深空月地激光高速信息传输技术
2019-03-21谭立英孙征虎
深空探测学报 2019年6期
谭立英,孙征虎
(1.哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨 150001;2.中国空间技术研究院通信卫星事业部,北京 100094)
引 言
20世纪50年代末,人类开始了对月球的探索,掀起了深空探测活动的序幕。随着航天技术的发展,深空探测活动范围正进一步扩大,探测任务也逐渐趋于多样化,大量的探测数据使传统的通信链路成为深空探测的瓶颈[1]。目前的空间通信技术适合地球同步轨道,尤其是近地轨道的航天活动。但当人类的航天活动扩展到月球及以远星体时,遥远的通信距离使通信损耗剧增[2],同时低通信覆盖率也限制了传统的微波通信链路在深空探测技术中的应用。为了适应日新月异的深空探测技术的发展,急需一种崭新的通信手段解决通信瓶颈问题。
卫星光通信技术是近几十年发展起来的空间通信技术,以激光作为信息的载体,信号光束散角极窄[3],可以提供大的发射天线增益以适应遥远的通信距离。同时,卫星光通信终端体积小、重量轻、通信容量大,更适合安装于深空探测器上。
将卫星光通信技术应用于绕月卫星-地球激光通信系统中,组成绕月卫星-地球激光通信链路,在极远的通信距离下,尤其是在航天载荷体积、重量、功耗严格受限的条件下[4-5],为探月任务提供更高通信带宽,可将海量月球探测信息及时传输到地面,为我国的深空科学研究提供依据。因此,卫星光通信技术是探月信息传输瓶颈问题的理想解决方案[6],具有重要的科学和社会意义。……
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