北京
在人類太空探索的歷史上，無線電波一直是主要的通信手段。這項技術至今仍發揮著重要作用，但已經顯露出其局限性。
今年 4 月，當 NASA 的“阿耳忒彌斯 2 號”任務將四名宇航員送入月球軌道時，工程師們悄悄測試了一種激光通信設備。
這種技術有朝一日可能會徹底改變深空探索的規則。
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該光學通信系統由麻省理工學院林肯實驗室研發，被安裝在“獵戶座”飛船的外部。它是迄今為止首個能夠在月球軌道上支持載人任務的激光通信終端。該系統不使用無線電波，而是利用不可見的紅外光在飛船與地球上的接收器之間傳輸數據。
其原理是：波長越短，同一束光中能夠傳輸的信息量就越大。
2023 年 6 月 2 日，在佛羅里達州 NASA 肯尼迪航天中心的尼爾·阿姆斯特朗操作與檢查大樓內，技術人員正在組裝用于“阿耳忒彌斯 2 號”任務的光學通信系統。
在月球任務所涉及的遙遠距離上，傳統的無線電系統的傳輸速率僅限于每秒幾兆比特。而光學傳輸系統的下行傳輸速率則可達到每秒 260 兆比特。
NASA 的噴氣推進實驗室和懷特桑茲試驗場的地面站還創造了新的紀錄：它們在不到一小時的時間里，就完成了數據的接收、處理和重新傳輸到任務控制中心的工作！
在這大約十天的旅程中，該系統在“獵戶座”飛船與地面之間共傳輸了 484gigabytes的數據。這些數字不僅令人印象深刻，它們所轉化成的圖像更是令全世界為之驚嘆。
從月球背面拍攝到的地球日落、地球升起以及日食的壯觀照片，都在拍攝后幾小時內就登上了各大新聞頭條和社交媒體的畫面。而這一切，都是通過那條激光鏈路實現的。
阿耳忒彌斯 2 號的宇航員在“獵戶座”飛船內拍攝到了日食景象，并通過光學通信系統將圖像傳回地面。
位于澳大利亞堪培拉的量子光學地面站，與“獵戶座”飛船保持了超過 15.5 小時的雙流實時視頻連接，讓數百萬人能夠近乎實時地觀看這次任務的進展。或許最重要的是，
工程師們證明了：使用現成的商業零部件完全能夠構建出光學地面站。這一發現大大降低了該技術大規模應用的門檻。
對于未來十年內將要前往火星的宇航員來說，這一點至關重要。
目前的無線電系統難以滿足深空任務中所需的實時、高分辨率通信需求。
激光通信不僅能讓未來的探險者獲得更清晰的圖像，還能為任務控制人員提供必要的數據，從而確保那些身處半個太陽系之外的人們的生命安全。
#激光通信 #無線電通信 #月球地球信息傳輸 #空天論道
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