Satélite chinês supera Starlink com ligação laser gigabit a partir de 36.000 km.

Na província de Yunnan, no sudoeste da China, uma equipa de investigação demonstrou a partir do espaço uma ligação laser com taxas de dados espectaculares - e fê-lo com uma potência de emissão mais próxima de uma luz de presença do que de uma instalação espacial. O teste aponta diretamente para um lugar no topo das futuras comunicações espaciais - e faz até a Starlink parecer modesta.

O que aconteceu a 36.000 quilómetros de altitude

A tentativa recorde decorreu através de um satélite em órbita geoestacionária, a cerca de 36.000 quilómetros da Terra. A partir daí, a carga útil chinesa enviou um feixe laser para o Observatório de Lijiang, em Yunnan. Parece simples, mas do ponto de vista técnico é um pesadelo: no trajeto pela atmosfera, a luz é espalhada, distorcida e fragmentada.

No observatório, o sinal não chegou como um feixe limpo e fino, mas sim como um feixe cintilante e deformado. Foi precisamente para este cenário que os investigadores prepararam o sistema: a estação terrestre foi montada em torno de um telescópio de 1,8 metros, combinado com uma espécie de “espelho deformável”.

Com apenas 2 watts de potência laser, os investigadores conseguiram uma ligação descendente de 1 Gbit/s - a partir de altitude geoestacionária, muito mais rápida do que as ligações típicas da Starlink.

Para comparar: a Starlink da SpaceX recorre a muitos satélites pequenos em órbita terrestre baixa, a algumas centenas de quilómetros da superfície. No dia a dia, as taxas de dados aí costumam situar-se na casa das dezenas de megabits até aos valores baixos de três dígitos em megabits. A experiência chinesa obteve uma ligação de gigabit a partir de uma distância mais de 60 vezes superior.

A tecnologia por trás do truque laser

A verdadeira proeza aconteceu no solo. Em vez de fingir que a atmosfera era apenas uma pequena perturbação, a equipa tratou-a como o principal adversário - e construiu o sistema precisamente para lidar com isso.

Óptica adaptativa: 357 espelhos contra a cintilação

Na primeira etapa, foi utilizada a chamada óptica adaptativa. Atrás do telescópio existe um espelho formado por 357 segmentos minúsculos. Cada um destes microespelhos pode ser ligeiramente deformado em tempo real. Sensores medem continuamente como a frente de onda da luz recebida está distorcida, e os espelhos ajustam-se em intervalos de milissegundos.

Desta forma, o feixe laser é, por assim dizer, “endireitado” antes de começar a análise propriamente dita dos dados. Esta técnica vem originalmente da astronomia, onde é usada para tornar mais nítidas imagens de estrelas muito distantes apesar da turbulência atmosférica. Em Lijiang, serve para extrair o máximo de sinal útil de um cone de luz amassado.

O sinal dividido em oito canais

Na segunda etapa, o sistema recorre a um componente tecnicamente conhecido como conversor de luz multi-plano. Em termos simples, ele separa a luz recebida em várias formas básicas, os chamados modos. No experimento, eram oito canais.

Cada um destes canais transporta uma parte da informação, uns mais fortes, outros mais fracos. A eletrónica recetora analisa estes oito caminhos e escolhe depois os três mais fortes. Esses três são combinados novamente e, em seguida, descodificados.

Os investigadores falam de uma sinergia entre óptica adaptativa e “receção por diversidade modal”. O ponto essencial é este: não se tenta impor um feixe perfeito e sem perturbações; em vez disso, aceita-se a fragmentação causada pela atmosfera e transforma-se essa fragmentação numa vantagem.

• Passo 1: O telescópio capta a luz laser distorcida.
• Passo 2: A óptica adaptativa com 357 microespelhos suaviza a frente de onda.
• Passo 3: O conversor de luz multi-plano divide o sinal em oito canais.
• Passo 4: O recetor seleciona os três canais mais fortes.
• Passo 5: Combinação e descodificação num fluxo de dados estável.

O resultado: segundo a equipa, a proporção de parcelas de sinal utilizáveis subiu de 72 para 91,1 por cento. A melhoria não se limita, portanto, à velocidade bruta; diz sobretudo respeito à fiabilidade.

Porque é que a órbita alta é tão impressionante

Os satélites geoestacionários parecem estar fixos acima de um ponto da Terra. Isso torna-os atrativos para comunicações, porque as estações no solo não precisam de os seguir constantemente. O reverso da medalha: a distância é enorme, os atrasos são longos e o sinal perde muita força durante o percurso.

