讓人類與衛(wèi)星更好“對話”

眾所周知，越來越多的人造衛(wèi)星被發(fā)射升空，為人類信息社會服務。很多國家更是在未來布局數(shù)以萬計的衛(wèi)星升空。但衛(wèi)星規(guī)模龐大后，會產(chǎn)生一些實際問題。

為了解決這些問題，各國科研人員將研發(fā)重點瞄準激光通信技術。銀河航天（北京）科技有限公司一名技術人員稱，目前，微波鏈路是衛(wèi)星通信的主要手段，具備低成本傳輸、技術成熟等優(yōu)勢。隨著技術發(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、不需要申請頻段即可部署等優(yōu)勢。

通過衛(wèi)星激光通信技術傳輸?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，可以理解為提升衛(wèi)星與地面之間的“對話”速度；星間激光通信是衛(wèi)星之間建立的“對話”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，再實現(xiàn)快速下傳，降低衛(wèi)星網(wǎng)絡對全球建站的依賴。

激光通信成國內(nèi)外研究熱點

長光衛(wèi)星星載激光通信技術負責人邢斯瑞說，星間激光通信技術已經(jīng)在多處實現(xiàn)商業(yè)運營，比較典型的是美國“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。星地激光通信技術則大多數(shù)處于試驗階段，比較典型的是歐空局的歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)項目（EDRS），它是世界上首個商業(yè)化運營的高速率星地激光通信系統(tǒng)。

我國衛(wèi)星激光通信起步雖然較晚，但發(fā)展迅速。2020年我國“行云二號”01星、02星之間實現(xiàn)建鏈流程完整、遙測狀態(tài)穩(wěn)定的雙向通信，標志著我國實現(xiàn)星間激光通信零的突破。2021年中國科學院長春光學精密機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校設備完成星地試驗；2020年3月起，長光衛(wèi)星技術股份有限公司組建攻關團隊歷經(jīng)3年多的研發(fā)測試，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接測試，水平距離500米，實現(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……

多位專家認為，目前國內(nèi)星地激光通信的激光終端在通信速率、傳輸距離等指標上接近國際最高水平，但整體來看，工程應用經(jīng)驗相對欠缺。“國內(nèi)的試驗驗證結果都很理想，但距離開展可靠、成本低、便攜的工程化應用還任重道遠。”中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究員高世杰稱。

激光通信技術未來可期

一位專家表示，目前國內(nèi)多家初創(chuàng)企業(yè)和相關投資者都在關注應用于衛(wèi)星的激光通信技術，有的企業(yè)甚至獲數(shù)千萬元A輪融資?！靶袠I(yè)受關注是好事，但要防止把路走偏?！币敺纻€別企業(yè)以研發(fā)激光通信前沿技術為噱頭，在資本市場進行大規(guī)模融資，事實上其自身技術實力根本無法完成相關研究。

對此，高世杰等建議，推動生產(chǎn)工藝自動化和器件供應國產(chǎn)化，有關部門組織業(yè)內(nèi)專家成立專家組，通過“賽馬”“揭榜掛帥”等盡快推出國產(chǎn)化器件的制造標準，專家組全程給予技術指導，扶持相關配套產(chǎn)業(yè)從無到有、由弱到強。有關部門在立項時做好嚴格篩選和評估工作，謹防一些科技企業(yè)以獲取融資為目的，通過價格戰(zhàn)獲得項目，卻影響國內(nèi)整體技術進步的現(xiàn)象。

長光衛(wèi)星激光通信地面站技術負責人王行行預測，未來衛(wèi)星甚至可以直接在太空直播，實現(xiàn)以衛(wèi)星第一視角實時看地球。這將為災害預警、環(huán)境監(jiān)測、資源管理等提供更多及時、優(yōu)質(zhì)的遙感數(shù)據(jù)。

（編輯：鄭雪婧）