细数美国宇航局近期卫星激光通信实验进展

2021年12月7日，美国宇航局NASA为测试太空中激光通信是否有取代无线电波的能力，将激光通信中继演示（LCRD）发射到距离地球约22000英里的地球同步轨道上。

今年5月，NASA确认LCRD已准备好进行测试和完善激光通信的实验后，便于2022年5月25日从卡纳维拉尔角空间站发射了TB级红外传输（TBIRD）有效载荷。TBIRD将展示200Gbps的数据下行链路，这是NASA有史以来实现的最高光速率。而TBIRD也幸不辱命，一次就能发送回TB级的数据，展示了更高带宽的好处，并让NASA更深入地了解小型卫星上激光通信的能力。

TBIRD通过激光链路将数据下行链路传输至加利福尼亚州的1号光学地面站的图示

影像来源：NASA's Goddard Space Flight Center/Dave Ryan

NASA计划在2023年初发射集成LCRD近地轨道用户调制解调器和放大器终端（ILLUMA-T），它将在国际空间站上飞行，为轨道实验室带来激光通信，并增强宇航员在那里生活和工作的通信能力。ILLUMA-T将从空间站上的实验中收集信息，并以1.2Gbps的速度将数据发送给LCRD（按照这个速度，下载一部电影一分钟内就可以完成），随后，LCRD会将这些信息转发到夏威夷或加利福尼亚的地面站。一旦投入使用，LCRD和ILLUMA-T将成为在太空上第一个全面运行的端到端激光通信系统。

LCRD将数据从国际空间站上的ILLUMA-T传输到地球上一个地面站的图示

影像来源：NASA's Goddard Space Flight Center/Dave Ryan

NASA还计划2024年将猎户座阿耳忒弥斯2号（Artemis II）使用的激光通信系统（O2O）通过NASA的猎户座宇宙飞船带到月球。它将传输高分辨率图像和视频，并且将成为首次演示激光通信的载人月球飞行，同时它可以高达260 Mbps的下行速率向地球发送数据。

但这还不是全部，NASA还计划将激光通信带入深空，目前正在研究可以在未来使用的一种终端，该终端可以在极端距离和具有挑战性的指向限制条件下测试激光通信。

NASA的激光通信任务时间表

影像来源：NASA's Goddard Space Flight Center/Dave Ryan

参考来源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/the-future-of-laser-communications

https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14285327/the-era-of-infrared-laser-comms-for-space-is-upon-us

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