto, será que vamos ter streaming de vídeo a partir de Marte, perguntam? Sem dúvida que sim, e é até uma realidade que não está longe de acontecer, uma vez que os testes para isso começam já em 2022.

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