美国宇航局(NASA)的“阿尔忒弥斯2号”任务于4月1日至10日(美国东部时间)执行,四宇航员瑞德·怀斯曼、维克多·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫和杰里米·汉森驾驶“猎户座”飞船绕月飞行,成为人类历史上飞得最远的载人航天任务。此次任务不仅时隔50多年再次实现人类飞越月球,更是太空发射系统(SLS)火箭与“猎户座”飞船的首次载人飞行。
为突破传统通信瓶颈,NASA在“猎户座”飞船上部署了O2O(光对光)激光通信系统。该系统由麻省理工学院林肯实验室与NASA戈达德太空飞行中心联合研发,利用激光束替代传统无线电波进行数据传输,显著提升了带宽容量。在任务期间,该系统以最高260Mbps的速率,将月球表面的高清视频和图像实时传回地球。
林肯实验室在O2O系统上已投入超过20年的研发。此前,飞船采集的大量数据需等待数月后返回地球才能分析,而新系统使数据在数小时内即可传输至地面,供专家即时处理。项目负责人史蒂夫·霍罗威茨指出,260Mbps的传输速率足以支持4K超高清视频从月球回传,同时还能传输飞行计划、操作指令及任务控制指令,实现地月间高效双向通信。
该系统的核心组件是模块化灵活扩展光学终端(MAScOT),其体积仅如家猫大小,配备10厘米口径望远镜,安装于双轴旋转云台之上。云台可精确指向目标,确保激光束稳定传输。MAScOT还集成了聚焦透镜、跟踪传感器、快速反射镜等关键部件,保障信号在复杂空间环境中的精准收发。
MAScOT隶属于激光通信中继演示(LCRD)项目,此前曾与ILLUMA-T调制解调器及放大器一同于2023年11月部署至国际空间站。经过六个月测试,其实际下载速率达1.2Gbps、上传速率达155Mbps,远超预期的622Mbps和51Mbps。凭借卓越性能,MAScOT荣获2025年R&D 100奖,并正式应用于阿尔忒弥斯2号任务,未来将支持更多深空探测任务。
法国及欧洲航天局近年来也在激光通信领域积极布局,如“量子通信卫星”计划与“地球观测激光链路”项目,显示出全球航天强国对高带宽、低延迟通信技术的共同重视。中国航天企业可借鉴此类技术路径,在探月、火星探测及深空网络建设中加速布局激光通信终端,提升数据回传效率与任务响应能力。
