NASA在空间站测试双向高速激光太空通信系统

国际空间站通过激光向 LCRD 和地面站传输数据的艺术效果图 美国国家航空航天局/戴夫-瑞安

无线电从一开始就是航天器的标准通信技术，但随着向太空传送和从太空传送的数据量激增，无线电技术已显老态。数据在光中的编码密度远远超过无线电波，因此人们正在探索用光学系统来实现航天器与地面设施之间的高速连接。

美国国家航空航天局（NASA）正计划朝着这一目标迈出重要一步，发射并测试首个双向、端对端激光通信系统。该系统被称为集成激光通信中继演示低地球轨道用户调制解调器和放大器终端（ILLUMA-T），将于11月搭载SpaceX公司的"龙"飞船发射升空。

ILLUMA-T 由一个望远镜和一个两轴万向节组成，将安装在空间站外部。在那里，它将跟踪美国国家航空航天局（NASA）于2021年12月发射的激光通信中继演示（LCRD）卫星并与之通信。停在地球同步轨道上的 LCRD 卫星将把信号传输到加利福尼亚和夏威夷的地面站。数据到达地面后，将转发给戈达德太空飞行中心的ILLUMA-T团队，以检查数据在这样的速度下是否仍然准确和高质量。

数据中继的速度将达1.2Gbps，比以前的无线电通信快 100 倍，比以前的激光演示快两倍。不过，其他团队已经利用激光实现了更快的数据传输速度，包括 TBIRD 卫星在去年的一次测试中以每秒 100 千兆比特的速度传输数据。

如果实验成功，NASA 希望激光通信不仅能成为国际空间站的常规操作，还能成为近太空网络（覆盖绕地球和月球运行的卫星）和深空网络（与太阳系中更远处的航天器进行通信）的常规操作。