NASA 阿尔忒弥斯二号激光通信从月球传回 484 GB 数据

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