Solución para los cortes en las transmisiones por radio durante la reentrada de naves espaciales

Si alguna vez has revisado la videoteca de la NASA habrás podido comprobar que en misiones tripuladas como las de Apolo, entre otras, durante la realización de las maniobras para la reentrada en la atmósfera, la nave espacial se envuelve en una bola de plasma ardiente a temperaturas muy elevadas. Hasta ahora, esta situación da como resultado la interrupción de las comunicaciones por radio, provocando que los ingenieros del mando de control pierdan el contacto con los astronautas durante un período de tiempo concreto en un momento vital para cualquier misión.

Un equipo de científicos e ingenieros del Instituto Landau de Física Teórica de Moscú, han encontrado una nueva forma de mantener las comunicaciones a través de la envoltura del plasma que provocaba el corte de las señales por radio, mediante el giro de la misma dentro de una gran antena de plasma. Su idea es, por tanto, utilizar las propiedades del mismo plasma para hacer efectiva las transmisiones, del mismo modo que un experto en judo utiliza la fuerza y el movimiento de un oponente para derrotarlo. En la ingeniería como en la guerra, si no puedes derrotar a tú adversario, ¡únete a él!.

El plasma es la región que rodea al escudo térmico de una nave espacial durante su entrada en la atmósfera. Y es ese el momento preciso en el que las comunicaciones sufren la interrupción, producido por la elevada velocidad a la que viaja la nave especial que oblitera las moléculas en la atmósfera, lo que crea una envoltura de plasma que absorbe las ondas electromagnéticas que están cerca de una determinada frecuencia llamada “frecuencia de plasma”, que a su vez depende del propio plasma, pudiendo variar en densidad. El corte en las comunicaciones por radio es una desventaja no sólo para las tripulaciones y personal de las misiones espaciales, sino también para aviones militares y misiles balísticos intercontinentales, que podrían no recibir correctamente los cambios en las órdenes de navegación e incluso no responder ante una orden de interrupción de ataque.

Esta envoltura de plasma absorbe y refleja las señales de entrada cerca de la frecuencia de plasma que, en el caso de una nave espacial, envía la señal reflejada de vuelta a la Tierra y absorbe el resto, lo que crea un campo de resonancia eléctrica en el propio plasma. Este campo de resonancia dentro del plasma es la clave para una antena de plasma efectiva, que recibe parte de la señal de entrada, pero mantiene lo que hay más allá de la nave espacial, actuando básicamente como una gran antena receptora.

Para obtener la señal adecuadamente, los investigadores rusos proponen deshacer la capa del plasma de resonancia con las ondas de radio generadas por la nave espacial. Al igual que la señal desde Tierra, algunas serán absorbidas y otras reflejadas de vuelta a la nave espacial. Pero las ondas reflejadas deben ser moduladas por los cambios en el campo eléctrico causado por la señal enviada desde la Tierra. En otras palabras, las ondas reflejadas deben llevar una especie de marca original en la señal de radio externa, permitiendo al control de misión terrestre comunicarse con sus astronautas.

La misma idea se puede utilizar en sentido inverso para transmitir señales, provocando la transferencia de la señal de emisión en el campo eléctrico interno del plasma, que luego se irradia en una señal mucho más débil a la atmósfera. Esta debilidad en la señal de transmisión no importa ya que los receptores en la Tierra pueden ser sumamente sensibles, sin duda mucho más que los móviles. Este nuevo concepto supone una solución verdaderamente inteligente, pero hasta ahora sólo forman parte de la teoría. Si llega finalmente a funcionar en la práctica, haría posible la comunicación directa y constante con las tripulaciones de astronautas durante la entrada a la atmósfera, así como mitigar posibles errores en el ámbito militar que pudiese traer consecuencias desastrosas.

Más información | arXiv, Technology Review.