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NASA和工业界一起探索，拥抱激光通信

NASA 太空 拥抱



NASA和工业界一起探索，拥抱激光通信


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NASA和工业界一起探索，拥抱激光通信


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江苏激光联盟导读：
NASA和工业界一起探索 ， 拥抱激光通信 。

LCRD通过激光链路向地面传输数据 。 来源：NASA/Dave Ryan

我们的电视和电脑屏幕以高清晰度显示新闻、电影和节目 ， 让观众获得清晰而充满活力的体验 。 光纤连接通过电缆将激光与数据紧密地捆绑在一起 ， 为用户带来这些体验 。
美国国家航空航天局(NASA)和商业航空航天公司正在将类似的技术应用于空间通信 ， 将光学速度带到最后的前沿 。 自由空间光通信利用了电信方面的最新进展 ， 允许航天器通过激光链接发送高分辨率的图像和视频 。
“自由空间”指的是没有能够连接地面互联网的绝缘光纤电缆 。 自由空间激光通信在空间真空中自由流动 ， 但大气对通信工程师提出了独特的挑战 。

NASA的激光通信中继演示演示通过激光链路进行通信 。 来源：NASA's Goddard Space Flight Center
美国宇航局的激光通信中继演示(LCRD)将向地面站发送数据 ， 并最终通过激光链路向太空用户任务发送数据 。
【NASA和工业界一起探索，拥抱激光通信】“LCRD利用了过去几十年电信业所做的工作 。 我们正在将他们创造的概念应用到太空中 ， ”LCRD光学模块的产品设计负责人Russ Roder说 。 “关键是我们必须优化太空技术 。 ”
LCRD的任务将通过来自NASA、其他政府机构、学术界 ， 特别是商业航空航天界的实验 ， 测试激光通信能力来证明这项技术 。 工业开发的实验将允许公司测试他们自己的技术、软件和能力 。 美国国家航空航天局正在提供这些机会 ， 以增长有关激光通信的知识体系 ， 并促进其操作使用 。
虽然LCRD的实验项目将允许NASA和工业界测试和改进技术 ， 但该机构和商业部门在过去几十年里一直在演示和使用激光通信 。

无线电波对光波 。 来源：NASA
一般来说 ， 商业努力集中在开发用于近地轨道的空间对空间激光系统 。 公司正在投资利用激光通信提供全球宽带覆盖的卫星星座 。 拟议中的星座拥有数百到数千颗卫星 ， 创建一个广泛的空间激光通信网络 。 商业星座在很大程度上仍然依靠无线电频率链接将数据发送回地球 。 然而 ， LCRD使用激光进行空间和直接对地通信 。
虽然业界专注于空间光通信 ， 以支持地面用户 ， 但美国宇航局正在展示从地球同步轨道直接对地的能力 ， 以增加未来任务的通信能力 。 通过机载激光通信 ， 与传统的无线电频率通信相比 ， 任务将能够在单次传输中传输更多的数据 。
低成本光终端 。 来源：NASA
“地球大气层的湍流会使激光束扭曲 。 了解这些挑战对于实现可操作的光通信中继能力至关重要 。 ”NASA总部空间通信与导航(SCaN)项目高级通信与导航技术部门主任Jason Mitchell说 。
基于这两个不同但互补的目标 ， NASA也正在与工业界合作 ， 进一步完善激光通信硬件 。 事实上 ， LCRD包括商业设计和建造的组件 ， 以及nasa开发的定制系统 。 发射激光的光模块由麻省理工学院林肯实验室设计 ， 并在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心建造 。 然而 ， LCRD的多个部分来自L3Harris技术公司、SEAKR工程公司、Moog公司和Sierra Nevada公司等公司 。 其中包括望远镜系统、控制电子系统和空间开关单元——所有这些都是LCRD操作的关键 。

美国宇航局的激光通信任务 。 来源：NASA/Dave Ryan
此外 ， NASA的低成本光学终端(LCOT)将使用商用现货或稍作修改的硬件 ， 以降低成本和实现速度 。 美国国家航空航天局依靠国内蓬勃发展的太空产业 ， 希望这些投资将使美国政府能够在未来购买激光通信硬件和服务 。 这将降低成本 ， 同时使更多的任务能够使用激光通信 。
来源：NASA's Goddard Space Flight Center

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