解读激光送蒙娜丽莎飞向月球的意义

2013-02-02 00:05

　　巨大优势显现出来

　　空间激光通信是在外层空间进行的通信，由于具有损耗小、成本低、容量大、光定向性好等优点，在超大容量长距离数字通信系统中，尤其适用于星际链路间长距离、干线通信。它比地面光缆拥有更高宽带的数据、视频和语音转播等多项通信能力。因此，现代卫星通信的重要方向就是自由空间中卫星激光通信。

　　自由空间激光通信是利用激光作为载体，在自由空间中进行信息和数据的传输。激光的频率单纯，能量高度集中，波束非常细密，波长介于微波与红外线之间，因此，利用激光所特有的高强度、高单色性、高相干性和高方向性等诸多特性，进行星际间链路通信，就可具备容量更大、增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好的一系列优点，从而使激光成为发展空间卫星通信的最理想载体。

　　关键技术突破指日可待

　　由于利用极窄的激光束作为载波，其传播的发散角非常小，尤其是运动卫星之间的激光通信，完成收发光束的瞄准、捕获、跟踪是相当困难的，这就成为自由空间激光通信最关键的技术之一。目前，美国一研究机构提出的采用原子滤光器的方案引人瞩目。由于原子滤光器对太阳背景的强烈抑制作用，发射端的信标信号光不会淹没在强烈的噪声中，卫星接收端就可以捕获并跟踪锁定来自另一颗卫星的发射光束上。这个过程称为光链路建立，或通俗地认为，搭起了激光通信桥梁。该项发明已于1996年被美国技术创新发现奖评为航空航天奖五项入围技术之一，并引起国际通信业的热切关注。

　　军事应用潜力巨大

　　卫星激光通信的信息传播过程一般是：由低轨道卫星将信息传输给数据中转卫星，或将数据传给地面站；或根据低轨道卫星的位置，经第二套激光通信线路传输给另一个数据中转卫星，最后再将数据传输给地面站。这种中转卫星如果是地球同步轨道卫星，则可利用两颗同步轨道卫星实现东、西半球之间的通信。

　　自由空间激光通信具有高速率、大容量、高保密的性能，而且星际光链路比光纤及光缆成本低得多，所以它可广泛应用于军事领域。空间机群指挥，就是空间激光通信的重要军事应用目标之一。此外，它还可以广泛应用于经济领域。众所周知，光缆的铺设耗费资金多、建设周期长、工程规模大，且遇到复杂地形等情况架设非常困难。而空间激光通信则为建立全天候、高机动性、高灵活性、稳定可靠工作的信息平台开辟了广阔前景。

　　现代通信已步入个人通信时代。然而，要实现全球通信，只依靠现有的卫星微波中继站，容量小、延时大、成本高，已经越来越满足不了通信事业和人类信息社会飞速发展的需要。在不远的明天，空间卫星激光通信作为现代通信的一种崭新技术，必将为人类生活作出重大贡献。