衛(wèi)星在現(xiàn)代信息社會(huì)中發(fā)揮著非常重要的作用。茫茫太空之中，一顆顆衛(wèi)星如同閃亮的眼睛，它們?cè)趪@地球不停的穿梭，不斷監(jiān)測(cè)、獲取著與我們生活息息相關(guān)的海量信息。

　　但是如何使衛(wèi)星所獲取的海量信息，快速、準(zhǔn)確的傳輸給地面，一直是考驗(yàn)世界航天的難題。

　　2012年3月2日，國(guó)防科工局在京舉行在軌交付儀式，將“海洋二號(hào)”衛(wèi)星正式交付給用戶方國(guó)家海洋局。“海洋二號(hào)”第一次搭載進(jìn)行了中國(guó)首次星地激光通信試驗(yàn)并取得圓滿成功，來(lái)自哈工大的馬晶、譚立英科研團(tuán)隊(duì)為這道世界航天的前沿課題給出了中國(guó)解答。

　　難度極大的征服

　　星地激光通信屬于衛(wèi)星激光通信的一個(gè)組成部分，簡(jiǎn)言之，就是將衛(wèi)星和地面用激光鏈接起來(lái)，形成空間的信息高速公路，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

　　星地激光通信應(yīng)用后，能夠同時(shí)進(jìn)行3000個(gè)高清晰電視信道廣播，約15000個(gè)普通電視信道廣播，明顯拓展信息傳播渠道。在減災(zāi)方面，這一技術(shù)也有十分廣泛的應(yīng)用。衛(wèi)星上高清相機(jī)拍攝的災(zāi)害資料，利用這一技術(shù)能避免數(shù)據(jù)壓縮導(dǎo)致的失真，將相關(guān)數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確的傳輸回地面，及時(shí)的對(duì)災(zāi)情做出判斷和預(yù)報(bào)。

　　為搶先建立空間高速信息公路，在空間信息領(lǐng)域掌握主動(dòng)。美國(guó)、歐空局、日本都在下大力氣，全力進(jìn)行衛(wèi)星激光通信的研究。

　　鋪就漫漫天光路，話說(shuō)的雖然容易，但是做起來(lái)又是何其艱難！該系統(tǒng)各部分所需要達(dá)到的精度幾乎是窮人類研究極限。

　　實(shí)現(xiàn)星地激光通信，需要衛(wèi)星和地面上的兩光束要極其準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)，否則，失之毫厘，差之千里。早于中國(guó)進(jìn)行衛(wèi)星激光通信研究的日本，曾這樣形容：它相當(dāng)于在東京用激光瞄準(zhǔn)80公里外富士山上一個(gè)移動(dòng)的針眼。

　　此外，這項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)對(duì)各項(xiàng)儀器設(shè)備的精度要求非?？量?。以衛(wèi)星激光通信樣機(jī)為例，它由多光軸構(gòu)成，對(duì)平行度要求極高，而機(jī)械調(diào)整定位經(jīng)常在亞微米量級(jí)。亞微米是毫米的萬(wàn)分之一精度，靠單純的機(jī)械加工根本無(wú)法完成，只有依靠科技人員不斷調(diào)試才能達(dá)到要求的精度。

　　實(shí)現(xiàn)星地激光鏈路通信一個(gè)難度極大的挑戰(zhàn)，但是對(duì)一世界前沿課題的征服卻來(lái)自一個(gè)意外的決定。

　　普通教師挑戰(zhàn)世界難題

　　1991年的春天，正在哈工大攻讀碩士研究生的譚立英需要準(zhǔn)備碩士論文選題。她除了要給學(xué)生上課、接送5歲的女兒，每天還要往來(lái)于圖書館查閱資料，思量碩士論文的選題。

　　一段時(shí)間過(guò)去了，仍然找不到合適方向的她，帶著迷茫和渴望登上了去往北京的列車。在北京圖書館中，有關(guān)衛(wèi)星激光通信的資料讓她眼前一亮，“要是能在浩瀚空間建立一個(gè)無(wú)線光網(wǎng)，實(shí)時(shí)進(jìn)行高速信息傳輸，這將是一件了不起的事情！”譚立英思索道。

　　然而這個(gè)選題卻遇到了前所未有的困境。

　　“美國(guó)已研究近三十年仍沒(méi)實(shí)現(xiàn)，你要開展這方面的研究，等于新開一個(gè)方向。方向雖好，但難度太大了，難以畢業(yè)。”幾位老師在譚立英碩士開題會(huì)上委婉善意的勸說(shuō)到。

