中國航天科工在高性能星間激光通信終端獲得重大突破

蒼茫宇宙，遙遙萬里，如何在衛(wèi)星之間建立高速率通信鏈路？，中國航天科工集團(tuán)有限公司發(fā)文稱，中國航天科工二院25所基于虹云工程星間高速通信需求，突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研制的高性能星間激光通信終端，通過對高指向性激光的控制、收發(fā)和調(diào)制，可以在高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)激光通信鏈路的建立和保持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離星間高速通信。8月初，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)和靜態(tài)等多項(xiàng)性能測試，各項(xiàng)指標(biāo)滿足方案設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)前，基于低軌道衛(wèi)星星座的寬帶通信網(wǎng)絡(luò)已成為下一代通信技術(shù)的主要形態(tài)，星間激光通信是星座組網(wǎng)的核心技術(shù)之一。相比傳統(tǒng)的微波通信，空間激光通信以其大通信容量、小體積、高保密性等優(yōu)點(diǎn)，成為星間組網(wǎng)的首選方案。空間激光通信，是以加載電信號(hào)在自由空間中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信方式。由于激光光束的頻率范圍高、波長小，因此空間激光通信可以在設(shè)備體積較小的情況下，實(shí)現(xiàn)極大的傳輸帶寬。以25所研制的終端為例，空間激光通信可以實(shí)現(xiàn)每秒傳輸1部高清電影；同時(shí)激光波束窄、方向性極強(qiáng)，用激光作為載波進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收，具有很強(qiáng)的抗截獲能力和抗電磁干擾能力。

產(chǎn)品研制技術(shù)難度最大的，是被稱為太空中“針尖對麥芒”的波束對準(zhǔn)。在幾千公里距離的復(fù)雜空間環(huán)境中，兩個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)千分之一度光束地對準(zhǔn)、保持和通信，對產(chǎn)品的各項(xiàng)性能提出了很高的要求。自2018年開始，研制團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮25所在算法、光學(xué)、空間工程等多方面技術(shù)優(yōu)勢，針對星間激光通信中光束的捕獲跟蹤算法及熱控、空間環(huán)境適應(yīng)性等關(guān)鍵技術(shù)開展了技術(shù)攻關(guān)，并在各專業(yè)研究室的大力支持下，最終取得突破。

基于當(dāng)前的技術(shù)積累，25所激光通信團(tuán)隊(duì)正在開展星間激光通信終端的迭代設(shè)計(jì)攻關(guān)。新一代產(chǎn)品在通信速率、重量功耗等方面有極大提升，是未來大規(guī)模星座建設(shè)的重要支撐。

在未來更遙遠(yuǎn)的深空探測中，激光通信更是目前最理想的通信手段。采用激光的方案，可以實(shí)現(xiàn)地月直連通信鏈路以及地火直連通信鏈路，待在家中，就能看到中國的深空探測器“現(xiàn)場直播”。