麻省理工通信系统实现迄今最快的太空激光通信传输
据悉,麻省理工学院的TeraByte红外传输(TBIRD)系统以破纪录的每秒100千兆比特(100Gbps)的速度从卫星向地球传输了太比特(TB/Terabyte)级别的海量数据,这一速度有望改变未来的一系列科学任务。
具体来看,这一数据传输速率比传统上用于卫星通信的射频链路高出1000多倍,也是迄今为止从太空到地面的激光链路所达到的最高速率。
100Gbps的速度有多快呢?要知道,SpaceX耗巨资打造的Starlink卫星互联网计划下行链路的速度为500Mbps(1Gbps=1000Mbps),而即便是国际空间站的数据传输最高也能只是达到600Mbps左右。这也就意味着,TBIRD系统的速度要比它们快上200倍。
除了这让人吃惊的速度之外,TBIRD系统在防止数据损坏这一块上也极大地突破了以往的限制,能够克服一系列的工程挑战。通过小而低成本的空间和地面终端,TBIRD系统可以让来自世界各地的科学家充分利用激光通信来下行链接他们曾经希望传输的海量数据。
以往,基于激光的空间通信始终存在一些工程上的挑战。首先,与无线电波不同,激光形成的光束通常很窄。为了成功实现流畅的数据传输,这种窄波束需要在地面上的发送方和接收方之间进行更精确的对齐。虽然激光可以在太空中传播很长的距离,但由于大气和天气条件的影响,激光束会被扭曲,最终导致数据丢失。
TBIRD任务与技术是由MIT林肯实验室与美国宇航局戈达德太空飞行中心合作开发的。TBIRD卫星通信系统集成了三个关键的商用现成部件:一个高速率