　　“這個(gè)研究方向我們國(guó)家還是空白，它將是今后中國(guó)衛(wèi)星信息傳輸急需解決的核心技術(shù)，該技術(shù)若能攻破，將給衛(wèi)星通信領(lǐng)域帶來(lái)革命”譚立英擲地有聲的說(shuō)道。

　　“你要堅(jiān)持做這個(gè)方向，碩士論文所需的研究費(fèi)用你自己解決吧。而且，你另找導(dǎo)師吧。”導(dǎo)師表態(tài)到。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　沒(méi)有經(jīng)費(fèi)支持，自己能否畢業(yè)還是未知數(shù)。譚立英遇到了極大的阻礙。在中國(guó)的星地激光鏈路通信試驗(yàn)即將夭折的時(shí)候，丈夫馬晶給予了她支持。

　　1988年到1990年，馬晶以訪問(wèn)學(xué)者的身份在歐洲核子中心從事高能物理實(shí)驗(yàn)研究工作。面對(duì)優(yōu)越的工作和生活條件，他還是毅然決然地回到國(guó)內(nèi)。

　　“沒(méi)有經(jīng)費(fèi)就擠家里的錢做吧，咱們一起干”。丈夫的理解和遠(yuǎn)見卓識(shí)讓他們從此不僅在生活上更在科研上拴在一根繩上。

　　就這樣，這對(duì)相知相助、心心相印的夫妻翻開了中國(guó)衛(wèi)星激光通信研究的序頁(yè)，不知深淺地邁向了漫漫天光之路。

　　功夫不負(fù)有心人

　　研究開始了！沒(méi)有經(jīng)費(fèi)，就用家里的積蓄和微薄的工資。沒(méi)有設(shè)備就用從學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室報(bào)廢儀器淘寶，修一修再用。初步的光發(fā)射測(cè)試驗(yàn)證得到了有效的數(shù)據(jù)，譚立英終于完成了畢業(yè)論文。

　　馬晶和譚立英并沒(méi)有停止研究的腳步，但是隨著研究不斷深入，他們的境況愈發(fā)窘迫。衛(wèi)星激光通信研究沒(méi)有高精度的測(cè)試條件是無(wú)法進(jìn)行的。

　　1995年秋天，譚立英帶著碩士論文和50袋方便面住進(jìn)了北京阜新路8號(hào)航天部招待所，這一年，日本進(jìn)行了衛(wèi)星激光通信的搭載實(shí)驗(yàn)。

　　住下后，她迫不及待的闖入原航天部辦公樓，誤打誤撞中她闖進(jìn)了一樓靠東北角的一間辦公室。

　　辦公室里，一位年輕的機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)正在辦公，這位“不速之客”讓他有些吃驚：“你找誰(shuí)？”譚立英一時(shí)不知如何回答，“我不知道該找誰(shuí)，我是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的老師，我是研究衛(wèi)星激光通信的，從1991年就開始了，我就是想到航天部來(lái)找找，看哪個(gè)部門能支持我們一下。”譚立英索性一股腦地全盤托出。

　　這位領(lǐng)導(dǎo)(田玉龍)認(rèn)真而耐心的聽取了譚立英的研究情況介紹，并給予了充分的肯定和鼓勵(lì)，其后向有關(guān)部門、專家呼吁，并鼓勵(lì)譚立英要堅(jiān)持研究下去。

　　他們?cè)谛l(wèi)星激光通信領(lǐng)域的概念研究引起了學(xué)校的關(guān)注，1996年，5000元的校基金解決了他們的燃眉之急，研究終于可以繼續(xù)下去了。之后，國(guó)防科工局基礎(chǔ)科研預(yù)研基金、航天基金等經(jīng)費(fèi)支持陸陸續(xù)續(xù)補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，單元技術(shù)研究取得了突破。

　　2001年-2005年的五年間，在原國(guó)防科工委的大力支持下，哈工大衛(wèi)星激光通信研究團(tuán)隊(duì)：完成了星地激光鏈路的星上光通信原理樣機(jī)；研發(fā)了衛(wèi)星激光通信地面動(dòng)態(tài)演示驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)；研制了國(guó)際上首套集成化高精度測(cè)試設(shè)備；在“十五”原理樣機(jī)研制的過(guò)程中，國(guó)防科工局組織航天科技集團(tuán)公司五院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院等有關(guān)單位對(duì)衛(wèi)星總體進(jìn)行了充分的協(xié)調(diào)，確定了開展星地激光鏈路試驗(yàn)，要求哈工大研制的原理樣機(jī)要以“海洋二號(hào)”衛(wèi)星平臺(tái)為背景。

