地月“信息高速路”通了！從(cong) 中國科學院空間應用工程與(yu) 技術中心獲悉，我國地月激光通信試驗任務取得重要突破，成功在超過40萬(wan) 公裏的地月距離上建立起雙向激光鏈路，首次實現地月雙向高速激光通信。這標誌著我國空間激光通信正式從(cong) 近地軌道邁入地月空間。

▲地月尺度雙向激光通信示意圖。

空間激光通信是一種利用激光傳(chuan) 輸信息的通信方式，具有帶寬大、速度快、方向準、保密性好等優(you) 勢。但距離越遠，技術挑戰越大。中國科學院空間應用工程與(yu) 技術中心研究員楊雷說：“深空激光通信一直扛著三座大山：距離動輒幾十萬(wan) 公裏，光束極難精準對準；信號傳(chuan) 到地麵時已經弱得幾乎收不到；傳(chuan) 輸速度也一直提不上去。”

首先難在“瞄準”。地月間通信好比在40萬(wan) 公裏外，將一束極細的光線精準穿過一個(ge) 高速運動的“針孔”。發射端哪怕出現極其微小的角度偏差，抵達目標附近時也會(hui) 產(chan) 生數公裏的位置誤差。為(wei) 此，科研團隊想出了一套新辦法：綜合考慮衛星軌道、望遠鏡安裝誤差、大氣折射、激光飛行時間等各種因素，讓天上的衛星和地麵的望遠鏡在運動中始終對準，確保激光能精準照到預定位置。

解決(jue) 了“瞄準難”，新的問題又來了：激光跑完40萬(wan) 公裏到達地麵時，已經微弱到隻剩幾個(ge) 光子。地麵望遠鏡能收到的信號少得可憐，而月光、星光、城市燈光還會(hui) 混進來搗亂(luan) 。為(wei) 此，團隊用上了能探測單個(ge) 光子的“超靈敏探測器”，並開發了一套複雜的信號識別算法，硬是從(cong) 海量噪聲中把有效信號“撈”了出來。這就好像在千裏之外喧囂嘈雜的鬧市中，準確聽清一根針落地的聲音。

信號能收到了，傳(chuan) 輸速度也得跟上。團隊通過技術攻關(guan) ，大幅提升了數據處理效率。此次試驗初步實現上行1.25Mbps（兆比特每秒）、下行100Mbps的通信速率。楊雷舉(ju) 例說：“以一幅8K月麵高清圖像為(wei) 例，用傳(chuan) 統5Mbps微波鏈路下傳(chuan) 約需4到5分鍾；換成百Mbps激光通信後，隻要約12秒。”

“目前地月之間的‘信息高速路’已經打通，未來我們(men) 將會(hui) 獲取到更多、更有原創價(jia) 值的科學數據。”楊雷表示，相關(guan) 技術還將為(wei) 我國載人登月、月球科研站建設和深空探測提供高速信息傳(chuan) 輸的新手段。

據悉，這項任務由中國科學院空間應用工程與(yu) 技術中心牽頭，聯合之江實驗室、中國科學院雲(yun) 南天文台、中國科學院上海微係統與(yu) 信息技術研究所等單位，依托一顆運行在遠距離逆行軌道上的衛星（DRO-A）實施。