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，为后续月球和深空探测等任务奠定了通信根基。
以往从月球轨道上卫星传回一张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。
报悉，本次地月双向高速激光通信试验，依托环月轨道卫星搭载的通信载荷与地面收发站开展双向激光通信，测得链路上行速率约每秒1.25兆比特，下行速率约每秒100兆比特。
过去从月球轨道上的卫星要传输一幅8K月面高清图像回到地面需要使用微波链路，用时大概4到5分钟，而利用激光通信则仅需约12秒。除了速度快，激光通信与传统微波通信相比，还具备方向准、保密性好，以及设备轻巧等优点。
深空激光通信领域一直存在几大难题：对准难、信号弱、速率低。科研团队创新性地提出了适用于超远距离、极微弱信号条件的双向捕获跟踪方案，通过对卫星轨道、望远镜安装、形变误差、大气折射、激光飞行时间等多种因素的计算和系统校准，使空间端与地面端能够在运动中持续保持高精度对准，确保激光能精准照向卫星将要出现的区域。
面对信号传到地面时已经弱到几乎收不到，传输速度提不上去的问题，科研团队突破了高速超导单光子探测技术和一系列复杂的高灵敏度通信信号处理算法，能够从海量背景噪声中甄别出有效信号。同时，科研团队采用高阶脉冲位置调制和高可靠信号处理方案，在极低信噪比条件下实现高码率数据传输，确保海量探测数据能够以高速度、低误码率地传回地面。
这项高速激光通信技术的突破将为未来我国深空探测研究提供重要的技术支撑。
