NASA 阿尔忒弥斯二号（Artemis II）任务中，猎户座飞船搭载的激光通信终端 O2O（Orion Artemis II Optical Communications System）在 10 天的月球之旅中，通过红外激光脉冲向地球传输了 484 GB 数据——相当于约 100 部高清电影。
为什么用激光替代无线电
目前 NASA 深空任务主要依赖射频通信，在月地距离下数据速率通常只有个位数 Mbps。而 O2O 的下行速率设计目标达 260 Mbps，实测中多次建立了该速率的下行链路。
激光通信使用不可见的红外光传输数据。虽然红外光和无线电波都以光速传播，但红外光频率更高，能在单个链路中打包更多信息。O2O 终端仅使用 1 瓦发射功率和 10 厘米口径望远镜，就实现了传统系统数十倍的数据吞吐量。
地面站与多洲协作
O2O 的信号由三个地面站接收：
- NASA 喷气推进实验室（JPL），南加州
- NASA 白沙综合设施，新墨西哥州
- 澳大利亚国立大学斯特罗姆洛山天文台量子光学地面站（QOGS）
其中 JPL 和白沙是 NASA 主力站点，负责接收大部分光学信号，创下不到一小时接收 26 GB 数据的纪录。澳大利亚站点使用商业现成组件建造，成功实现超过 15.5 小时的双流视频接收，并验证了 260 Mbps 最高数据率的下行能力。
首次载人任务的激光通信
O2O 是激光通信首次在载人月球距离任务中使用。此前 NASA 的 DSOC 实验（搭载 Psyche 探测器）曾在 2.9 亿英里外成功传输激光数据，但那是一次无人任务的技术验证。
阿尔忒弥斯二号中，O2O 传输了高清视频、飞行程序、照片、工程和科学数据以及语音通信。任务中拍摄到的 Earthset、Earthrise 以及月球背面日食等高清影像，均通过激光链路传回地球。数百万观众通过 NASA 直播实时观看任务里程碑，正是激光通信带来的体验提升。
对未来任务的意义
虽然阿尔忒弥斯三号不会搭载激光通信终端，但 O2O 的成功为未来月球和火星任务的高带宽通信奠定了基础。随着 NASA 计划在月球建立长期存在，地面站之间需要传输的数据量将持续增长，激光通信将成为不可或缺的基础设施。
来源：NASA