A comunicação óptica conhece este problema de forma ainda mais severa. Um feixe laser espalha-se menos do que as ondas de rádio, mas ao longo de 36.000 quilómetros até o feixe mais bem colimado cresce para diâmetros muito grandes. No solo, sobra apenas uma pequena fração da potência original.

O facto de a missão chinesa ter conseguido, mesmo assim, uma ligação de gigabit com apenas 2 watts de potência de emissão é visto, por isso, como um sinal claro: muito do resultado decide-se não no espaço, mas no desenho da estação terrestre. Quem corrige e seleciona de forma inteligente aí, poupa energia em órbita.

Sistema	Altitude orbital	Taxa de dados típica	Particularidade
Ligação laser de Lijiang	36.000 km (geoestacionária)	1 Gbit/s	Laser de 2 watts, telescópio de alto desempenho
Starlink	cerca de 550 km (LEO)	100–250 Mbit/s (típico)	Milhares de pequenos satélites em órbita baixa

Para que poderiam servir estas ligações laser

A instalação de Lijiang não é um router doméstico, mas sim um sistema grande e especializado. Isso torna-a mais interessante para tarefas de backbone: isto é, como artéria principal para transportar enormes quantidades de dados entre continentes ou para regiões remotas.

Um cenário possível: um satélite geoestacionário envia dados por laser para poucas estações terrestres altamente equipadas. A partir daí, cabos de fibra óptica seguem para as cidades. Assim seria possível transmitir, por exemplo, grandes volumes de dados de observação da Terra, imagens de reconhecimento militar ou ligações de reserva para cabos submarinos.

A comunicação laser apresenta várias vantagens face às frequências rádio clássicas:

• Taxas de dados potencialmente muito mais elevadas por ligação
• Feixe estreito e direcional - mais difícil de intercetar ou perturbar
• Sem pressão adicional sobre bandas de radiofrequência já congestionadas

Mas também existem riscos: nevoeiro denso, nuvens cerradas ou poeira no ar podem bloquear o feixe. Na prática, seria por isso necessário que várias estações terrestres cooperassem em locais estrategicamente favoráveis e, de preferência, secos.

O que está por trás de termos como “óptica adaptativa” e “AO-MDR”

Quem lê o estudo depara-se com abreviaturas técnicas como “sinergia AO-MDR”. Por trás disso está simplesmente a combinação de duas técnicas:

• AO (óptica adaptativa): espelhos deformáveis corrigem em tempo real erros de frente de onda causados pela turbulência do ar.
• MDR (receção por diversidade modal): o sistema recolhe vários caminhos de sinal diferentes (modos) e analisa-os em conjunto.

Ambas as abordagens existem há anos, sobretudo na astronomia e na investigação em óptica. O que é novo aqui é a combinação dirigida num downlink real e de grande alcance a partir de uma altitude geoestacionária, com uma taxa de dados relevante para o uso quotidiano.

Na prática, isto significa que, em vez de simplesmente enviar “mais potência” para a órbita, a investigação aposta cada vez mais em extrair o máximo de informação possível de um sinal danificado. Isso poupa energia e pode tornar os futuros satélites mais pequenos e mais eficientes.

O que isto poderá significar para o futuro da Internet por satélite

A Starlink & Co. apostam atualmente sobretudo em órbitas baixas e em frequências rádio. A demonstração chinesa mostra que existe outro caminho: poucas plataformas muito distantes, com óptica laser de elevada precisão e uma infraestrutura terrestre sofisticada.

Provavelmente, no fim, não haverá um cenário de exclusão mútua. O mais plausível é uma combinação: ligações laser entre satélites como “autoestrada de dados” rápida e ligações rádio para utilizadores no solo. As ligações laser geoestacionárias poderão, nesse quadro, funcionar como nós que agregam fluxos de dados e os injetam em redes terrestres.

Para os operadores, isto abre novas margens de manobra - mas também novos desafios. Os sistemas ópticos têm de ser alinhados com enorme precisão, mantidos e protegidos contra as condições meteorológicas. Ao mesmo tempo, oferecem capacidades que são difíceis de atingir com técnicas rádio clássicas.

A imagem do Observatório de Lijiang resume bem a situação: bem alto no céu, paira um ponto aparentemente imóvel, a 36.000 quilómetros de distância. Desse ponto sai um feixe de luz deformado, atravessa uma atmosfera agitada e aterra num espelho que se dobra 357 vezes por instante. No fim dessa cadeia está um fluxo de dados rápido o suficiente para enviar um filme em HD e fazê-lo dar uma volta completa quase instantânea à metade do planeta.