美國國家航空航天局(NASA)宣布,其深空光學通信(DSOC)技術驗證項目在完成兩年試運行后,已全面達成既定技術目標。這項基于激光傳輸?shù)膭?chuàng)新通信方式,為未來人類火星任務構建了高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡的基礎架構,標志著深空通信技術邁入全新階段。
該技術通過精密激光束實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,在距離地球數(shù)百萬英里的深空環(huán)境中,成功完成了信號的穩(wěn)定發(fā)送、接收與解碼。自2023年搭載"靈神星"探測器升空以來,項目團隊累計實施65次通信試驗,最終在2.18億英里(約3.51億公里)的宇宙空間中實現(xiàn)了激光信號的雙向傳輸。這一距離相當于地球與火星之間的典型通信距離。
NASA代理局長肖恩·達菲強調(diào):"這項突破性技術正在為美國火星探索鋪平道路。通過激光通信,我們不僅能實現(xiàn)火星表面的高清視頻實時傳輸,更能大幅提升科研數(shù)據(jù)的回傳效率。NASA將持續(xù)驗證和完善這些關鍵能力,為人類深空探索提供技術支撐。"
項目啟動僅一個月后,DSOC系統(tǒng)便首次與探測器上的光學終端建立連接,成功將測試信號傳回地球。NASA空間技術任務理事會副局長克萊頓·特納指出:"兩年來,該系統(tǒng)持續(xù)展現(xiàn)出超越預期的性能,數(shù)據(jù)傳輸速率達到家庭寬帶水平,并從創(chuàng)紀錄的遠距離傳回工程數(shù)據(jù)和測試信息。"
在通信能力方面,項目團隊創(chuàng)造了多項里程碑。2023年12月11日,系統(tǒng)以每秒267兆比特的速度,從距離地球1900萬英里(約地月距離80倍)處成功傳輸超高清視頻。2024年12月3日,更在3.07億英里(約4.94億公里)的深空距離上完成數(shù)據(jù)接收,刷新了光學通信的最遠傳輸紀錄。整個試驗期間,地面接收站累計處理了13.6太比特的數(shù)據(jù)量。
這項技術突破的關鍵在于其采用的自適應光學系統(tǒng),能夠實時修正大氣擾動和宇宙塵埃對激光信號的影響。項目團隊開發(fā)的編碼算法使數(shù)據(jù)傳輸效率較傳統(tǒng)射頻通信提升10至100倍,同時顯著降低了能源消耗。這些特性對于未來火星任務至關重要,既能支持宇航員與地球的實時視頻通訊,也能滿足大量科學數(shù)據(jù)的快速回傳需求。
目前,NASA工程團隊正在優(yōu)化地面接收站的靈敏度,計劃將數(shù)據(jù)接收能力再提升30%。同時,研究人員正在開發(fā)更緊湊的光學終端設備,以便搭載在未來的火星直升機或巡視器上。這些技術升級將使火星表面設備能夠直接與地球進行高速通信,無需通過軌道器中轉。