“中国把地月太空‘网线’拉好了!”8月28日,中国科学院空间应用工程与技术中心披露,经过一年多的在轨测试试验,我国科研团队成功构建了超过40万公里的地月距离双向激光链路,标志着空间激光通信正式从近地轨道迈入地月空间。
地月“信息高速路”如何打通的?长安街知事采访了幕后的研发团队。
地月尺度双向激光通信示意图(中国科学院空间应用中心供图)
与传统微波通信相比,空间激光通信速度快、带宽大,方向准、保密性好,设备小、重量轻,双向高速、收发自如。“但数十万公里的深空距离,瞄准精度要求苛刻、信号衰减到极致、传输速率难以提升,这是深空激光通信领域长期面临的‘三座大山’。”中国科学院空间应用中心研究员、激光通信试验科研团队负责人杨雷介绍。中国科学院空间应用中心是地月激光通信试验任务的牵头单位,科研团队经过为期5年的技术攻关,成功解决了上述难题。
“地月间通信可谓是‘万里穿针’,要在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’。”之江实验室研究员李超表示。在这样遥远的距离上,卫星姿态的微小变化、机械振动,甚至是大气扰动都可能导致光束漂移。
“发射端哪怕出现极其微小的角度偏差,抵达目标附近时也会产生数公里的位置误差。”云南天文台研究员李语强说。科研团队创新性地提出了适用于超远距离、极微弱信号条件的双向捕获跟踪方案,通过对卫星轨道、望远镜安装及形变误差、大气折射、激光飞行时间等多种因素的计算和系统校准,使空间端与地面端能够在运动中持续保持高精度对准,确保激光在目标尚未显现时便能精准照向预定区域。
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