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一、地月之间拉通"太空网线",40万公里激光链路成功构建🔥 我国首次在轨验证地月双向高速激光通信,8K月面图像传输从4分钟缩短至12秒
8月28日,中国科学院空间应用工程与技术中心公布重大突破:我国完成地月激光通信试验,首次在轨验证地月双向高速激光通信能力,我国空间激光通信从此走出近地轨道,正式迈入地月深空空间。这项试验由中国科学院空间应用工程与技术中心牵头,联合之江实验室、中国科学院云南天文台、上海微系统与信息技术研究所等多家单位协同攻关,经过一年多在轨测试,成功搭建起地月双向激光通信链路。
地月之间的平均距离约38万公里,最远可达40多万公里。在这段距离上搭建通信链路,难度远超近地轨道。传统微波通信带宽窄、速度慢,已难以满足未来月球探测海量数据回传的需求。激光通信则具备速度快、带宽大、方向准、保密性好、设备轻巧等优势,被视为深空通信的未来方向。但要在40万公里外精准传递激光信号,需要闯过三道难关:光束对准难、传回信号弱、传输速率难以提升。
二、"万里穿针"与"千里辨音",三大技术难题逐一攻克地月激光通信的精度要求极高。中国科学院空间应用中心研究员杨雷形容,这好比在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。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。科研团队创新提出适用于超远距离、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。
信号微弱是另一大挑战。激光经过40万公里传播到地面时,地面望远镜仅能收到寥寥几个光子。月光、星光、城市灯光等背景噪声会严重干扰信号接收。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员李浩介绍,团队突破了高速超导单光子探测技术,依靠高灵敏度算法,从纷繁的背景噪声中把有效通信信号筛选出来,实现"千里辨音"。
三、12秒传回8K月面图像,为载人登月铺就信息高速路在传输速率方面,科研团队突破了皮秒级时间识别的大带宽高效通信处理技术,采用高阶脉冲位置调制和高可靠信号处理方案,在极低信噪比条件下实现高码率数据传输。本次试验已初步实现上行1.25兆比特每秒、下行100兆比特每秒的双向通信速率。采用百兆比特每秒级激光通信,传回一幅8K月面高清图像仅需约12秒,而传统微波链路需要4到5分钟。
这一突破为未来载人登月、月球科研站建设提供了关键的信息传输保障。随着月球探测任务日益密集,月面观测图像和科学数据将呈爆炸式增长,高速激光通信将成为支撑深空探测的"信息大动脉"。专家指出,这项技术不仅为我国月球探测奠定了基础,也标志着我国在空间激光通信领域跻身世界先进行列。
综合新华社、北京晚报、央视新闻报道 | 2026-09-05