　　茫茫太空一線穿

　　漫漫長(zhǎng)路二十載，茫茫太空一線穿！披星戴月，覓便星海，馬晶譚立英團(tuán)隊(duì)為的就是星地激光鏈路試驗(yàn)的成功。

　　2011年10月25日清晨六點(diǎn)，當(dāng)大多數(shù)人還沒(méi)從睡夢(mèng)中向來(lái)時(shí)候，馬晶、譚立英和他們的團(tuán)隊(duì)緊張而忙碌的工作著。

　　破曉的曙光漸漸透出云端，中國(guó)首次星地激光鏈路雙向捕獲跟蹤試驗(yàn)正式開始。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的大屏幕上，“海洋二號(hào)”衛(wèi)星以時(shí)速20000多公里的速度向中國(guó)上空疾馳而來(lái)，預(yù)計(jì)將于10分鐘之后進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域。

　　工作人員一邊觀察跟蹤畫面，一邊不斷查看相關(guān)數(shù)據(jù)。“01，試驗(yàn)前狀態(tài)確認(rèn)。02，軌道參數(shù)確認(rèn)。03，崗位確認(rèn)……”按照現(xiàn)場(chǎng)總指揮的指令，各崗位人員有條不紊的操作、執(zhí)行。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　“滴”、“滴”、“滴”，衛(wèi)星信號(hào) 聲音打破了現(xiàn)場(chǎng)的寧?kù)o，空氣中一根無(wú)形的弦頓時(shí)“繃”了起來(lái)。“海洋二號(hào)”過(guò)頂只有幾分鐘，必須在這短暫的時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星光信號(hào)與地面光信號(hào)準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)快速雙向捕獲、鏈接并跟蹤。

　　進(jìn)入鏈路試驗(yàn)區(qū)，僅11秒，地面終端成功捕獲到星上終端發(fā)出的光信號(hào)，“抓到星上光信號(hào)了！跟上了！跟上了！一直在牢牢的跟著！”譚立英在輕輕的低沉而有力的說(shuō)著。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)頓時(shí)被掌聲和歡呼聲包圍。

　　這是中國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。該項(xiàng)試驗(yàn)的成功，標(biāo)志著中國(guó)在空間高速信息傳輸這一航天高技術(shù)尖端領(lǐng)域走在了世界發(fā)展前列。中國(guó)成為第2個(gè)成功進(jìn)行衛(wèi)星激光高速通信試驗(yàn)的國(guó)家。國(guó)際上第1次成功進(jìn)行了衛(wèi)星與地面直接探測(cè)高速星地激光通信試驗(yàn)。

　　2012年2月21日，國(guó)防科工局系統(tǒng)工程一司在北京組織召開了星地激光通信試驗(yàn)評(píng)審會(huì)，評(píng)審專家認(rèn)為，星地激光通信試驗(yàn)星上終端工作狀態(tài)穩(wěn)定，各項(xiàng)功能和性能滿足研制總要求，星地激光通信試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了快速捕獲、穩(wěn)定跟蹤和高速通信，圓滿完成預(yù)定的在軌測(cè)試任務(wù)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　“莫謂星地通如許，更星間鏈路待接續(xù)。”這是馬晶教授在自己填的詞里面所說(shuō)到的。雖然中國(guó)的首次星地激光鏈路鏈接試驗(yàn)取得成功，但是天路的鋪就僅僅是織天網(wǎng)的序曲。

　　“單個(gè)計(jì)算機(jī)很神奇，但是只有聯(lián)起網(wǎng)來(lái)才能發(fā)揮更大的效應(yīng)。星地激光鏈路鏈接的技術(shù)的就是為了驗(yàn)證衛(wèi)星激光通信技術(shù)，為衛(wèi)星的組網(wǎng)做準(zhǔn)備，使得星地、星星之間鏈接起來(lái)，做到數(shù)據(jù)更加時(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的傳輸，為國(guó)計(jì)民生保駕護(hù)航！”譚立英教授在接受采訪時(shí)說(shuō)道。