(北京31日综合电)中国科学院空间应用工程与技术中心宣布,中国在地月激光(雷射)通信试验任务中取得重要突破,成功在超过40万公里的地月距离上建立起双向激光链路,首次实现地月双向高速激光通信,象征中国空间激光通信正式从近地轨道迈入地月空间。
《央视》报道,空间激光通信是一种利用激光传输信息的通信方式,具有频宽大、速度快、方向准、保密性好的优势,奈何距离越远,技术挑战越大。
这项成果就如同在地球和月球之间,搭成一条看不见的“高速太空光纤”。
《央视》提到,距离长达几十万公里,光束极难精准对准;信号传到地面时已经弱得几乎收不到;传输速度提不上去。
面对瞄不准的问题,综合考虑卫星轨道、望远镜安装误差、大气折射、激光飞行时间的各种因素,让天上的卫星和地面的望远镜在运动中始终对准,确保激光能精准照到预定位置,就像在40万公里外,将一束极细的光线精准穿过一个高速运动的“针孔”。
为解决信号弱的问题,中国科研人员使用能探测单个光子的“超灵敏探测器”,并开发出一套复杂的信号识别算法,从海量噪声中把有效信号“捞”出来。
《央视》形容,这就像在千里之外喧嚣嘈杂的闹市中,准确听清一根针落地的声音。
最后一道难关是提升传输速度。中国科研人员通过一系列技术攻关,大幅提升数据处理效率。此次试验初步可实现上行1.25Mbps(兆比特每秒)、下行100Mbps的通信速率。传输一幅8K月面高清图像,用传统的微波链路下传需要大约4到5分钟,如果换成100Mbps激光通信后,只需约12秒。
报道说,相关技术突破使中国空间激光通信正式从近地轨道迈入地月空间,将为中国载人登月、月球科研站建设和深空探测提供重要技术支撑。