蒼茫宇宙,遙遙萬(wan) 裏,如何在衛星之間建立高速率通信鏈路?中國航天科工二院25所基於(yu) 虹雲(yun) 工程星間高速通信需求,突破多項關(guan) 鍵技術,研製的高性能星間激光通信終端,通過對高指向性激光的控製、收發和調製,可以在高速運動的衛星平台上實現激光通信鏈路的建立和保持,進而實現遠距離星間高速通信。8月初,經實驗室動態和靜態等多項性能測試,各項指標滿足方案設計要求。
當前,基於(yu) 低軌道衛星星座的寬帶通信網絡已成為(wei) 下一代通信技術的主要形態,星間激光通信是星座組網的核心技術之一。相比傳(chuan) 統的微波通信,空間激光通信以其大通信容量、小體(ti) 積、高保密性等優(you) 點,成為(wei) 星間組網的首選方案。空間激光通信,是以加載電信號在自由空間中進行數據傳(chuan) 輸的一種通信方式。由於(yu) 激光光束的頻率範圍高、波長小,因此空間激光通信可以在設備體(ti) 積較小的情況下,實現極大的傳(chuan) 輸帶寬。以25所研製的終端為(wei) 例,空間激光通信可以實現每秒傳(chuan) 輸1部高清電影;同時激光波束窄、方向性極強,用激光作為(wei) 載波進行數據的發射與(yu) 接收,具有很強的抗截獲能力和抗電磁幹擾能力。
產(chan) 品研製技術難度最大的,是被稱為(wei) 太空中“針尖對麥芒”的波束對準。在幾千公裏距離的複雜空間環境中,兩(liang) 個(ge) 高速運動的衛星平台之間實現千分之一度光束地對準、保持和通信,對產(chan) 品的各項性能提出了很高的要求。自2018年開始,研製團隊充分發揮25所在算法、光學、空間工程等多方麵技術優(you) 勢,針對星間激光通信中光束的捕獲跟蹤算法及熱控、空間環境適應性等關(guan) 鍵技術開展了技術攻關(guan) ,並在各專(zhuan) 業(ye) 研究室的大力支持下,最終取得突破。
基於(yu) 當前的技術積累,25所激光通信團隊正在開展星間激光通信終端的迭代設計攻關(guan) 。新一代產(chan) 品在通信速率、重量功耗等方麵有極大提升,是未來大規模星座建設的重要支撐。
在未來更遙遠的深空探測中,激光通信更是目前最理想的通信手段。采用激光的方案,可以實現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“現場直播”。
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