中国实现了地球与月球之间的双向激光通信，成为继美国之后第二个做到这一点的国家。但其达到的数据速率远低于美国宇航局十多年前的记录，这让太空专家感到困惑。

据领导该项目的中国科学院介绍，研究团队利用云南省的望远镜和一颗在2024年发射事故后目前绕月飞行的实验卫星，记录到下行链路速度为每秒100兆比特，上行链路速度为每秒1.25兆比特。

相比之下，美国宇航局2013年的月球激光通信演示实现了622Mbps的下载速度和20Mbps的上传速度——下载速度约为中国的六倍，上传速度约为中国的十六倍。

伦敦太空历史学家、前哈佛大学天文学家乔纳森·麦克道尔表示，中美两国的实验具有可比性。

“听起来中国尚未达到美国能够实现的数据速率，”他说，并补充说他不知道造成这一差距的原因。

深空激光通信专家、研究团队负责人杨磊上周在接受官方通讯社采访时指出了激光相对于其他方法的优势。

“使用传统的5Mbps微波链路传输一张8K高清月球表面图像大约需要四到五分钟，”他说。“使用100Mbps激光链路，只需约12秒。”随着中国和美国准备将宇航员送上月球并在月球南极附近建立长期存在，这项技术正变得日益重要，美国宇航局计划在2028年实现半个多世纪以来的首次载人着陆。

周四，美国宇航局局长贾里德·艾萨克曼表示，中国推迟了最新的嫦娥七号月球任务，但“在美国宇航局，我们不会放慢脚步”。

“我们不会低估他们。他们是太空竞赛中非常有能力的竞争对手，我们不会松懈，”他告诉美国有线电视新闻网。

传统通信——从日常5G网络到中国鹊桥二号卫星在地球与月球背面航天器之间中继信号——主要依赖无线电波，无线电波像涟漪一样扩散，在远距离上会急剧减弱。

激光以更高的频率工作，可以聚焦成更窄的光束，集中能量，用更小更轻的设备更快地携带更多数据。但窄光束也使远距离激光通信极其困难。“地月通信就像在数千公里外穿针引线，”杨磊说。

在约40万公里（248,550英里）的距离上，即使是卫星的微小移动或地球大气层的扰动也可能使光束偏离轨道，一个微小的角度误差就会导致在月球附近偏离数公里。

杨磊表示，团队开发了一种跟踪系统，可校正卫星轨道、大气畸变以及光在地球和月球之间传播所需的时间，使地面和太空终端在运动过程中保持相互锁定。

返回信号带来另一个挑战。在传播40万公里后，信号可能非常微弱，地面望远镜一次只能接收到几个光子，同时受到月光、星光和城市灯光的干扰——就像试图在繁忙街道上听到针落地的声音。

团队使用超灵敏单光子探测器和算法从背景噪声中提取信号，而新的处理和编码技术有助于提高传输速度。

“我们现在已经打开了地球与月球之间的‘信息高速公路’，”杨磊说，并补充说该技术将为中国载人月球任务、计划中的研究基地和深空探测提供高速数据链路。