全释硬科技丨40万公里外“穿针” 我国首次实现地月双向高速激光通信

近日，我国成功完成超40万公里、地月双向高速激光通信试验，这一重大突破，相当于在地球和月球之间搭建起了一条稳定、高速的太空信息通道，让我国正式拥有地月高速通信的核心基础设施，为后续月球和深空探测等任务奠定了通信根基。

有人好奇，这套新系统到底有多快？一组直观数据就能看懂：月球向地球回传数据的速率可达100兆比特每秒。以往传回一张8K超高清月球全景照片，需要耗时四五分钟，如今仅需12秒就能完成传输，速度提升数十倍。这项颠覆性的通信技术，究竟厉害在哪？

激光通信，可以理解为用激光充当看不见的太空“网线”来传输数据。

咱们平时用的5G、未来的6G，还有空间站“信使”天链中继卫星、服务月球背面的鹊桥二号，用的都是微波通信。微波就像往水里扔块石头——波纹一圈一圈往外扩散，覆盖面大、穿透力强，天生适合“广撒网”。但广撒网的代价是：如果传播距离太远，能量就会散掉。

激光正好反过来。它不扩散、能量高度集中，就像是一根被拉直的“光线水管”，管子有多粗，流量就有多大，所以速度快、带宽超大，保密性还极强。但也正因为激光不会扩散，发射和接收两端必须分毫不差地对准，这也是地月通信最难的地方。

中国科学院空间应用中心联合国内多家单位，五年攻关，闯过了地月激光通信路上三道“拦路虎”。

第一道难关，是要“万里穿针”。地球和月球相隔40多万公里，激光发射的时候角度稍微偏一点，等光束跑到月球那边，偏差就会拉大到好几公里，真的是失之毫厘，差之千里。科研团队想出全新的双向捕获跟踪办法，把卫星轨道误差、地面望远镜变形、大气折射、光飞过去的时间差，所有影响因素全部算进去校正。地球和天上的设备一边运动一边互相瞄准，牢牢把激光链路对上对准。

第二道难关，是要“千里辨音”。激光跑40多万公里，等落到地面的时候，信号已经弱得可怜。团队用上超导单光子探测技术，再配合专门的信号算法，就好像在喧闹的大街上，要听清楚一根针掉在地上的动静，从一大堆杂乱光线里，把那一点点有用的激光信号挑出来。

第三道难关，是要“百兆秒传”。科研团队研发大带宽信号处理技术，再加上纠错算法兜底，就算环境干扰很大，数据照样可以高速往外分发。