2017年3月23日

工程師對(duì)激光通信中繼演示（LCRD）項(xiàng)目上2個(gè)光學(xué)組件的萬(wàn)向坐標(biāo)系和鎖存器元件進(jìn)行檢查。

該光學(xué)模塊組合調(diào)制解調(diào)器和電子控制器，成為L(zhǎng)CRD的飛行有效載荷。

圖片提供：NASA戈達(dá)德太空飛行中心Sandra Vilevac

　　激光通信中繼演示（LCRD）項(xiàng)目將幫助NASA以最佳途徑對(duì)激光通信系統(tǒng)進(jìn)行操作了解。LCRD可以使諸如科學(xué)數(shù)據(jù)下行和宇航員通信方面的航天器和地球間更高數(shù)據(jù)速率連接成為可能。

　　LCRD項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、NASA空間技術(shù)任務(wù)局副局長(zhǎng)Steve Jurczyk指出，LCRD是執(zhí)行NASA愿景中近地和深空光學(xué)通信任務(wù)的下一步工作。此空間通訊技術(shù)具有變革性潛在優(yōu)勢(shì)，該項(xiàng)目工作人員很高興與人類探索與運(yùn)行任務(wù)局太空通訊和導(dǎo)航項(xiàng)目辦公室、麻省理工學(xué)院（MIT）林肯實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)空軍一起在此項(xiàng)目進(jìn)行合作。

　　激光通信，也稱作光學(xué)通信，在一束光上進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，然后在航天器之間，以及最終向地球終端進(jìn)行傳輸。此技術(shù)提供了比當(dāng)前射頻（RF）通信系統(tǒng)高出10到100倍數(shù)碼率的傳輸速度。

　　同樣重要的是，激光通信系統(tǒng)可以比無(wú)線電系統(tǒng)小很多，這使得航天器通信系統(tǒng)在尺寸、重量和電力要求方面較低。這樣的性能將對(duì)人類進(jìn)行探月、火星探測(cè)，乃至更遠(yuǎn)的深空探測(cè)至關(guān)重要。

　　該項(xiàng)目?jī)x器開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)人，NASA總部空間通信和導(dǎo)航項(xiàng)目辦公室先進(jìn)通信和導(dǎo)航部門(mén)負(fù)責(zé)人Don Cornwell指出，LCRD的設(shè)計(jì)目標(biāo)是進(jìn)行多年運(yùn)行，將使NASA能夠掌握對(duì)這項(xiàng)顛覆性新技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化利用。研究人員也正在為國(guó)際空間站設(shè)計(jì)1個(gè)激光終端，將能使用這種技術(shù)，在空間站到地面站間實(shí)現(xiàn)gbps數(shù)碼率的LCRD中繼數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目計(jì)劃于2021年進(jìn)行新終端飛行，在測(cè)試完畢后，希望NASA更多地球軌道運(yùn)行任務(wù)對(duì)該模式進(jìn)行復(fù)制飛行，通過(guò)LCRD向地面?zhèn)鬏斨欣^數(shù)據(jù)。

　　該任務(wù)建立在月球激光通信中繼演示（LLCD）項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，該開(kāi)創(chuàng)性的任務(wù)于2013年成功搭載月球大氣塵埃和環(huán)境資源探險(xiǎn)者飛行任務(wù)。如果說(shuō)LLCD首次證明其地球低軌道激光通信高數(shù)碼率傳輸能力，那么，LCRD將證實(shí)該技術(shù)的運(yùn)行壽命和可靠性。該任務(wù)也將在不同的環(huán)境條件和運(yùn)行情景下對(duì)LCRD工作能力進(jìn)行測(cè)試。

　　關(guān)于現(xiàn)有通信系統(tǒng)，LCRD項(xiàng)目首席專家Dave Israel表示，多年來(lái)對(duì)RF通信技術(shù)學(xué)到很多，了解該技術(shù)的大部分工作原理?；贚CRD，研究人員將有機(jī)會(huì)利用激光通信在不同天氣條件下和一天的不同時(shí)間進(jìn)行效果測(cè)試，以獲得經(jīng)驗(yàn)。

　　LCRD設(shè)計(jì)運(yùn)行功能預(yù)計(jì)維持2到5年。在加州和夏威夷桌山（Table Mountain）地區(qū)裝配2個(gè)激光調(diào)制解調(diào)器（modems）地面終端，這將展示LCRD在兩個(gè)站之間的雙向通信能力，LCRD將匹配地球自轉(zhuǎn)（地球同步軌道），放置在這兩個(gè)站點(diǎn)之間的1個(gè)軌道上。

　　LCRD有效載荷包括由1個(gè)空間轉(zhuǎn)換單元組件與2個(gè)相同的光學(xué)終端連接，起到數(shù)據(jù)路由器的作用。該空間轉(zhuǎn)換單元組件還與1個(gè)RF下行鏈路相連接。

　　這些調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字式數(shù)據(jù)解譯為激光或者RF信號(hào)，再進(jìn)行返回式傳輸。一旦數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成激光形式后，此光學(xué)組件將向地球發(fā)送數(shù)據(jù)。要達(dá)到這一目的，該組件必須精確指向接收和傳輸數(shù)據(jù)。電子控制器（CE）組件對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行指示，在航天器任何運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)情況下，幫助進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡指向和穩(wěn)定工作。

　　LCRD最近成功地通過(guò)了一項(xiàng)關(guān)鍵決策點(diǎn)審查，已轉(zhuǎn)向進(jìn)入開(kāi)發(fā)集成和測(cè)試階段。在此期間，工程師將確保航天器儀器發(fā)射后，每個(gè)組件可實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作效果。該發(fā)射任務(wù)將于2019年夏季執(zhí)行。

　　LCRD團(tuán)隊(duì)由馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心領(lǐng)導(dǎo)。該團(tuán)隊(duì)合作伙伴包括：加州帕薩迪納NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL），麻省理工學(xué)院（MIT）林肯實(shí)驗(yàn)室。

　　LCRD是NASA空間技術(shù)任務(wù)局技術(shù)演示任務(wù)的其中1個(gè)項(xiàng)目，該任務(wù)進(jìn)行跨領(lǐng)域技術(shù)和能力系統(tǒng)水平展示，并致力于縮小科學(xué)和工程挑戰(zhàn)與所需技術(shù)創(chuàng)新水平之間差距，促進(jìn)包括LCRD在內(nèi)的新空間任務(wù)的發(fā)展。

　　華盛頓NASA總部空間通信和導(dǎo)航項(xiàng)目（SCaN）辦公室進(jìn)行該任務(wù)的相關(guān)戰(zhàn)略和計(jì)劃監(jiān)督工作，保證了這一任務(wù)的完成。這些能力形成NASA所有任務(wù)，其中包括LCRD的主干，提供了從航天器到地面的關(guān)鍵性連接任務(wù)。獲取更多關(guān)于SCaN的信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/index.html。

　　原文題目：NASA taking first steps toward high-speed space internet

　　資料來(lái)源：https://solarsystem.nasa.gov/news/2017/03/22/nasa-taking-first-steps-toward-high-speed-space-internet

　　（王化編譯，殷永元審核）