中国打通地月网络，每秒100兆，西方封锁再次以失败告终，只能看着中国实现自主可控。

近日，中国科学院空间应用工程与技术中心传来好消息，我国科研团队成功实现了地月双向高速激光通信，为接下来的载人登月和月球基地打下坚实基础。

（中国实现了地月双向高速激光通信）友情链接

实际上，目前我国的鹊桥二号等航天器，和地面沟通时采用的普遍是微波通信。它的好处是覆盖面大，简单来说就是“广撒网”，这样一来不需要地面精准对准就能收到信号，难度较低。同时，其穿透能力也有效避免了地球大气的干扰。

但微波也有明显的缺点，就是过于扩散，导致信号强度衰减明显。而且传统微波的带宽已经成为发展瓶颈，数据传输速度又和带宽成正比，这就导致地月间“网速”极慢。以一幅8K月面高清图像为例，如果我们采用5Mbps级微波链路，那么下行一幅图像的时间可以达到约需4至5分钟。

如果未来我们要实现载人登月，或者建立月球科研站，那么这样的传输速度是不够的。

（国际月球科研站需要更高的“网速”）友情链接

相比之下，激光拥有着巨大的带宽优势，频谱资源十分丰富，传输速度更快；而且激光具有极高的方向性，保密性强，除非对方恰好位于那条极其精确的传输路径上，否则很难截获；所需的设备比较小，重量比较轻，对于卫星来说这一点尤为关键。

激光通信的好处这么多，却迟迟未能被广泛使用，其中原因很简单，那就是技术难点太多了。

这项技术的第一个难点，就是怎么对得准。激光是一种方向性极强、频率极高的光束，它的能量高度集中，不像微波那样会向四周扩散。但能量越集中，就越要对得准，容不得半点偏差。就像小时候学过的课文《卖油翁》一样，必须精准穿过细微的孔，才能到达目的地。

（月球通信是所有登月国家都要考虑的问题）

而地月间的激光通信，难度远比课文中要高出好几个量级。地月之间的平均距离大约38万公里，月球远地点更是在40万公里之外。这就像在天文距离下“万里穿针”，要让一束极细的光线穿过一个“针孔”。发射角度哪怕只有极其细微的偏差，传输到月球附近可能就偏差好几公里。友情链接

更重要的是，我们的激光要对准的是移动目标，难度又大幅提升。而且别看激光能量非常强，其实很容易受到干扰，极有可能因为大气扰动而偏离。

可以说，在地球上通过激光和月球沟通，难度是全方位地被拉满。因此，别看我们的科普文章似乎轻描淡写，科研团队实际上是扛着卫星轨道、望远镜安装误差、大气折射、激光飞行时间等多重难题，通过复杂的工程确保卫星和地面望远镜的微调进行双向捕获跟踪，才实现了这项技术。

（地月激光通信难点很多）友情链接

对得准还不够，激光也难免遭遇能量衰减的问题。毕竟经过40万公里的传输，而光强又随距离平方衰减，即便是激光也会损失信号，甚至到地面的时候只剩下几个光子。更重要的是，自然界和人造的光无处不在，很容易导致这部分光子被淹没在周围的光芒之中。

正因如此，研究团队从硬件和软件两方面入手来解决。

硬件方面，团队采用了“超灵敏探测器”，能够探测单个光子；软件方面，他们开发了一套复杂信号识别算法，可以有效剔除接收信号中的噪声，把有效的那部分信号单独拎出来。中国科学院上海微系统所李浩研究员打了个比方，说这就像在千里之外的嘈杂闹市中，听到一根针落地的声音。

接收到信号还不算完，如何确保传输速度才是关键。

 

科研团队利用“皮秒级时间识别的大带宽高效通信处理技术”，以及“强纠错编码策略对抗噪声”，在信号微弱的情况下也能防止信号错位或丢失，并且保持较高的传输速度。

根据最近的一次试验，我国已经实现上行1.25Mbps、下行100Mbps的双向通信速率。还是以开篇的例子来算，原本4~5分钟才能传回来的图片，这次只需要12秒就完成了。如果未来技术进一步成熟，预计可以实现更快的“网速”

除了官方公布的项目本身面临的三大难题之外，还有一个巨大困境没有介绍，那就是来自西方国家的技术封锁。友情链接

（美国向中国封锁技术）

为了打压中国技术发展，许多关键器件都被禁止对华出口。美国长期以来依据《国际武器贸易条例》和《出口管理条例》，对涉及空间系统、先进激光器、精密光学、某些探测器等双用途技术实施出口许可管理，西方许多国家也一股脑跟进。

我国科研人员很大程度上是从头起步，通过国内团队的自主攻关，才把这一条路完全走通，并且在超导单光子探测器、星载光机、精密定轨与跟踪等方面已形成一定自主能力。友情链接

从2018年我国首次实现月球激光测距，到去年在人类历史上首次利用激光进行白昼地月测距，再到今天搭建起“地月太空网线”、利用激光将绕月航天器的信息高速传输到地表，中国人把激光技术对探月任务的应用打磨得越来越成熟。

（中国航天激光通信技术日渐成熟）

这条由激光打造的“信息高速路”，为几年后的载人登月、月球科研站建设以及更远的深空探测任务，提供了至关重要的高速数据传输能力。说得夸张点，未来的某一天，我们甚至有可能看到航天员在月表利用这项技术，和地面视频通话乃至进行实景直播。

甚至我们把目光放得更长远一些，本次技术突破验证了超远距离捕获跟踪、单光子探测与大带宽处理的完整技术链条，为后续向火星等更远目标扩展奠定了基础，也给我国的深空通信夯实了基石。友情链接

但另一方面，目前在该领域，美国仍处于领先地位。NASA早在2013年就实现了地月距离下行最高620Mbps、上行约20Mbps的双向链路。甚至利用“灵神星”探测器，实现了4.94亿公里的通信。

（美国激光通信技术更成熟）

对我们来说，追赶速度有所提升，但距离依旧遥远。但凭借着西方国家“越封锁越强大定律”，中国必将在未来实现赶超，并且将整个技术链牢牢把握在自己手里。#中国把地月太空网线拉好了