A tres metros sobre el suelo, flotando en el aire durante pocos segundos, antes de dar una vuelta sobre sí mismo y descender para aterrizar sobre suelo marciano.
Así fue el primer vuelo de Ingenuity, que es también el primer aparato en volar en nuestro planeta vecino. Desde entonces, este dron monorotor de menos de dos kilos de peso ha completado otros seis vuelos en Marte. Su objetivo no es otro que el de demostrar que es posible llevar a cabo misiones aéreas robotizadas en el planeta rojo, que la tecnología está a punto.
Pero, ¿qué es un experimento sin sus datos? ¿Cómo saber qué está pasando en Marte, a más de 200 millones de kilómetros de nuestro planeta? La respuesta está en un sistema de comunicaciones a tres bandas: una parte en la superficie, otra en la órbita marciana y una última ya en la Tierra, formada por una red de antenas del espacio profundo que ya estaba en uso cuando pusimos el pie en la Luna.
Los satélites de Marte
Ingenuity no es una aeronave independiente. Es, más bien, un accesorio del rover principal de la misión, Perseverance. Así, la primera parte de la comunicación sucede entre ellos. Ambos transmiten la información mediante un enlace de radio de baja potencia que es capaz de transferir datos a una velocidad de 250 kilobits por segundo, mientras la distancia no exceda los 1000 metros. Es decir, es un sistema sencillo diseñado para trabajar en distancias cortas y no consumir mucha energía.
El grueso de la comunicación ocurre ya en el Perseverance. El vehículo está equipado con tres antenas diferentes: una de frecuencia ultra alta, una de alta ganancia que opera en banda X y otra de baja ganancia en la misma banda. Las dos últimas pueden transmitir información directamente a la Tierra. El rover tiene la capacidad de dirigirlas en cualquier dirección. El único problema es que, para que funcione este protocolo de comunicación, la Tierra tiene que estar visible en el cielo marciano. Además, la antena de alta ganancia se usa, sobre todo, para enviar señales, mientras que la de baja ganancia está, principalmente, para recibir instrucciones.
El grueso de la comunicación con la Tierra se lleva a cabo, sin embargo, a través de la antena de frecuencia ultra alta. Esta no se comunica con la Tierra, sino que se conecta con la red de satélites que orbita Marte, también conocida como Mars Relay Network. Esta antena es capaz de transmitir datos a una velocidad de dos megabits por segundo y, dada la cercanía de los satélites, lo hace de forma instantánea.
**Vídeo: https://youtu.be/PFbzEM8PzHE
La constelación satelital marciana con la que se comunica Perseverance está formada por cinco satélites: tres de la NASA (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey y MAVEN) y dos de la ESA (ExoMars Trace Gas Orbiter y and Mars Express). Cualquiera de ellos es capaz de almacenar mucha más información que el rover y enviar una señal directa a la Tierra de forma más estable que las antenas en la superficie. Esto es especialmente útil para transferir imágenes en alta resolución y vídeos.
Todos estos datos atraviesan después millones de kilómetros de vacío hasta encontrarse con el planeta azul. Tardan, en función de la posición, entre cinco y 20 minutos en llegar. Aquí, en nuestra superficie, los esperan diferentes sistemas de antenas repartidos por todo el planeta. El más emblemático es, probablemente, el Deep Space Network.
Esta red está formada por tres complejos situados en el desierto de Mojave (Estados Unidos), en Madrid y en Camberra (Australia). Este sistema permite la comunicación con el espacio exterior en cualquier momento y en cualquier dirección, sea cual sea la posición de la Tierra. Lleva en uso desde 1958. Allí se recibió la señal del primer aterrizaje en la Luna y hasta allí llegaron también las imágenes del primer vuelo en Marte.
¿Cómo nos comunicaremos en el futuro?
El volumen de datos que envían Perseverance e Ingenuity nada tiene que ver con el que enviaban las primeras misiones marcianas. Las necesidades de capacidad de transmisión son cada vez más elevadas y los sistemas de comunicación de radio actualmente en uso tienen sus límites. Por eso, las agencias espaciales de todo el mundo están experimentando con otras alternativas.
La NASA lleva tiempo probando las comunicaciones a través de luz láser. Durante la última década ha hecho varios experimentos en tierra y este verano lanzará la primera misión espacial para ponerla a prueba. El llamado LCRD o Laser Communications Relay Demonstration llevará a cabo pruebas a diferentes distancias, testeando un sistema de comunicación que es capaz de recibir y enviar datos a 1,2 gigabits por segundo. Además, los sistemas láser ocupan menos espacio y consumen mucha menos energía que los de radio, por lo que pueden ser muy ventajosos para misiones a larga distancia.
Mucho más cerca, a unos 300 000 kilómetros de nada, las telecomunicaciones espaciales han dado un nuevo giro. A finales del año pasado, la NASA y Nokia anunciaron que en algún momento de 2022 empezará a funcionar en la primera red de 4G en la Luna. Será un sistema similar al de la Tierra, que después se conectará a nuestro planeta a través de los satélites que orbitan la Luna.
De forma paralela, la agencia espacial europea está desarrollando un sistema de comunicación satelital lunar (que, estiman, estará operativo a finales de la década). Este sistema permitirá contar una red de geoposicionamiento en nuestro satélite y llevar a cabo todo tipo de comunicaciones online, incluyendo videollamadas y streaming en tiempo (casi) real.
Quizá, dentro de no demasiado tiempo, los astronautas destinados a las bases lunares y marcianas podrán relajarse con un poco de Netflix o sospechar de cualquier de sus compañeros con una partida al ‘Among Us’. Entonces recordaremos ya con nostalgia las imágenes pixeladas que nos llegaron de aquel primer vuelo marciano.
Por Juan F. Samaniego
