當前航天器使用無線電波將數(shù)據(jù)傳回地球，但激光通信系統(tǒng)原型（OPALS）將嘗試使用激光光學裝置把信息傳回地球。從使用無線電波傳播信息轉換為使用比其窄百千倍的激光束傳播信息，可把通信數(shù)據(jù)速率提高10到100個數(shù)量級。未來如果使用這種先進方法，在相同動力資源情況下可增加數(shù)據(jù)的傳輸量，這將優(yōu)化研究工作的回報。

　　美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進實驗室（JPL）OPALS計劃組近期表示， OPALS代表激光通信向前邁出了一大步，國際空間站為開展該實驗提供了非常好的平臺。未來激光通信運行系統(tǒng)可以從航天器上向地球傳回更多的數(shù)據(jù)，有望減輕科學研究和商業(yè)探險活動的重大瓶頸問題。

　　在測試過程中，當國際空間站過境時，激光信標將在OPALS和一架位于加州Wrightwood 的JPL地面站光學通信望遠鏡實驗室的望遠鏡之間傳輸數(shù)據(jù)。OPALS的星載攝影系統(tǒng)跟蹤設備和望遠鏡之間的視線，同時，一個兩軸框架平臺和閉環(huán)系統(tǒng)控制上行信標。每次示范操作大約持續(xù)兩分鐘，在這期間，OPALS用調(diào)制激光束向下傳輸經(jīng)過預編碼的視頻文件。它的精度是對光學通信的真正挑戰(zhàn)，它被稱為“l(fā)asercomm”。這就好像要求人在走路時，從30英尺外將激光筆瞄準一個直徑象人頭發(fā)絲大小的點并持續(xù)2分鐘時間。

　　OPALS包括三個主要組件。第一個組件是用于裝載激光和電子設備的密閉容器。這個容器通過電纜連接到設備的第二個組件－安裝光端機的兩軸框架平臺，光端機包括攝影接收機和用于向地傳輸?shù)钠叫屑す獍l(fā)射機。第三個組件是飛行脫模附件機制（FRAM），密閉容器和光端機平臺都架在這個組件上。FRAM也向空間站和運載火箭提供電氣連接和機械連接。

　　OPALS這個特殊的有效載荷實際上是要嘗試按照光學通信標準作一些相對來說不大的改進。試驗側重于開展光學通信方面的嘗試，而不太關注提高數(shù)據(jù)傳輸速率。光學通信的數(shù)據(jù)傳輸速率將比目前典型家用網(wǎng)速快10到50倍。

　　盡管OPALS現(xiàn)在只是示范階段，將來這項技術的應用將拓展從空間站向地傳輸科學數(shù)據(jù)的帶寬，同時也可用于深空和星際通信。這種優(yōu)化考慮了提高地球人類接收近地或深空資源高清視頻文件的因素，將提高交互作用并積累相關經(jīng)驗。同時，在軌測試也能幫助地面的工程技術人員改進光學通信儀器的設計。

　　近期，OPALS從JPL轉移到位于佛羅里達的NASA肯尼迪航天中心接受最終接口測試，之后將于2013年末由SpaceX開發(fā)的補給艙運送至空間站。該設備將被安裝在空間站外部的快速后勤艙（ELC）里，在那里它將運行90天，執(zhí)行光學通信技術測試。研究人員將對技術數(shù)據(jù)進行分析，并判定硬件水平程度。

　　隨著空間站的滿負荷運轉，研究項目的數(shù)量及隨之產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量持續(xù)增長。同樣的，技術進展比如傳輸高清視頻文件也需要更大的通信能力。諸如OPALS的優(yōu)化可能意味著研究工作將得到更大的回報，當科學家為開展各種學科的研究而尋求答案時能為他們提供更多的數(shù)據(jù)。

　　使用OPALS測試信息的目的是改進光學通信系統(tǒng)的設計。該設備在改善航天器與未來的科學探索任務或商業(yè)活動中的通信方面具有很大潛力。

　　來源： http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/opals_communication/  

　?。S銘瑞編譯，殷永元審核）