讓人類與衛(wèi)星更好“對(duì)話”

眾所周知，越來(lái)越多的人造衛(wèi)星被發(fā)射升空，為人類信息社會(huì)服務(wù)。很多國(guó)家更是在未來(lái)布局?jǐn)?shù)以萬(wàn)計(jì)的衛(wèi)星升空。但衛(wèi)星規(guī)模龐大后，會(huì)產(chǎn)生一些實(shí)際問(wèn)題。

為了解決這些問(wèn)題，各國(guó)科研人員將研發(fā)重點(diǎn)瞄準(zhǔn)激光通信技術(shù)。銀河航天（北京）科技有限公司一名技術(shù)人員稱，目前，微波鏈路是衛(wèi)星通信的主要手段，具備低成本傳輸、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)發(fā)展，激光通信為衛(wèi)星通信提供了新的解決方案。衛(wèi)星激光通信擁有傳輸帶寬高、保密性強(qiáng)、不需要申請(qǐng)頻段即可部署等優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)衛(wèi)星激光通信技術(shù)傳輸?shù)倪b感影像

衛(wèi)星激光通信可分為星地激光通信和星間激光通信。星地激光通信提供安全高速的空間數(shù)據(jù)落地服務(wù)，可以理解為提升衛(wèi)星與地面之間的“對(duì)話”速度；星間激光通信是衛(wèi)星之間建立的“對(duì)話”系統(tǒng)，可以將境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至境內(nèi)衛(wèi)星處，再實(shí)現(xiàn)快速下傳，降低衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)對(duì)全球建站的依賴。

激光通信成國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)

長(zhǎng)光衛(wèi)星星載激光通信技術(shù)負(fù)責(zé)人邢斯瑞說(shuō)，星間激光通信技術(shù)已經(jīng)在多處實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)，比較典型的是美國(guó)“星鏈”星座在V1.5及更新版本的衛(wèi)星上均搭載了星間激光通信載荷。星地激光通信技術(shù)則大多數(shù)處于試驗(yàn)階段，比較典型的是歐空局的歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)項(xiàng)目（EDRS），它是世界上首個(gè)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的高速率星地激光通信系統(tǒng)。

我國(guó)衛(wèi)星激光通信起步雖然較晚，但發(fā)展迅速。2020年我國(guó)“行云二號(hào)”01星、02星之間實(shí)現(xiàn)建鏈流程完整、遙測(cè)狀態(tài)穩(wěn)定的雙向通信，標(biāo)志著我國(guó)實(shí)現(xiàn)星間激光通信零的突破。2021年中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所為北斗全球系統(tǒng)研制的大型激光通信標(biāo)校設(shè)備完成星地試驗(yàn)；2020年3月起，長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司組建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)3年多的研發(fā)測(cè)試，開展車載激光通信地面站與星載激光通信終端地面水平對(duì)接測(cè)試，水平距離500米，實(shí)現(xiàn)了下行10千兆比特每秒、上行10兆比特每秒雙向激光通信，并成功開展中國(guó)首次星間激光100千兆比特每秒超高速高分辨遙感影像傳輸試驗(yàn)……

多位專家認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)星地激光通信的激光終端在通信速率、傳輸距離等指標(biāo)上接近國(guó)際最高水平，但整體來(lái)看，工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)相對(duì)欠缺?！皣?guó)內(nèi)的試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果都很理想，但距離開展可靠、成本低、便攜的工程化應(yīng)用還任重道遠(yuǎn)。”中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究員高世杰稱。

激光通信技術(shù)未來(lái)可期

一位專家表示，目前國(guó)內(nèi)多家初創(chuàng)企業(yè)和相關(guān)投資者都在關(guān)注應(yīng)用于衛(wèi)星的激光通信技術(shù)，有的企業(yè)甚至獲數(shù)千萬(wàn)元A輪融資?！靶袠I(yè)受關(guān)注是好事，但要防止把路走偏?！币?jǐn)防個(gè)別企業(yè)以研發(fā)激光通信前沿技術(shù)為噱頭，在資本市場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模融資，事實(shí)上其自身技術(shù)實(shí)力根本無(wú)法完成相關(guān)研究。

對(duì)此，高世杰等建議，推動(dòng)生產(chǎn)工藝自動(dòng)化和器件供應(yīng)國(guó)產(chǎn)化，有關(guān)部門組織業(yè)內(nèi)專家成立專家組，通過(guò)“賽馬”“揭榜掛帥”等盡快推出國(guó)產(chǎn)化器件的制造標(biāo)準(zhǔn)，專家組全程給予技術(shù)指導(dǎo)，扶持相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有、由弱到強(qiáng)。有關(guān)部門在立項(xiàng)時(shí)做好嚴(yán)格篩選和評(píng)估工作，謹(jǐn)防一些科技企業(yè)以獲取融資為目的，通過(guò)價(jià)格戰(zhàn)獲得項(xiàng)目，卻影響國(guó)內(nèi)整體技術(shù)進(jìn)步的現(xiàn)象。

長(zhǎng)光衛(wèi)星激光通信地面站技術(shù)負(fù)責(zé)人王行行預(yù)測(cè)，未來(lái)衛(wèi)星甚至可以直接在太空直播，實(shí)現(xiàn)以衛(wèi)星第一視角實(shí)時(shí)看地球。這將為災(zāi)害預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源管理等提供更多及時(shí)、優(yōu)質(zhì)的遙感數(shù)據(jù)。

（編輯：鄭雪婧）