美国国家航空航天局 (NASA)和澳大利亚国立大学 (ANU) 正在合作推动月球激光通信，使用由现成零件制造的经济型收发器。如果在阿尔忒弥斯二号任务上取得成功，该技术可以创纪录的速度将 4K 视频和丰富的数据传回地球，证明深空激光已准备好迎接黄金时段，并重塑未来宇航员与月球、火星及其他地方的联系方式。
这是美国宇航局猎户座飞船绕月飞行的艺术构想，该飞船将通过猎户座阿尔忒弥斯二号光通信系统使用激光通信技术。图片来源：NASA
美国宇航局正在为阿尔忒弥斯二号任务做准备，克利夫兰格伦研究中心的工程师们与澳大利亚国立大学合作，测试一种在地球和月球之间传输数据的全新、经济的方式。
大多数航天器通过无线电发送信息，但激光传输数据的速度可以提高10到100倍。这些光学系统利用不可见的红外光，有望在短短几秒钟内将清晰的视频、清晰的声音和详细的科学读数传送到数十万英里外的地方。NASA已经在早期试验中验证了这些基本技术，而Artemis II将标志着宇航员首次尝试从深空进行激光通信。
此次演示的关键是实时光接收器（RealTOR）。格伦大学的研究人员几乎完全使用常见的现成部件制造了这款激光收发器，在不牺牲性能的情况下保持了低成本。在克利夫兰成功完成一轮测试后，澳大利亚国立大学的专家们目前正在复制相同的硬件，以便他们能够在任务绕月飞行期间捕捉到阿尔忒弥斯二号的信号。
艺术家构想的澳大利亚堪培拉斯特罗姆洛山天文台光通信地面站，采用激光通信技术。图片来源：澳大利亚国立大学
“澳大利亚即将进行的月球实验将展示格伦中心设计的深空接收器的性能、经济性和可重复性，”NASA格伦中心RealTOR项目的联合首席研究员詹妮弗·唐尼说道。“这是证明利用商业部件开发可持续探索地球以外空间的可行技术可行性的重要一步。”
在计划于2026年初进行的阿尔忒弥斯二号任务期间，NASA将在猎户座飞船上安装一套光通信系统，测试使用激光在宇宙中发送数据。在任务期间，NASA将尝试将录制的4K超高清视频、飞行程序、图片、科学数据和语音通信从月球传输到地球。
距离克利夫兰近10，000英里（约16，000公里）的斯特罗姆洛山天文台地面站，澳大利亚国立大学的研究人员希望利用格伦研发的收发器模型，在猎户座飞船绕月飞行期间接收数据。该地面站将作为新收发器设计的测试地点，不会成为该任务的主要地面站之一。如果测试成功，这将证明商用部件可用于构建价格合理、可扩展的空间通信系统，用于未来的月球、火星及更远的太空任务。
2024年12月13日星期五，实时光接收器（RealTOR）团队在美国宇航局克利夫兰格伦研究中心的航空航天通信设施内合影。从左到右：彼得·西蒙、莎拉·泰德、约翰·克拉珀姆、伊丽莎·贾格尔、尤瑟夫·沙因、迈克尔·马斯登、布莱恩·维纳莱克和内森·威尔逊。图片来源：NASA
美国宇航局空间通信与导航（SCaN）项目技术组合经理玛丽·皮亚塞茨基表示：“与澳大利亚国立大学合作，在全球范围内扩大商业激光通信服务，将进一步证明这种先进的卫星通信能力如何能够支持我们面向深空探索的机构网络和任务。”
随着美国宇航局继续研究使用商业部件设计地面站的可行性，格伦研究人员将继续为澳大利亚的演示提供关键支持。
强大的全球合作伙伴关系推动着技术突破，并在NASA将人类探索范围从月球扩展到火星的过程中发挥着重要作用，同时推动着改善地球生活的创新。通过阿尔忒弥斯计划，NASA将派遣宇航员探索月球，以实现科学发现、经济效益，并为首次载人火星任务奠定基础。
RealTOR项目是NASA SCaN项目光通信组合的一部分，该项目包括演示和太空实验平台，用于测试红外光向太空发送和从太空接收数据的可行性。这些平台包括LCOT（低成本光学终端）项目、激光通信中继演示等。NASA Glenn在位于华盛顿的NASA总部SCaN项目的指导下管理该项目。
澳大利亚国立大学的演示得到了澳大利亚航天局月球到火星演示任务资助计划的支持，该计划促进了澳大利亚深空光学地面站网络的运行能力。
编译自/scitechdaily