美國宇航局(NASA)和麻省理工學(xué)院在地球與一顆環(huán)繞月球軌道的衛(wèi)星之間建立了超高速網(wǎng)絡(luò)連接，速度達(dá)到每秒622M，超過地球上的絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)用戶。研究小組承認(rèn)這一傳輸速度讓他們感到吃驚，能夠?yàn)橛糜谄渌l(wèi)星和行星的3D視頻傳輸和遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人探索任務(wù)鋪平道路。

　　這項(xiàng)超高速網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)驗(yàn)名為“月球激光通訊演示”(以下簡稱LLCD)，于2013年10月上演，通過激光從一顆環(huán)繞月球的衛(wèi)星向地球傳輸數(shù)據(jù)，速度達(dá)到每秒622M。相比之下，當(dāng)前用于太空通訊的無線電頻率系統(tǒng)的傳輸速度只有這一速度的幾十分之一。林肯實(shí)驗(yàn)室LLCD設(shè)計(jì)組負(fù)責(zé)人堂-伯羅森表示：“這是一個(gè)令人驚異的通訊系統(tǒng)。”在美國國際光電學(xué)工程協(xié)會(huì)(IEEE)主辦的西部光電展上，伯羅森公布了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　《Spectrum IEEE》雜志報(bào)道稱，宇航局和林肯實(shí)驗(yàn)室對(duì)這個(gè)地月之間的雙向激光通訊系統(tǒng)進(jìn)行了大約一個(gè)月的測試。伯羅森說：“我們很滿意這一系統(tǒng)的表現(xiàn)。這種概念是正確的。這一系統(tǒng)也非?？煽?。我們認(rèn)為它已經(jīng)做好準(zhǔn)備。”

　　宇航局的下一項(xiàng)激光通訊任務(wù)——激光通訊中繼演示(以下簡稱LCRD)將于2017年發(fā)射，旨在地球和一顆地球同步衛(wèi)星之間建立激光連接，速度將達(dá)到每秒1G。地球同步衛(wèi)星與地球之間的距離只有地月距離的十分之一。LCRD將運(yùn)轉(zhuǎn)5年，用以驗(yàn)證激光通訊技術(shù)的可靠性。除了可用于傳輸高清視頻外，激光通訊系統(tǒng)還允許人類遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人，用于執(zhí)行小行星采礦或者在月球上建造基地等任務(wù)。

　　LLCD是宇航局的第一個(gè)雙向激光通訊系統(tǒng)。LLCD項(xiàng)目負(fù)責(zé)人堂-考恩維爾指出：“LLCD實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是驗(yàn)證這項(xiàng)技術(shù)，提高科學(xué)家對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的信心并在未來實(shí)施的任務(wù)中考慮采用這項(xiàng)技術(shù)。我們甚至可以打造一個(gè)基于激光的系統(tǒng)，用于在小行星上執(zhí)行機(jī)器人探索任務(wù)。激光通訊系統(tǒng)可用于向地球傳輸3D高清視頻，為地面上的控制人員提供遠(yuǎn)程呈現(xiàn)畫面。”

　　自實(shí)施太空探索計(jì)劃以來，宇航局便一直使用無線電通訊技術(shù)。但隨著所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的增加，這項(xiàng)通訊技術(shù)已經(jīng)接近極限。宇航局表示激光通訊所能受到的干擾更少，干擾是無線電通訊技術(shù)的另一個(gè)劣勢。考恩維爾表示：“LLCD在設(shè)計(jì)上采用體積較小的發(fā)射機(jī)，耗電量比先進(jìn)無線電系統(tǒng)少25%，但所能傳輸?shù)膩碜栽虑虻臄?shù)據(jù)量卻是后者的6倍。與無線電相比，激光更加安全，同時(shí)不易受干擾影響。”

　　LLCD實(shí)驗(yàn)裝置安裝在宇航局的月球大氣與塵埃環(huán)境探測衛(wèi)星(以下簡稱LADEE)上。LADEE任務(wù)為期100天，由宇航局的艾莫斯研究中心設(shè)計(jì)制造，同時(shí)還負(fù)責(zé)測試和操控。LADEE衛(wèi)星花費(fèi)30天時(shí)間進(jìn)入月球軌道，進(jìn)入月軌后不久正式投入服役，共服役30天。LLCD實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是每秒從月球向地球傳輸數(shù)億比特?cái)?shù)據(jù)，相同于100個(gè)高清電視頻道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家還會(huì)從地球向LADEE傳數(shù)數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)接收能力，每秒將傳輸數(shù)千萬比特?cái)?shù)據(jù)。宇航局位于新墨西哥州的白沙試驗(yàn)場負(fù)責(zé)向LLCD傳輸數(shù)據(jù)和接收LLCD傳出的數(shù)據(jù)。

       麻省理工學(xué)院的一支研究小組設(shè)計(jì)制造了LLCD，同時(shí)負(fù)責(zé)LLCD的測試和操控。LLCD控制中心有兩個(gè)可選地點(diǎn)，一個(gè)是宇航局位于加利福尼亞州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，只負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，另一個(gè)由歐洲航天局提供，座落于西班牙的特納利夫島，負(fù)責(zé)進(jìn)行雙向通訊?？级骶S爾表示：“多個(gè)地點(diǎn)有助于大幅降低受到云層干擾的可能性。”

　　宇航局科學(xué)家認(rèn)為激光通訊技術(shù)的另一個(gè)更令人興奮的應(yīng)用是在地球軌道以外的太空。過去，宇航局曾嘗試使用激光通訊技術(shù)向木星、火星和水星軌道的太空探測器的成像設(shè)備傳輸少量數(shù)據(jù)。最近，宇航局向環(huán)繞月球軌道的月球偵察軌道器傳輸了一幅圖像——達(dá)芬奇的名畫《蒙娜麗莎》。考恩維爾指出：“傳輸《蒙娜麗莎》時(shí)的速度只有每秒幾百比特。LLCD將成為宇航局的第一個(gè)真正意義上的光學(xué)通訊系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)通訊技術(shù)。”