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3.6万公里高空“烛光”闪耀:中国星地激光通信实现新跨越

   时间:2026-02-22 15:39:35 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

当人们还在为地面5G网络的速度惊叹时,中国的科研团队已在星地激光通信领域实现了跨越式突破。在距离地球3.6万公里的太空,一束仅2瓦功率的激光,成功将数据传输速率提升至1Gbps,这一成果不仅刷新了国际认知,更让星地通信技术迈入全新阶段。

这一突破的难度堪比“针尖对硬币”。地球静止轨道卫星位于3.6万公里高空,是国际空间站轨道高度的90倍,星链卫星轨道的65倍。如此遥远的距离,加上大气层对激光的剧烈扰动——光束散射、扭曲、强度波动,使得信号传输如同在狂风中穿针引线。传统技术下,信号可用率仅72%,而中国团队通过“AO-MDR协同技术”将其提升至91%以上,实现了稳定传输的质的飞跃。

技术突破的背后是两项核心创新。自适应光学(AO)系统通过地面接收站1.8米望远镜中的357个微型可变形镜片,每秒进行上千次姿态调整,实时抵消大气湍流造成的光束畸变;模式分集接收(MDR)技术则将光束拆分为8条独立路径,通过算法筛选最优信号通道,确保数据传输的可靠性。这套组合技术让激光通信突破了“大气屏障”,成为可能。

与地面网络相比,这一成果的特殊性在于其应用场景的不可替代性。同一时期,中国科学院空天信息创新研究院在新疆塔县完成的另一项实验,用500毫米口径地面系统与低轨卫星实现了120Gbps的星地激光通信,刷新国内纪录。实验中,系统在108秒内下传12.6Tb数据,相当于数百部高清电影,且支持实时处理遥感影像。科研人员比喻:“10Gbps是单车道桥,120Gbps则是多车道高速,既要建得快,更要保证不堵车。”

对比国际竞争,中国方案展现出独特优势。星链卫星虽实现200Gbps的星间激光通信,但地面传输仍依赖无线电,用户速率仅100-300Mbps。而中国团队“两条腿走路”:高轨卫星以极低功耗(2瓦)实现1Gbps传输,证明技术经济性;低轨卫星以120Gbps速率推动业务化应用,直接瞄准实用需求。更关键的是轨道选择——地球静止轨道一颗卫星可覆盖近半个地球,且轨道资源远比低轨宽松,避免了光污染、碰撞风险等争议。

这些突破的意义远超技术层面。以灾害监测为例,传统遥感卫星需多圈飞行才能传回高清影像,而120Gbps速率下,单次过境即可完成数据下传,为应急响应争取宝贵时间。对于军事侦察、国土普查等领域,实时、海量的数据传输将彻底改变作业模式。而2瓦激光通信的突破,则让卫星设计更灵活——低功耗意味着可搭载更多探测设备,或延长卫星寿命,为未来深空探测提供技术储备。

从实验室到业务化应用,中国星地激光通信已迈出关键一步。随着地面站网的完善,这一技术将成为连接天基信息网与地面光纤网的“骨干枢纽”。届时,飞机上的4K视频、远洋船舶的实时通话、无人区的科考直播,都将因太空中的“一束微光”成为现实。

 
 
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