Китай испытал двухстороннюю лазерную связь между Землёй и Луной на расстоянии 400 000 км

Испытания провёл Центр технологий и инженерии по использованию космоса Китайской академии наук. По сравнению с традиционной микроволновой связью лазерный канал потенциально обеспечивает значительно более высокую скорость передачи данных и пропускную способность при меньших габаритах оборудования.

Главная проблема — попасть лучом в Луну

На межпланетных расстояниях лазерная связь сталкивается с принципиально более жёсткими требованиями к точности наведения. Даже небольшие изменения положения космического аппарата или атмосферные возмущения способны привести к значительному смещению луча на расстоянии в сотни тысяч километров.

Исследователи разработали систему обнаружения и сопровождения, учитывающую одновременно орбитальные, атмосферные и оптические задержки распространения сигнала. Это позволяет наземному и космическому оборудованию поддерживать точное взаимное наведение во время движения.

Не менее сложной задачей стало обнаружение самого сигнала. После прохождения расстояния около 400 000 км лазерный импульс становится чрезвычайно слабым, а приём дополнительно осложняется лунным и звёздным светом, а также засветкой от земной поверхности.

Для выделения полезного сигнала из шума команда использовала высокоскоростные сверхпроводящие детекторы одиночных фотонов и специальные алгоритмы обработки. Дополнительно были разработаны широкополосные методы обработки и схемы кодирования, повышающие устойчивость канала к помехам.

До 100 Мбит/с

В ходе испытаний была достигнута двухсторонняя скорость передачи данных: 1,25 Мбит/с в одном направлении и до 100 Мбит/с в другом. Для лунных миссий подобный канал может стать важным дополнением к радиосвязи, особенно при передаче больших объёмов изображений, научных измерений и других данных.

Развитие таких систем приобретает особое значение на фоне планов по дальнейшему исследованию Луны и созданию лунной инфраструктуры. По мере увеличения количества научных приборов и усложнения миссий объём данных, который потребуется передавать между Землёй и лунными аппаратами, будет постоянно расти.

Испытанная система рассматривается китайскими исследователями как основа для высокоскоростной информационной инфраструктуры между Землёй и Луной. При этом заявленные результаты относятся к испытаниям лазерного канала, а не к созданию постоянно действующей лунной сети связи.