国际空间站首次利用激光传输数据

2012年10月2日，国际空间站在俄罗斯舱段首次通过激光将宽带信息传输到地面站。传输数据量为2.8Gbit，传输速度达到每秒125Mbit。

该空间激光通信系统由俄精密仪器制造系统公司和能源火箭航天公司共同研发。它从空间发射激光信号，再由地面接收站将激光解调成电信号，从而实现信息传输。根据俄航天部门2012年2月进行的实验，该系统可在1000km距离内以2～75Mbit/s的速度传输数据。

此次在国际空间站俄罗斯舱段进行的激光通信技术试验名为SLS，试验目的是检验空间激光通信的硬件，并对数据传输的程序进行验证。试验主要任务包括以下3项：①激光通信站载终端（LCOT）设备的安装与使用；②在国际空间站上测试激光通信设备的工作情况；③验证激光通信线路的数据接收及发送程序。

与微波空间通信相比，激光空间通信的波长短，并具有高度的相干性和空间定向性，这决定了空间激光通信具有以下优点：①大通信容量。激光的频率比微波高3～4个数量级，作为通信载波有更大的可利用频带。光纤通信技术可以移植到空间通信中来，目前光纤通信每束光波的数据率可达20Gbit/s，并且可采用波分复用技术使通信容量提高几十倍。因此在通信容量上，光通信比微波通信有显著优势。②低功耗。激光的发散角很小，能量高度集中，落在接收机望远镜天线上的功率密度高，发射机的发射功率可大大降低，功耗相对较低。这对能源成本高昂的空间通信来说是十分适用的。③体积小、重量轻。由于空间激光通信的能量利用率高，使得发射机及其供电系统的重量减轻；由于激光的波长短，在同样的发散角和接收视场角要求下，发射和接收望远镜的口径都可以减小。摆脱了微波系统巨大的碟形天线，重量减轻，体积减小。④高度保密性。激光具有高度定向性，发射波束纤细，激光的发散角通常在毫弧度，这使激光通信具有高度的保密性，可有效提高抗干扰、防窃听的能力。⑤建造和维护经费较低。

目前，国际空间站与地面的主要信息传输手段是卫星电话，但卫星信号并不是全天候存在。互联网服务依靠通信卫星的Ku频段，但网速不快。激光通信系统的运用，将为航天领域快捷、可靠的空间通信开辟新的道路。