空天信息创新研究院成功为星地激光通信“架起了一座多车道的高速大桥”

中国科学院空天信息创新研究院,简称空天院,李亚林、黄鹏这几位科研人员最近在星地激光通信这块取得了巨大的进展。他们成功给卫星和地面之间的通信“架起了一座多车道的高速大桥”,传输能力直接就把原来的速度提升到了每秒120吉比特,也就是120Gbps。这个速度可了不得,直接就把我国星地激光通信的纪录给刷新了,也意味着我国的相关技术能力迈上了一个新台阶。 现在对地观测、科学探测这些任务越来越复杂,卫星发回来的数据量简直是爆炸式增长。以前主要靠微波技术传数据,虽然成熟但带宽有限,已经很难满足未来每秒太比特也就是Tbps量级的需求了。这时候星地激光通信就成了大家的希望。它用激光束当信息载体,带宽大、抗干扰强、保密性也好。不过这条路不好走,卫星晃啊、大气乱流影响、光学对准跟踪这些难题一堆一堆的。 空天院的团队这次硬是系统性地突破了这些难关。他们搞的实验链路稳定得很,下传的数据质量也特别好。把从快速建立链路到长时间维持稳定传输的整个过程都给验证了一遍。李亚林用个形象的比喻说:“如果把星地激光通信比作在湍急河流上架桥,10Gbps就像铺了个单车道桥,120Gbps就是建了个多车道的高速大桥。不仅要能快搭起来连通天地,还得让每辆车都能顺畅通过。” 这功夫可没少下。团队多年潜心钻研搞了很多轮攻关实验和优化迭代,在信号捕获、跟踪对准这些环节搞出了自主创新的办法。这就大大提升了系统在动态复杂环境下的鲁棒性,保证了激光信号能“收得稳、收得对、收得快”,链路稳定性和可用度都大大提高了。 中国遥感卫星地面站主任黄鹏说这次实验成功是从技术验证到业务化应用的关键一步。它证明了激光通信能应对实际业务里的严苛条件,为下一代高通量卫星通信系统和空天地一体化网络提供了很好的技术储备和经验。 以后这技术用处可大了。高分辨率对地观测、空间科学探索这些都能用上它。应急通信、深空探测还有国家安全这些领域也能发挥作用。随着技术成熟成本降低,它和微波通信就能互补融合发展了。 这不仅仅是个数字上的突破而已啊!它让我国掌握了空天信息传输的主动权。从实验室走向应用标志着技术已经能为国家重大需求服务了。以后肯定还会有更多人用上它,为我国从航天大国变成航天强国注入更强的动力。