La comunicación Tierra-Luna-Tierra (EME), también conocida como rebote lunar, es una técnica que utiliza la Luna como reflector pasivo para establecer contacto por radio. Las ondas de radio viajan aproximadamente 384.400 km hasta la Luna y de vuelta, tardando unos 2,5 segundos en el viaje de ida y vuelta. Dado que la Luna es visible desde aproximadamente la mitad de la superficie terrestre en cualquier momento, la EME teóricamente permite la comunicación con estaciones en cualquier parte del mundo que puedan ver la Luna simultáneamente.

Sin embargo, la EME ha sido históricamente una de las formas más desafiantes de radioafición. La superficie lunar refleja solo el 7-12% de las ondas de radio incidentes, y la pérdida de trayecto de ida y vuelta a través de aproximadamente 770.000 km de espacio resulta en una atenuación de señal de 250-310 dB. Las configuraciones EME tradicionales han requerido antenas parabólicas masivas o matrices apiladas de Yagi, transmisores de alta potencia (500W a 1kW o más), receptores extremadamente sensibles con preamplificadores de bajo ruido, y sistemas de seguimiento sofisticados para rastrear el movimiento de la Luna a través del cielo.

En Japón, el primer contacto amateur EME se logró en 1975 por JA6DR. Desde entonces, los radioaficionados japoneses han realizado experimentos EME utilizando instalaciones prestadas como la antena de 32 metros de KDDI en el Centro de Comunicaciones por Satélite de Ibaraki y la parábola de 18 metros de JAXA en la Estación de Comunicaciones Espaciales de Katsuura.

Aunque los modos digitales como WSJT han hecho posible la EME con niveles de potencia más bajos (alrededor de 50W con buenas antenas), sigue siendo el "desafío supremo" de la radioafición.

Presentando el proyecto open.space

"open.space" es una ambiciosa iniciativa de hardware y software de código abierto diseñada para reducir drásticamente la barrera de entrada a la comunicación EME. La misión declarada del proyecto es proporcionar "todas las herramientas necesarias para experimentar la emoción de la comunicación espacial" a través de una antena de matriz en fase definida por software de código abierto.

Una antena de matriz en fase consiste en múltiples elementos de antena pequeños dispuestos en una configuración planar, con control electrónico sobre la fase y amplitud de cada elemento. Esto permite un direccionamiento electrónico rápido del haz sin movimiento mecánico, ofreciendo una alternativa compacta pero de alto rendimiento a las antenas parabólicas grandes tradicionales.

Línea de productos y especificaciones

open.space ofrece tres niveles de productos diseñados para diferentes casos de uso, con envíos previstos para comenzar en marzo de 2026.

Quad: Módulo de radio definida por software

El bloque constructivo más pequeño es un módulo SDR (Radio Definida por Software) de 4 antenas que puede funcionar como SDR independiente o servir como componente para matrices en fase más grandes.

  • Frecuencia: 4,9-6,0 GHz (banda C), dúplex completo
  • Ancho de banda por antena: 40 MHz; I/Q de 8+8 bits
  • Potencia Tx: 1 W por antena
  • Figura de ruido Rx: ~1,2 dB
  • Polarización: RHCP (Tx), LHCP (Rx)
  • MEMS TCXO con ~1,4 ps de jitter
  • FPGA: Lattice ECP5
  • Latencia: < 1 ms
  • Tamaño: 13 cm
  • Precio: $49-99 (por determinar)

El Quad es compatible directamente con pipelines de Raspberry Pi incluyendo GNU Radio, Python/C++ y SoapySDR. Las aplicaciones independientes incluyen SDR MIMO 4×4 de propósito general, caza del zorro, detección de dirección de llegada (DOA), routers Open WiFi y enlaces HD para drones.

Mini: Matriz en fase de entrada

Una matriz en fase compacta de nivel inicial compuesta por 18 módulos Quad (72 elementos de antena).

  • Tamaño de la matriz: 52 cm
  • Ganancia de la matriz: ~34,0 dBi
  • PIRE: ~52,6 dBW
  • Rango de direccionamiento del haz: ~60°
  • Alimentación: 12 V CC (~450 W pico)
  • Precio: $899-$1.499

Adecuada para enlaces de retorno de alta ganancia, recepción de enlace descendente de satélites en órbita baja, telemetría de drones de largo alcance y experimentación práctica con matrices en fase. Se pueden añadir placas de extensión posteriormente para ampliar la matriz.

