NASA 采用激光技术在 1.4 亿英里的太空中高速传输数据

DSOC 系统在测试期间实现了 25 Mbps 的最大数据传输速率，远远超过了该项目在该距离上 1 Mbps 的目标。

它还与Psyche航天器的射频发射器连接，向地球发送工程数据的副本。

该演示标志着深空任务光通信发展的一个重要里程碑。

DSOC团队还进行了各种实验来探索该系统的能力，包括使用多个地面站发送和接收数据，以及在地球和Psyche航天器之间长达2.8亿英里的往返行程中继数据。

深空光通信技术与传统射频系统的区别

美国宇航局的深空光通信（DSOC）技术在几个关键方面与传统的深空通信射频系统不同：

更高的数据速率：

DSOC 使用激光束传输数据，这使得数据速率比传统射频系统高得多。在 Psyche 航天器测试中，DSOC 实现了 25 Mbps 的最大数据传输速率，远远超过了该项目在该距离上 1 Mbps 的目标。

更小、更轻的设备：

DSOC系统比传统的射频系统更小、更轻，这使得它们更容易集成到航天器中。

不易受到干扰：

DSOC系统不太容易受到其他射频源的干扰，这在深空可能是一个问题。

更安全：

DSOC系统比传统的射频系统更难拦截，这使得它们更安全。

光通信在未来深空任务中的潜在应用

高数据速率通信：

光通信可以以比当前最先进的射频系统快 10 到 100 倍的速度传输数据，从而能够从火星等遥远的目的地传输高清图像和复杂的科学信息。

支持人类火星任务：

光通信可以为人类火星任务提供高带宽通信链路，使火星表面的宇航员与地球上的任务控制之间能够实时传输视频和数据。

探索外行星：

光通信可以通过在航天器和地球之间提供高数据速率通信链路来探索木星和土星等外行星。

科研：

光通信可以通过将航天器上的科学仪器的大量数据传输到地球来支持科学研究。

挑战和局限性

大气湍流：

地球大气层会引起湍流，使激光束变形并导致数据丢失。这对于深空应用尤其具有挑战性，因为激光束必须在大气层中长距离传播。

云量：

云层会阻挡激光束并阻止其到达地面站。对于深空应用来说，这可能是一个重大问题，因为航天器可能位于云层频繁覆盖的位置。

激光指向和跟踪：

激光束必须准确指向和跟踪，以保持稳定的链路。这对于航天器相对于地面站移动的深空应用来说可能具有挑战性。

范围：

光通信受到激光束发射和接收范围的限制。该范围由激光发射器的功率、接收器的灵敏度和大气条件决定。

数据速率：

光通信的数据速率受激光束带宽的限制。该带宽由激光器的波长和所使用的调制方案决定。

成本：

光通信系统比传统的射频系统更昂贵。这是由于激光发射器、接收器和跟踪系统的成本。