Исследователи из Центра технологий и инженерии использования космоса Китайской академии наук сообщили об успешных испытаниях двусторонней лазерной связи между Землей и аппаратом на окололунной орбите. Тесты продолжались более года и позволили проверить работу системы на дистанции около 400 000 км.
Сегодня космические аппараты преимущественно используют радиосвязь. Однако будущие лунные миссии будут передавать значительно больше информации — от научных данных и карт высокого разрешения до видеопотоков. Оптическая связь потенциально обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность при меньших размерах оборудования.
Одной из главных сложностей стало точное наведение лазера. На расстоянии до Луны даже небольшое движение аппарата или атмосферные искажения способны увести узкий луч далеко от приемника. Для компенсации исследователи использовали систему слежения в реальном времени, учитывающую движение аппарата, задержки сигнала и состояние атмосферы.
Еще одной проблемой оказался чрезвычайно слабый принимаемый сигнал на фоне света Луны, звезд и наземных источников. Для его обнаружения применялись сверхпроводящие детекторы одиночных фотонов в сочетании с высокоскоростной обработкой и системой подавления помех.
В результате скорость передачи данных от Земли составила 1,25 Мбит/с, а в обратном направлении достигла 100 Мбит/с. Подобные каналы в перспективе могут использоваться для передачи больших объемов научной информации и обеспечения связи с пилотируемыми лунными миссиями.
Разработка особенно актуальна на фоне планов Китая и его партнеров по созданию в 2030-х годах Международной лунной исследовательской станции в районе южного полюса Луны. Лазерная связь может стать одним из способов передачи данных между ее аппаратами и Землей.
Оптические системы для дальнего космоса развивают и другие страны. В частности, NASA в рамках эксперимента Deep Space Optical Communications уже демонстрировало лазерную передачу данных с аппарата Psyche на расстояниях в десятки миллионов километров. Новые китайские испытания, в свою очередь, ориентированы непосредственно на создание высокоскоростного канала связи с окололунным пространством.
