如今 NASA 竟能用激光與航天器通信啦

美國國家航空航天局（NASA）面臨着一個通信方面的問題：航天器用於通信的無線電頻率 變得太過擁擠。隨着更多任務被送往外太空，並且這些任務攜帶的儀器日益複雜，需要發回地球的數據量正在超出當前無線電通信系統的承載能力。

解決這個問題的辦法是採用更高的頻率，這種頻率能夠傳輸更多的數據。但在任何新的通信系統得到廣泛使用之前，都必須進行測試。

這便是深空光通信測試的目的所在，該測試搭乘了前往太陽系主小行星帶的“靈神星”任務，以測試是否可以使用激光進行更高效的通信。該實驗 去年發回了其首次測試數據，今年早些時候，它能夠 成功發回實際的航天器數據。

如今，DSOC 已達成一個新的里程碑，因其已完成了第一階段的運作，並從 2.9 億英里之外發送了數據——這與地球和火星處於最遠距離時的最大間距相同。

“這個里程碑意義重大。激光通信需要極高的精度水平，而且在我們與普賽克一同發射之前，我們不清楚在最遠距離時會看到多大程度的性能降級，”DSOC 的運營負責人米拉·斯里尼瓦桑在一份聲明中說。“如今，我們用於追蹤和指向的技術已得到驗證，證實光通信可以成爲探索太陽系的一種強大且具有變革性的方式。”

在啓動 DSOC 之前，工程師們堅信激光通信具有可行性，並且他們對在非常長距離上的精度有了預估。但在任何空間技術中，檢驗實際操作與理論是否相符總是至關重要的。DSOC 的主要挑戰之一在於確保地面上的天線與航天器能夠足夠精準地相互對準，從而實現極遠距離的數據傳輸。

該團隊還想要測試在不同距離使用激光通信時他們所能期望看到的數據速率。在 3300 萬英里遠之處，其距離與火星離地球最近時的距離相當，DSOC 實現了每秒 267 兆比特的比特率，這與寬帶互聯網速度相似。在遠得多的 2.4 億英里的距離，它仍然達到了每秒 6.25 兆比特。您能夠看到距離致使比特率下降了多少，不過新的速率依然比當下的無線電通信系統快很多。

既然測試的第一部分已經完成，收發器已斷電。但實驗尚未結束，因爲它將在下個月再次通電，以檢查硬件在太空中能否完整存活一年並持續良好運行。

“我們會給飛行激光收發器通電，並對其功能進行一次簡短的檢查，”項目飛行操作負責人肯·安德魯斯（Ken Andrews）說。“一旦實現這一目標，我們就能夠期待在今年晚些時候開始的聯合後階段以其全部設計能力來操作收發器。”