Cuando vemos una foto nítida del cráter Jezero tomada por el Perseverance, parece fácil. Pero la realidad es que esa imagen ha viajado por el espacio durante minutos convertida en una señal de radio tan débil que, al llegar a la Tierra, tiene menos potencia que la luz que emite una luciérnaga a 3000 km de distancia.
Para que no se pierda ni un bit en ese infierno de ruido cósmico, la NASA usa tres capas de códigos correctores de errores que juntos son una obra maestra de la ingeniería moderna: Reed-Solomon, Turbo Codes y LDPC. Te explico cada uno como si estuviéramos tomándonos un café.
¿Como se envía la señal a tanta distancia?
Para llegar desde Marte hasta la Tierra (hasta 401 millones de km en el peor caso) usan señales de radiofrecuencia muy específicas y potentes. Te lo explico fácil y con los detalles técnicos reales:
| Equipo | Banda usada | Frecuencia exacta | Por qué se usa esa banda |
|---|---|---|---|
| Rover → Satélite en órbita | Banda X (principal) | 7.145 – 7.190 MHz (subida) y 8.400 – 8.450 MHz (bajada) | Penetra bien la atmósfera marciana y permite velocidades altas |
| También pueden usar | Banda UHF | ~400 MHz | Solo entre rover y helicóptero Ingenuity o entre rovers cercanos (muy corta distancia) |
| Satélite → Tierra | Banda X y Banda Ka | Banda X: 8.4 GHz ↓ / Banda Ka: 32 GHz ↓ | La Ka es más rápida (hasta 200 Mbps en algunos casos), pero más sensible a la lluvia en la Tierra |
La estrella principal es la banda X (8 GHz) porque:
- Tiene buen equilibrio entre velocidad y resistencia a interferencias.
- Las ondas de 8 GHz son lo suficientemente “pequeñas” como para meter mucha información en poco tiempo, pero no tanto como para que la atmósfera o el polvo marciano las bloquee.
Potencia de transmisión (parece poca, pero llega)
- El rover Perseverance transmite con solo 15–25 watts en su antena de alta ganancia (parece una bombillita LED).
- El satélite MRO retransmite con 100 watts y una antena parabólica gigante de 3 metros.
¿Y cómo llega una señal tan débil a cientos de millones de km?
El secreto: las antenas GIGANTES de la Tierra
La Deep Space Network (DSN) tiene platos de 70 metros de diámetro (¡más altos que la Estatua de la Libertad!) en España, Australia y California.
- Un plato de 70 m recoge una señal que es billones de veces más débil que la de tu celular.
- La relación señal-ruido es tan baja que a veces la potencia recibida es de 10⁻¹⁸ watts (un quintilloncésimo de watt). ¡Es como detectar la luz de una bombilla de celular desde la Luna!
Codificación mágica para no perder ni un bit
Usan códigos correctores de errores brutales:
- Código Turbo
- Código LDPC (Low-Density Parity-Check)
- Código Reed-Solomon
Gracias a eso, aunque la señal llegue llena de ruido cósmico, la reconstruyen perfectamente en la Tierra.
1. Reed-Solomon (el veterano desde los 60, todavía imbatible)
- Inventado en 1960 por Irving Reed y Gustave Solomon.
- Es el código que usaron los CDs, DVDs, códigos QR y… todas las misiones a Marte desde los años 90.
- Funciona como un “seguro matemático”: a un bloque de datos (por ejemplo 255 bytes) le añade paridad extra. El más usado en Marte es RS(255,223):
- 223 bytes de datos reales
- 32 bytes de paridad
- Puede corregir hasta 16 bytes erróneos o detectar hasta 32 errores por bloque.
- Ventaja brutal: corrige ráfagas largas de errores (bursts), justo lo que pasa cuando una tormenta de polvo marciana o una tormenta solar golpea la señal.
- En las misiones actuales sigue siendo la primera capa de protección.
2. Turbo Codes (la revolución de 1993 que dejó boquiabiertos a todos)
- Inventados por Claude Berrou en 1993, estaban tan por delante de su tiempo que la comunidad científica pensó al principio que era un error de medición.
- Rendimiento a solo 0,5 dB del límite teórico de Shannon (el límite físico del universo para transmisión sin errores).
- Cómo funcionan (simple): Imagina que mandas el mismo mensaje dos veces, pero la segunda vez lo revuelves con un orden diferente (interleaving) y lo codificas con otro codificador. En la Tierra, dos decodificadores se pasan pistas uno al otro docenas de veces hasta que ambos están de acuerdo en qué se envió originalmente. Es como dos detectives que se corrigen mutuamente hasta resolver el caso.
- En Marte se usaron intensivamente entre 2004 y ~2015 (rovers MER, Phoenix, MRO…).
- Con Turbo Codes, la NASA logró tasas de error de bit de 10⁻⁶ o mejor con muy poca potencia.
3. LDPC (Low-Density Parity-Check) – el rey actual
- Inventados en 1962 por Robert Gallagher (en su tesis doctoral), olvidados 30 años y redescubiertos en los 90.
- Desde 2012 son el estándar en casi todas las misiones profundas (Perseverance, Mars Sample Return, Psyche, Europa Clipper…).
- Usan el código CCSDS LDPC (8160,7136) recomendado por el organismo internacional de estándares espaciales:
- Bloques de 8160 bits
- 7136 bits de información + 1024 bits de paridad
- Puede corregir señales con relación señal-ruido increíblemente baja (hasta Eb/N0 de -1,5 dB en algunos casos).
- Ventaja frente a Turbo: más fácil de implementar en hardware moderno y escalan mejor a velocidades altas.
Cómo se combinan las tres capas en Perseverance (2025)
| Capa | Código usado | Qué protege | Tasa típica |
|---|---|---|---|
| 1 | Reed-Solomon (255,223) | Ráfagas grandes de errores | 223/255 ≈ 87% |
| 2 | Turbo o LDPC (según enlace) | Errores aleatorios por ruido | 1/2 o 4/5 |
| 3 | Convolutional (opcional) + interleaving | Errores residuales y bursts pequeños | 1/6 (a veces) |
Resultado práctico: aunque la señal llegue con un 30-40 % de bits corruptos en el peor momento, el receptor en Madrid o Goldstone reconstruye el archivo bit-perfecto.
Números que dejan loco a cualquiera
- Potencia recibida típica desde Perseverance usando MRO: −160 dBm (10⁻¹⁹ watts).
- Con LDPC, la BER (tasa de error de bit) después de decodificación es menor a 10⁻¹⁰ (un error cada 10 000 millones de bits).
- Eso significa que puedes mandar una foto de 20 megapíxeles (160 megabits) y que llegue perfecta aunque literalmente 6 de cada 10 bits crudos estén mal.
Conclusión
Sin Reed-Solomon, Turbo y LDPC no tendríamos ni el 1 % de las fotos y vídeos que vemos de Marte. Estas tres “capas de magia matemática” son la razón por la que puedes abrir tu celular y ver en tiempo casi real una roca marciana con detalles de milímetros… tomada a cientos de millones de kilómetros, con una señal más débil que el susurro de una hormiga.
La próxima vez que veas una selfie del Perseverance, recuerda que esa imagen sobrevivió al vacío, al ruido cósmico y a tormentas solares gracias a tres algoritmos que, juntos, son una de las mayores hazañas invisibles de la exploración espacial.
