地月尺度雙向激光通信示意圖（圖片來源：央視新聞）
據央視新聞報道，記者從中國科學院空間應用工程與技術中心獲悉，日前，中國在地月激光通信試驗任務中取得重要突破，成功在超過40萬公里的地月距離上建立起雙向激光鏈路，首次實現地月雙向高速激光通信。這標誌着中國空間激光通信正式從近地軌道邁入地月空間。
空間激光通信是一種利用激光傳輸信息的通信方式，具有帶寬大、速度快、方向準、保密性好等優勢。但距離越遠，技術挑戰越大。
據了解，深空激光通信領域一直存在幾大難題：距離長達幾十萬公里，光束極難精準對準；信號傳到地面時已經弱得幾乎收不到；傳輸速度提不上去。
面對瞄不准的問題，科研團隊想出了一套新辦法：綜合考慮衛星軌道、望遠鏡安裝誤差、大氣折射、激光飛行時間等各種因素，讓天上的衛星和地面的望遠鏡在運動中始終對準，確保激光能精準照到預定位置。這就好比在40萬公里外，將一束極細的光線精準穿過一個高速運動的「針孔」。
如何解決信號弱的問題呢？科研人員使用能探測單個光子的「超靈敏探測器」，並開發了一套複雜的信號識別算法，從海量噪聲中把有效信號「撈」出來。這就像在千里之外喧囂嘈雜的鬧市中，準確聽清一根針落地的聲音。
最後一道難關是提升傳輸速度。科研人員通過一系列技術攻關，大幅提升了數據處理效率。此次試驗初步可實現上行1.25Mbps（兆比特每秒）、下行100Mbps的通信速率。傳輸一幅8K月面高清圖像的話，用傳統的微波鏈路下傳需要大約4到5分鐘，如果換成100Mbps激光通信後，只需約12秒。
相關技術突破使中國空間激光通信正式從近地軌道邁入地月空間，將為中國載人登月、月球科研站建設和深空探測提供重要技術支撐。
