文 | 锐观经纬
编辑 | 锐观经纬
你有没有想过,当人类的探测器飞向数十亿公里外的宇宙时,它怎么把数据传回地球?是像我们手机连 WiFi 那样轻松,还是得克服常人难以想象的困难?
最近,美国国家航空航天局(NASA)的 “灵神星” 号探测器,用一次惊艳的操作给出了答案。
它从 4.94 亿公里外,用红外激光把信息送回了地球,这个距离有多夸张?说出来你可能会惊讶,它超过了地球和火星平均距离的两倍,更是地月距离的 1285 倍以上。
可别小看这一次传输,它不仅创下了纪录,更给未来人类探索火星、深入太阳系,铺好了关键的 “通信高速路”。
要知道,人类想在太空走得更远,通信技术就是绕不开的 “拦路虎”,以前咱们靠无线电通信,虽然靠谱,但传输速度慢得让人着急,就像用 2G 网刷视频,加载半天都出不来画面。
更麻烦的是,NASA 用来接收航天器数据的深空网络无线电天线阵列,现在已经有点 “力不从心” 了,容量快到极限,要是再不想办法升级,未来的太空任务恐怕要受大影响。
而 “灵神星” 号这次测试的深空光通信技术,就像给太空通信装了 “5G 基站”,一下子把传输能力提了上来。
“灵神星” 号可不是突然 “爆发”,它从 2023 年发射升空开始,就一直在当这项技术的 “试验田”。不过有意思的是,它和地球的距离可不是固定的。
因为它在围绕太阳运行,朝着 2029 年与 “灵神星” 小行星交会的目标前进,所以有时候离地球近,有时候又很远。
比如 2024 年 4 月,它离地球 2.25 亿公里时,激光下行速率就降到了 25 兆比特 / 秒,这时候地面接收器就得像 “大海捞针” 一样,捕捉那些微弱到极致的光子信号。
但到了 2024 年 12 月,它在 4.94 亿公里外还能成功传回信息,这份稳定性已经超出了很多人的预期。
截至目前,“灵神星” 号的深空光通信系统已经累计向地球传输了 13.6 太字节数据,这是什么概念?
差不多相当于你手机存几万部高清电影的容量,更厉害的是,它还创造了人类历史上首次深空高速视频传输纪录。
在 3050 万公里外,以 267 兆比特 / 秒的速率传回了超高清视频,要知道,这个速率已经和咱们家里的宽带差不多了。
要是未来火星探测器能有这速度,说不定我们能实时看到火星车在火星表面 “跑” 的画面,而不是等几个小时才能收到延迟的信号。
不过现在,“灵神星” 号已经完成了这项测试的最后一步 —— 它从 3.5 亿公里外传回了第 65 组,也是最后一组激光下行信号,接下来它会专心奔赴小行星带,改用更常规的无线电通信传数据。
当然,激光通信也不是 “完美无缺”,它的难度比无线电大多了,你想,无线电信号覆盖面广,就算对准得稍微有点偏差,也能收到。
可激光束就像一根极细的 “光柱”,必须精确校准才能被接收器抓到,而 “灵神星” 号在数十亿公里外,NASA 的喷气推进实验室还能把红外激光阵列精准对准它,这背后的技术含量可想而知。
另外,地球的大气和天气也会给激光信号 “添乱”,比如阴天、云层厚的时候,信号就可能受影响,所以未来或许得在太空中建 “中继站”,先把数据存下来再传给地球,这样才能更稳定。
NASA 的官员们对这项技术的评价也很高,代理局长肖恩・达菲表示NASA 正指引美国踏上火星征程,推进激光通信技术让我们离实时传输高清视频、以空前速度从火星表面回传宝贵数据更近一步。
而空间技术任务部副主任克莱顿・特纳更直接,他提到这两年的测试里,这项技术表现远超预期,不仅实现了和家庭宽带相当的传输速率,还能从创纪录的距离外发送数据。
要知道,太空环境可比地球恶劣多了,高温、辐射、真空,能在这种环境下稳定工作,已经证明了这项技术的 “硬实力”。
其实,这次 “灵神星” 号的突破,不只是一次技术测试成功,更像是给人类太空探索打开了一扇新门。
对于美国在航天技术上的这一突破,中国一直以来都在积极发展自身的航天技术,来应对各种挑战和竞争。
在通信技术方面,中国也有自己的布局和进展,例如中国正在紧锣密鼓地推进星网计划,规划了 1.3 万颗卫星工程,以争取关键的天基话语权。
同时,中国在可重复使用火箭技术等方面也取得了实质性进展,长征十二号已成功完成直径 3.8 米级火箭 10 公里级垂直起降试验,标志着可重复使用技术迈入工程化验证阶段。
眼下,“灵神星” 号还在继续向太阳系深处前进,它的下一个目标是和 “灵神星” 小行星交会,那又会是一场新的探索之旅。
而这项激光通信技术,已经为未来的火星任务、深空探测打下了基础,说不定用不了多久,我们就能看到更多 “太空快递” 用激光把宇宙的秘密送回地球。
更新时间:2025-10-05
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