德哈维兰加拿大DHC-6"双水獭"飞机搭载OCT激光塔
无线电通讯彻底改变了世界,让我们能够跨越千里乃至光年进行交流。然而,无线电虽然无处不在,但也有其局限——最主要的是带宽有限,每秒只能传输有限的数据量。特别是在太空探索领域,这一问题已变得十分突出。依赖陈旧的无线电系统,常常导致深空探测器需要耗费数天时间来下载几分钟采集的数据。为此,NASA和其他航天机构多年来一直在探索利用激光束(光学通信)替代无线电波的新型通信方式,这项技术在地球上的应用同样潜力巨大。
对于国防来说,光学通信尤为重要。从过去依靠旗语或灯光信号传递简单信息,到现在士兵和水手已融入全球数字网络,数据如洪水般流动,卫星成为这个网络中的重要枢纽。
然而,要在飞机飞行中维持激光需用的精确视线对准,比地面站、陆地车辆或战舰要复杂得多。用深空网络射电望远镜和激光收发器与遥远卫星通信相对容易,但要让在空中盘旋的飞机与地平线上的低轨卫星持续通讯,则极具挑战。
为克服这一瓶颈,通用原子公司在一架加拿大德哈维兰DHC-6“双水獭”飞机上安装了光通信终端(OCT)系统,与Space Development Agency(SDA)Tranche 0兼容的Kepler卫星在低地轨道建立了联系。
作为SDA“大规模战斗机空间架构”项目的一部分,该OCT终端直径12英寸(30厘米),使用10瓦激光,可在2970海里(3417英里,5500公里)的距离内以2.5Gbps的数据速率传输数据,并以每秒25°的速度追踪其卫星目标。然而,在此次测试中,实际交换速率大约为1Gbps。
通用原子公司总裁Scott Forney表示:“我们的团队实现了概念验证的里程碑。机载OCT完成了对Tranche 0兼容卫星的定向、俘获、跟踪与锁定,并传输了数据包,验证了上行和下行能力。我们的OCT旨在弥合通信鸿沟,实现安全、强大的数据传输,支持战术和作战任务。”
Kepler US总裁Robert Conrad补充道:“通过将Kepler的轨道光学能力与通用原子的OCT结合,我们展示了航空与航天系统无缝协作的可能性。这一成就是我们与Kepler SDA Tranche 0兼容卫星建立双向天地通信的重要延伸,并强化了商业航天运营商在为国防和更广泛商业部门提供安全、高吞吐量连接方面的重要角色。”