地球和月球要通“光纤”了？激光通信速率碾压无线电！

在人类太空探索的历史上，无线电波一直是主要的通信手段。这项技术至今仍发挥着重要作用，但已经显露出其局限性。

今年 4 月，当 NASA 的“阿耳忒弥斯 2 号”任务将四名宇航员送入月球轨道时，工程师们悄悄测试了一种激光通信设备。

这种技术有朝一日可能会彻底改变深空探索的规则。

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内容

该光学通信系统由麻省理工学院林肯实验室研发，被安装在“猎户座”飞船的外部。它是迄今为止首个能够在月球轨道上支持载人任务的激光通信终端。该系统不使用无线电波，而是利用不可见的红外光在飞船与地球上的接收器之间传输数据。

其原理是：波长越短，同一束光中能够传输的信息量就越大。

2023 年 6 月 2 日，在佛罗里达州 NASA 肯尼迪航天中心的尼尔·阿姆斯特朗操作与检查大楼内，技术人员正在组装用于“阿耳忒弥斯 2 号”任务的光学通信系统。

在月球任务所涉及的遥远距离上，传统的无线电系统的传输速率仅限于每秒几兆比特。而光学传输系统的下行传输速率则可达到每秒 260 兆比特。

NASA 的喷气推进实验室和怀特桑兹试验场的地面站还创造了新的纪录：它们在不到一小时的时间里，就完成了数据的接收、处理和重新传输到任务控制中心的工作！

在这大约十天的旅程中，该系统在“猎户座”飞船与地面之间共传输了 484gigabytes的数据。这些数字不仅令人印象深刻，它们所转化成的图像更是令全世界为之惊叹。

从月球背面拍摄到的地球日落、地球升起以及日食的壮观照片，都在拍摄后几小时内就登上了各大新闻头条和社交媒体的画面。而这一切，都是通过那条激光链路实现的。

阿耳忒弥斯 2 号的宇航员在“猎户座”飞船内拍摄到了日食景象，并通过光学通信系统将图像传回地面。

位于澳大利亚堪培拉的量子光学地面站，与“猎户座”飞船保持了超过 15.5 小时的双流实时视频连接，让数百万人能够近乎实时地观看这次任务的进展。或许最重要的是，

工程师们证明了：使用现成的商业零部件完全能够构建出光学地面站。这一发现大大降低了该技术大规模应用的门槛。

对于未来十年内将要前往火星的宇航员来说，这一点至关重要。

目前的无线电系统难以满足深空任务中所需的实时、高分辨率通信需求。

激光通信不仅能让未来的探险者获得更清晰的图像，还能为任务控制人员提供必要的数据，从而确保那些身处半个太阳系之外的人们的生命安全。

#激光通信 #无线电通信 #月球地球信息传输 #空天论道