跨越地月距离40倍的“第一道光” NASA:深空通信技术的重要里程碑

发布日期:2024-03-11 12:32    点击次数:176

  前不久,一束来自1600万公里之外的激光信息击中地球。当然,这并不是外来文明发出的讯号,而是由美国国家航空航天局(NASA)的Psyche航天器发来迄今为止距离最远的激光通信。

  这是人类首次通过激光实现超出地月距离的通信,标志着深空通信技术的重大进步。

  在NASA的愿景中,有朝一日这项技术能够实现火星与地球间的视频通话,并帮助其深入探索太空,发现更多关于宇宙起源的线索。

  “第一道光”

  这束激光信息在11月14日从Psyche航天器发射到加利福尼亚州帕洛马山天文台的黑尔望远镜上,被称为“第一道光”。

  发射距离近1600万公里,约是月球和地球距离的40倍。这是迄今为止最远距离的激光通信,也是NASA首次成功通过激光向月球以外的地方发送和接收数据。

  发射这道激光的Psyche航天器于10月中旬发射升空。在接下来的六年里,它将飞行约36亿公里去探索太阳系中最神秘的小行星之一,火星和木星轨道之间的同名金属小行星16Psyche。

  同时搭乘Psyche号升空的还有深空光通信(DSOC)技术。它位于Psyche号上一个大型管状遮阳板和望远镜内,计划执行为期2年的科学考察任务,用于测试向地球发送高带宽测试数据。

  “11月14日的测试首次将地面资产和飞行收发器完全结合在一起。”DSOC运营负责人米拉·斯里尼瓦桑在一份声明中说,“我们仍有很多工作要做,但在很短的时间内,我们能够发送、接收和解码一些数据。”

  光通信带来的福音

  值得注意的是,DSOC发出的“第一道光”使用了一种看不见的近红外激光器向地球发送和接收数据。其发送数据的速度是NASA在其他任务中使用的传统无线电波系统的10到100倍。

  激光信息从Psyche号到达地球只需要50秒。据团队估测,当飞船与地球间隔最远时,激光需要的单程时间是20分钟。

  如果在接下来的几年里取得完全成功,这项实验可能改变航天器通信方式,成为未来用于与探索火星的人类进行交流的技术基础。

  NASA第一次在太空测试激光通信是在2021年12月,实现了从低地球轨道向月球发送光通信。

  但DSOC的测试标志着激光通信第一次被发送到外太空,这需要非常高的精确瞄准度。

  “光通信对科研人员来说是一个福音。”NASA高级通信和导航技术部主任杰森·米切尔说,“这种通信方式让人类能够探索深空,获取更多数据。这也意味着更多发现。”

  将支持下一个巨大飞跃

  据悉,NASA的最终目标是在整个太空建立一个激光通信网络,以更少的能量传输更多的科学和通信数据,就像在地球上使用的光纤电缆网络一样。

  NASA还准备在国际空间站上建立一个双向激光通信系统。本月早些时候,NASA向国际空间站发送了一个激光通信终端,以测试如何在低轨道上使用高速率激光。

  而DSOC的首次发光是激光通信中最新的一大里程碑。

  NASA总部技术演示部主任特鲁迪认为“第一道光”只是未来几个月里程碑中的一个,“它为能够发送科学信息、高清图像和流媒体视频的更高数据速率通信铺平了道路,以支持下一个巨大飞跃:将人类送上火星。”