Los últimos experimentos de fabricación de fibra óptica llevados a cabo en la Estación Espacial Internacional ponen de manifiesto las ventajas de obtener fibra en órbita. Pero ¿qué motiva el desarrollo de estas pruebas piloto?
El pasado 11 de enero, la nave espacial Cargo Dragon, amerizó frente a la costa de Florida. Procedía de la Estación Espacial Internacional y estaba llevando a cabo un servicio para la NASA que consistía en transportar los resultados de diversos experimentos científicos, entre ellos, y de manera destacada, muestras de fibra óptica fabricada en el espacio.
¿Por qué fabricar fibra óptica en el espacio exterior? La razón es simple. En un entorno gravitacional fuerte, como el de nuestro Planeta, la fibra óptica está sujeta a pequeños defectos como la cristalización. Los cristales que aparecen en la fibra aumentan significativamente la pérdida de señal. Al considerar las líneas de transmisión de datos, como las de comunicación de larga distancia, que pueden abarcar miles de kilómetros, estos defectos causan una atenuación lo suficientemente grande de la luz transmitida como para provocar que un sistema sea comercialmente inviable.
En cambio, en el espacio, en un entorno de microgravedad, la cristalización no tiene lugar, y con ello aumenta la calidad y prestaciones de la fibra óptica obtenida. La fibra óptica ‘espacial’ es conocida como ZBLAN y está fabricada por una empresa especializada en este producto. Esta denominación hace referencia a su formulación química y, más concretamente, a las iniciales en inglés de los elementos que la forman: circonio, bario, lantano, sodio y aluminio.
Ventajas de la microgravedad
Entre estas prestaciones mejoradas de ZBLAN, cabe destacar unas excelentes capacidades de transmisión de ondas de largo alcance, con una menor pérdida por metro que los cables de silicio que se usan en la actualidad. Además, permite operar con un rango de longitudes de onda más amplio. De este modo, es posible transmitir más información, más lejos y a mayor velocidad.
Las fibras ZBLAN de baja pérdida y dopadas con tierras raras se utilizan para láseres de infrarrojos medios de alta potencia y seguros para los ojos, fuentes de láser de luz blanca supercontinua, y otros dispositivos no lineales que tienen aplicaciones generalizadas para telecomunicaciones, espectroscopia, contramedidas de infrarrojos, cirugía láser y otras aplicaciones médicas, industriales y militares.
El experimento en la Estación Espacial Internacional se inscribe en la multitud de investigaciones que se llevan a cabo en el campo de la fibra óptica con el fin de mejorar sus cualidades. En este terreno se están probando nuevos materiales o nuevas modulaciones de luz para incrementar la velocidad y capacidad de estas redes.
Monitorizado desde la Tierra
Para realizar este experimento se lanzó un equipo de producción de fibra óptica al espacio a bordo de la nave de suministro de carga (Cargo Dragon) hasta la Estación Espacial Internacional. Una vez allí, se estableció la producción de fibra óptica dentro de una instalación Microgravity Science Glovebox.
Se trata de una instalación sellada que proporciona un espacio óptimo para las investigaciones realizadas en un entorno de baja gravedad o microgravedad, en disciplinas que incluyen la biotecnología, la ciencia de la combustión, la física fundamental y la física de fluidos, así como la ciencia de los materiales.
La producción de fibra óptica se realiza completamente en la Estación Espacial, pero los parámetros de control son establecidos y monitorizados por un operador en la Tierra. Una vez producida la fibra, y después de un período de enfriamiento, viaja hasta nuestro Planeta donde es sometida a distintas pruebas.
A largo plazo
La hipótesis de que en el espacio se podrían mejorar las prestaciones de la fibra óptica no es nueva. De hecho, este no es el primer experimento en el que se ha fabricado fibra óptica en el espacio. En 2016 ya se hicieron pruebas con fibras en las que se logró reducir imperfecciones y obtener una mayor eficiencia en la señal. Estas pruebas han continuado en los años siguientes.
En este último experimento, realizado en diciembre de 2020, el objetivo era comprobar si, en el futuro, tendría sentido fabricar estas fibras en el espacio de manera masiva. Aunque ahora el coste es mucho mayor que hacerlo en la Tierra, la idea podría tener interés a más largo plazo dadas las cualidades superiores del producto (Foto: ICS Comunicación/Depositphoto).