高速通信激光地月我國首次實現雙向
記者從中國科學院空間應用工程與技術中心獲悉,国首光通日前,次实我國在地月激光通信試驗任務中取得重要突破,现地向高信成功在超過40萬公裏的月双地月距離上建立起雙向激光鏈路,首次實現地月雙向高速激光通信。速激這標誌著我國空間激光通信正式從近地軌道邁入地月空間。国首光通
△地月尺度雙向激光通信示意圖
空間激光通信是次实一種利用激光傳輸信息的通信方式,具有帶寬大、现地向高信速度快、月双方向準、速激保密性好等優勢。国首光通但距離越遠,次实技術挑戰越大。现地向高信
據了解,月双深空激光通信領域一直存在幾大難題:距離長達幾十萬公裏,速激光束極難精準對準;信號傳到地麵時已經弱得幾乎收不到;傳輸速度提不上去。
麵對瞄不準的問題,科研團隊想出了一套新辦法:綜合考慮衛星軌道、望遠鏡安裝誤差、大氣折射、激光飛行時間等各種因素,讓天上的衛星和地麵的望遠鏡在運動中始終對準,確保激光能精準照到預定位置。這就好比在40萬公裏外,將一束極細的光線精準穿過一個高速運動的“針孔”。
如何解決信號弱的問題呢?科研人員使用能探測單個光子的“超靈敏探測器”,並開發了一套複雜的信號識別算法,從海量噪聲中把有效信號“撈”出來。這就像在千裏之外喧囂嘈雜的鬧市中,準確聽清一根針落地的聲音。
最後一道難關是提升傳輸速度。科研人員通過一係列技術攻關,大幅提升了數據處理效率。此次試驗初步可實現上行1.25Mbps(兆比特每秒)、下行100Mbps的通信速率。傳輸一幅8K月麵高清圖像的話,用傳統的微波鏈路下傳需要大約4到5分鍾,如果換成100Mbps激光通信後,隻需約12秒。
相關技術突破使我國空間激光通信正式從近地軌道邁入地月空間,將為我國載人登月、月球科研站建設和深空探測提供重要技術支撐。
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