NASA即將測試激光通信技術(shù)，能以1.2Gbps速度發(fā)送數據

  從人類(lèi)開(kāi)始探索太空以來(lái)，NASA 一直都是使用無(wú)線(xiàn)電頻率系統與宇航員和飛行器通信，但隨著(zhù)數據傳輸需求越來(lái)越大，舊系統已逐漸不堪負荷。對此，美國宇航局（NASA）即將進(jìn)行的激光通信中繼演示（Laser Communications Relay Demonstration）可能會(huì )徹底改變該機構與整個(gè)太陽(yáng)系的未來(lái)任務(wù)進(jìn)行通信的方式。

  據 NASA 稱(chēng)，新的激光通信系統可以帶來(lái)更多來(lái)自太空的高清視頻和照片。該任務(wù)將于 12 月 5 日從佛羅里達州卡納維拉爾角作為美國國防部空間測試計劃衛星 6 號上的有效載荷發(fā)射，發(fā)射窗口將在美國東部時(shí)間上午 4:04 至 6:04（北京時(shí)間 17:04 至 19:04）保持開(kāi)放。

  自 1958 年以來(lái)，美國宇航局一直使用無(wú)線(xiàn)電波與宇航員和太空任務(wù)進(jìn)行通信。雖然無(wú)線(xiàn)電波之前也能完成任務(wù)，但太空任務(wù)正變得越來(lái)越復雜，收集的數據也比以前更多。

  激光通信系統將從與地球自轉同步的軌道上向地球發(fā)送數據，距離地球表面 35,406 公里，數據傳輸速度為 1.2Gbps，相當于在一分鐘內下載一部完整的電影。

  這將提高數據傳輸率，比無(wú)線(xiàn)電波快 10 到 100 倍。我們的眼睛看不見(jiàn)的紅外激光，其波長(cháng)比無(wú)線(xiàn)電波短，因此它們可以一次傳輸更多的數據。使用目前的無(wú)線(xiàn)電波系統，需要九個(gè)星期才能發(fā)回一張完整的火星地圖，但激光系統可以在九天內完成。

  激光通信中繼演示是美國宇航局的第一個(gè)端到端激光中繼系統，它將在太空和位于加州 Table Mountain 和夏威夷哈雷阿卡拉的兩個(gè)光學(xué)地面站之間發(fā)送和接收數據。這些站點(diǎn)有望遠鏡，可以接收來(lái)自激光的光線(xiàn)并將其轉化為數字數據。與無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)不同，激光通信接收器的體積可以縮小到只有 1/44 的體積。因為衛星既可以發(fā)送也可以接收數據，所以它是一個(gè)真正的雙向系統。

  對這些地面激光接收器的一個(gè)干擾是大氣干擾，如云層和湍流，這可以干擾通過(guò)我們大氣層的激光信號。選擇這兩個(gè)接收器的位置時(shí)考慮到了這一點(diǎn)，這兩個(gè)接收器在高海拔地區，通常有晴朗的天氣條件。

  一旦系統到達軌道，位于新墨西哥州拉斯克魯斯的操作中心的團隊將啟動(dòng)激光通信中繼演示，并向地面站發(fā)送數據。該任務(wù)預計將用兩年時(shí)間進(jìn)行測試和實(shí)驗，然后開(kāi)始用于太空任務(wù)，包括未來(lái)將安裝在國際空間站的光學(xué)終端，將能夠把空間站上的科學(xué)實(shí)驗數據發(fā)送到衛星上，衛星將把它們轉發(fā)回地球。

  該演示作為一個(gè)中繼衛星，還可以幫助減少未來(lái)航天器的通信尺寸、重量和功率要求。這意味著(zhù)未來(lái)的任務(wù)可以降低發(fā)射成本，并有空間容納更多的科學(xué)儀器。

  IT之家了解到，目前正在開(kāi)發(fā)的其他可能測試激光通信能力的任務(wù)包括獵戶(hù)座阿特米斯 II 光學(xué)通信系統，該系統將允許美國宇航局和阿特米斯宇航員在月球上冒險時(shí)進(jìn)行超高清視頻傳輸。

  而 2022 年發(fā)射的 Psyche 任務(wù)，將于 2026 年到達小行星目的地。該任務(wù)將研究一個(gè)超過(guò) 1.5 億英里（2.41 億公里）的金屬小行星，并測試其深空光通信激光器，將數據傳回地球。