地月双向高速激光通信实现重大突破

近日，我国成功完成超40万公里的地月双向高速激光通信试验。中国科学院空间应用工程与技术中心依托运行在远距离逆行轨道的DRO-A卫星，在超过40万公里的地月距离上建立了双向激光链路，首次实现了地月双向高速激光通信。这一进展标志着我国空间激光通信正式从近地轨道迈入地月空间，相当于在地球与月球之间搭建起了一条稳定、高速的太空信息通道。

传输效率显著提升

在传输速度方面，利用激光通信将8K月面高清图像从月球轨道卫星传回地面的时间由以往使用微波链路时的4到5分钟，缩短至约12秒。测得的链路下行速率约为每秒100兆比特，上行速率约为每秒1.25兆比特。中国科学院空间应用工程与技术中心研究员杨雷指出，下行速率快是因为卫星获取的科学数据量大，需要快速传回地面，而上行主要传输信息量较少的遥控指令。

除速度提升外，激光通信相比传统微波通信还具备方向准、保密性好以及设备轻巧等优点。杨雷表示，在通信设备体积、重量和功耗给定的情况下，激光通信终端的速率可比传统微波通信提高10倍到100倍。

核心技术攻关与难题破解

深空激光通信长期面临对准难、信号弱、速率低三大难题。此次试验距离达到40.5万公里，对发射方向的精度要求极高，偏差需控制在三千分之一度范围内。为此，科研团队经过五年技术攻关，提出了适用于超远距离、极微弱信号条件的双向捕获跟踪方案，通过计算卫星轨道、望远镜安装、形变误差、大气折射及激光飞行时间等因素并进行系统校准，确保空间端与地面端在运动中持续高精度对准。

针对信号在传输至地面时极弱且速度难以提升的问题，科研团队突破了高速超导单光子探测技术和一系列高灵敏度通信信号处理算法，使其能从海量背景噪声中甄别有效信号，并采用了高阶脉冲位置调制和高可靠信号处理。

应用价值与后续影响

此次突破为未来月球科研站建设提供了关键通信基础设施。由于带宽提升，探测器有望实现“边走边拍边传”，减少数据压缩或丢弃，使地面团队能够实时看到月背地形变化，并大幅压缩操控指令的往返延迟。未来，地月视频通话及高清视频回传将成为可能。