“Hello,World! ”激光传送来自太空的问好

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2014-06-08 16:31

“Hello,World!”

这是一段视频中的一句普通话语,来自距离地表 260 英里(约 400 公里)的国际空间站。NASA 发表声明,6 月 5 日,通过激光通讯系统,美国宇航局将一段视频由空间站传往地球表面。

这项技术的名称为激光通信科学光学载荷(Optical Payload for Lasercomm Science,OPALS)。在此之前,空间站等航天器与地面的通讯依靠的基本都是无线电波,这项悠久的技术传输数据的速度并不快,OPALS 的诞生就是为了证明激光通讯的带宽是高于无线电波的,预计其数据传输速度可以达到无线电波的 10 到 1000 倍。

在未来,激光通讯将会用于近地轨道的航天器通讯。Jet Propulsion 实验室的 OPALS 项目主管 Matt Abrahamson 说

“看到由空间站射来的激光光束是在太让人难以置信了,我们期待 OPALS 在接下来的几个月里继续发展,在未来让光学通讯能力为深空探索出力。”

激光的特性是在传播过程中光束发散度极小,接近平行,这使得点对点的激光通讯成为可能。不过要想在国际空间站和地面之间建立联系也不容易,空间站和地表的相对速度达到了 1.75 万公里每小时,因此需要非常精确的定位试验。位于加州的 Wrightwood 天文台的一个望远镜实验室承担起了定位的责任。

opal3

此次试验中,定位的精度用一个形象的比喻就是,在 9 米多远的地方,一边走一边用激光指针瞄准一根头发的发梢。

这一个被空间站射往地球的视频时长 27 秒,接收用时约 3.5 秒,传输中的最大速度为 50 Mbps。如果使用无线电波传输的话,预计将需要 10 分钟。这条被地面接收解调的 1550 nm 激光光束功率并不高,仅为 2.5 watt。

 

题图配图来自:NASA

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