Moon: Matriz EME de alta apertura

El modelo insignia diseñado específicamente para comunicación Tierra-Luna-Tierra, con 60 módulos Quad (240 elementos de antena).

  • Tamaño de la matriz: 100 cm (1 metro)
  • Ganancia de la matriz: ~39,3 dBi
  • PIRE: ~63,1 dBW (equivalente a ~2 kW de potencia radiada efectiva)
  • Rango de direccionamiento del haz: ~60°
  • Alimentación: 12 V CC (~1,5 kW pico)
  • Precio: $2.499-$4.999

Más allá de la EME, la matriz Moon soporta imágenes de la Vía Láctea en banda C, estudios del cielo en RF, imágenes RF terrestres y experimentos de detección atmosférica/ionosférica. Cuenta con una red de distribución coherente con temporización lista para GPSDO para conformación de haz precisa.

Innovación técnica y discusión

Según discusiones en Hacker News, el creador (mrtnmcc) es un ingeniero de RF/DSP de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC). Se mostró una demostración funcional en Pacificon, presentando una cadena de transmisión de extremo a extremo desde GNU Radio hasta un receptor.

Entre las innovaciones técnicas destacan los ADC ΣΔ (sigma-delta) MASH personalizados construidos con transistores discretos de par diferencial que cuestan aproximadamente $0,08 cada uno, logrando un ancho de banda de banda base limpio de 50 MHz. Los DAC también utilizan modulación ΣΔ a través de pines LVDS del FPGA con DSP modulante.

La comunidad técnica ha debatido si las especificaciones son suficientes para una EME fiable. A 5,76 GHz, la pérdida de espacio libre hasta la Luna alcanza aproximadamente 283 dB. Los cálculos del equipo del proyecto sugieren una potencia recibida de aproximadamente -150,8 dBm con la matriz completa, mientras que el piso de ruido a 1,2 dB de figura de ruido y 500 Hz de ancho de banda es -151,9 dBm, dando un SNR de aproximadamente +1,1 dB, descrito como "fácilmente detectable de oído con CW."

La página del producto incluye notablemente un descargo de responsabilidad: "No destinado para aplicaciones de radar. La funcionalidad principal necesaria para radar no está incluida debido a restricciones de control de exportaciones."

Consideraciones regulatorias

Operar open.space requiere la licencia de radioaficionado apropiada. En Estados Unidos, se requiere una licencia de clase Técnico o superior. La ficha del producto indica "1 por persona" para la matriz Moon, con "restricciones de país aplican" anotadas para todos los modelos.

En Japón, la banda amateur de 5,6 GHz (5650-5850 MHz) se superpone parcialmente con el rango de frecuencia del dispositivo. Los operadores japoneses necesitarían verificar el cumplimiento de las regulaciones del Ministerio de Asuntos Internos y Comunicaciones (MIC) respecto a la potencia radiada efectiva. Para operaciones EME que excedan 500W, generalmente se requieren aprobaciones adicionales que involucran documentación extensa e inspecciones.

Una nueva era para la radioafición

La aparición de open.space representa un cambio de paradigma potencial en la accesibilidad de la EME. Aunque el rango de precios de $2.499-$4.999 para la matriz Moon no es económico, es dramáticamente más asequible que los sistemas de antenas parabólicas tradicionales con sus costos de infraestructura asociados. El factor de forma de 1 metro también hace factible la instalación en ubicaciones donde las estructuras de antenas masivas serían impracticables.

Las características modernas como conformación de haz digital, seguimiento electrónico de la Luna, integración con Raspberry Pi y capacidades de radio definida por software llevan la EME al siglo XXI. El desarrollador ha expresado entusiasmo por lograr el "rebote lunar móvil", la posibilidad de comunicación EME durante operaciones portátiles.

Japón tiene una orgullosa tradición de experimentación EME, considerando el rebote lunar como la "expresión suprema" de la radioafición. El romanticismo de usar la Luna como estación repetidora para comunicarse con entusiastas de todo el mundo encarna el espíritu original de la radioafición: hacer conexiones con desconocidos a través de vastas distancias. Proyectos como open.space tienen el potencial de acercar este sueño a más personas en todo el mundo.

¿Cómo se disfruta la radioafición y la EME en tu país? ¿Has participado en algún experimento de comunicación desafiante o trabajado con equipos especializados? ¡Nos encantaría conocer tus experiencias y perspectivas sobre el futuro de la comunicación espacial!

Referencias