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NASA的深空光学通信技术演示在今年夏天再次创造激光通信的新纪录，通过从地球向距离约2.9亿英里（4.6亿公里）远的NASA心理号航天器发送激光信号。这相当于当地球和火星相距最远时的距离。在7月29日达到这一里程碑后，该技术演示完成了自2023年10月13日随心理号发射以来的第一个操作阶段。“这一里程碑意义重大。
激光通信需要非常高的精度，在和心理号一起发射之前，我们不知道在我们最远距离时会出现多少性能下降。”NASA位于加利福尼亚州南部的喷气推进实验室项目运营负责人Meera Srinivasan说，“现在我们使用的跟踪和定位技术已经得到验证，确认了光学通信可以是一种强大和变革性的探索太阳系方式。”由喷气推进实验室管理的深空光学通信实验包括一个飞行激光收发器和两个地面站。
加州理工学院位于加州圣地亚哥县帕洛玛天文台的历史悠久的200英寸（5米）口径海尔望远镜充当下行站，激光收发器从深空向其发送数据。喷气推进实验室位于加州赖特伍德附近的桌山设施的光学通信望远镜实验室充当上行站，能够使用7千瓦的激光功率向收发器发送数据。通过以比无线电频率高达100倍的速率传输数据，激光可以实现复杂科学信息以及高清图像和视频的传输，这些是人类向火星及更远地区旅行时所需的大步前进支持。
至于航天器，心理号保持健康和稳定，利用离子推进加速朝着位于火星和木星之间的小行星带内的富金属小行星前进。超过目标
该技术演示的数据以编码在高频率比无线电波高的近红外光中的比特形式从心理号发送和接收。这种更高的频率使得更多数据可以被打包到传输中，从而允许更高的传输速率。
即使在心理号距离地球约3300万英里（5300万公里）时——与火星接近地球时类似——该技术演示也能以系统的最大速率267兆比特每秒发送数据。这一比特率与宽带互联网下载速度相似。当航天器距离更远时，它发送和接收数据的速度会按预期减少。
6月24日，当心理号距离地球约2.4亿英里（3.9亿公里）——超过地球和太阳间的2.5倍距离时，项目达到了一种持续的下行数据速率为6.25兆比特每秒，最大速率为8.3兆比特每秒。虽然这一速率比实验的最大速率低得多，但它比无线电频率通信系统在相同功率下能实现的距离要高很多。这是一次测试
深空光学通信的目标是展示技术能够可靠地以比无线电频率系统更高的速度传输数据。
为了实现这一目标，项目有机会测试独特的数据集，如艺术和高清视频，以及来自心理号航天器的工程数据。例如，一个下行数据包含亚利桑那州立大学的“心理灵感”艺术的数字版本、团队宠物的图像和一个45秒超高清的视频，该视频模仿上世纪的电视测试图案，描绘了地球和太空的场景。2023年12月11日，技术演示从距离地球1900万英里的心理号首次从太空发射超高清的视频，视频中有一只名叫Taters的猫。
（艺术品、图像和视频在发射前被上传到心理号并储存于其记忆中。）
“系统的一个关键目标是证明数据速率的降低与距离的平方成反比，”位于喷气推进实验室的技术演示项目技术员Abi Biswas说。“我们实现了这一目标，并通过激光从心理号航天器上传和下载了巨大数量的测试数据。”在演示的第一阶段，已经下传了几乎11太比特的数据。飞行收发器被关闭，并将在11月4日重新启动。此活动将证明飞行硬件可以至少运行一年。
“我们会启动飞行激光收发器并进行简短的功能检查，”喷气推进实验室的项目飞行操作负责人Ken Andrews说。“一旦完成，我们可以期待在今年晚些时候开始的重合后阶段中以全设计能力运行收发器。”
关于深空光学通信的更多信息
这一演示是系列光学通信实验的最新一次，这些实验由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心的空间技术任务局的技术演示任务计划资助，以及航天局空间操作任务局内的SCaN（空间通信与导航）计划管理。飞行激光收发器的开发由麻省理工学院林肯实验室、L3哈里斯、CACI、第一模式和受控动力学公司支持。光纤科技、相干公司、加州理工学院光学天文台和Dotfast支持地面系统。
通过NASA的小企业创新研究计划开发了一些技术。
