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中國(guó)首顆海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“海洋二號(hào)”2日在軌交付使用。在軌運(yùn)行期間，搭載在“海洋二號(hào)”上的星地激光通信終端，成功進(jìn)行了中國(guó)首次星地激光通信鏈路數(shù)據(jù)傳輸試驗(yàn)，成為中國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。
星地激光通信終端于2011年8月16日隨“海洋二號(hào)”發(fā)射入軌。2011年10月25日早6點(diǎn)，成功進(jìn)行了星地激光鏈路捕獲跟蹤試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首次高精度高穩(wěn)定的雙向快速捕獲和全鏈路穩(wěn)定跟蹤。試驗(yàn)中，時(shí)速高達(dá)2萬(wàn)余公里高速運(yùn)動(dòng)中的衛(wèi)星與光通信地面站在近2千公里的距離，進(jìn)行了精度遠(yuǎn)高于“針尖對(duì)麥芒”的動(dòng)態(tài)光束雙向鎖定跟蹤。
隨后，2011年11月10日16點(diǎn)40分，中國(guó)首次星地激光通信鏈路數(shù)據(jù)傳輸試驗(yàn)獲得成功，下傳數(shù)據(jù)20Mbps；2011年11月24日16點(diǎn)50分，星地激光高速數(shù)據(jù)傳輸試驗(yàn)成功，單路數(shù)據(jù)率達(dá)到504Mbps。
這是中國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，也是中國(guó)航天技術(shù)的又一個(gè)重大標(biāo)志性成果。該項(xiàng)試驗(yàn)的成功，標(biāo)志著中國(guó)在空間高速信息傳輸這一航天高技術(shù)尖端領(lǐng)域走在了世界發(fā)展前列。
鮮為人知的是，攻克這項(xiàng)航天技術(shù)難題的，是哈爾濱工業(yè)大學(xué)一對(duì)教授夫妻馬晶、譚立英和他們帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)。記者近日在長(zhǎng)春的光通信地面站，現(xiàn)場(chǎng)目擊了他們的試驗(yàn)成果，也聽他們講述了這項(xiàng)成果背后曲折的故事。
現(xiàn)代航天技術(shù)的發(fā)展使得需要從衛(wèi)星下傳給人們的信息越來(lái)越多，而衛(wèi)星激光通信技術(shù)作為具有極大信息傳輸能力的一項(xiàng)新技術(shù)，無(wú)疑具有廣闊的應(yīng)用前景，但也是一道考驗(yàn)全世界航天技術(shù)的難題。
20年前，馬晶、譚立英開始在中國(guó)破解這道世界難題。在國(guó)家民用航天科技計(jì)劃的支持下，經(jīng)歷了從無(wú)到有的不斷探索與實(shí)踐。2011年，中國(guó)的衛(wèi)星激光通信研究終于進(jìn)入空間試驗(yàn)階段，星地激光鏈路雙向捕獲跟蹤及高速激光通信試驗(yàn)的成功，為這道世界難題給出了中國(guó)解答。
在這項(xiàng)試驗(yàn)中，馬晶擔(dān)任“海洋二號(hào)”衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師，負(fù)責(zé)星地激光通信試驗(yàn)系統(tǒng)，譚立英任系統(tǒng)總指揮。
馬晶向記者介紹，利用“海洋二號(hào)”進(jìn)行的星地激光鏈路試驗(yàn)，以激光為信息載體，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面的雙向激光通信，試驗(yàn)對(duì)星地激光鏈路的瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤策略進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)捕獲概率、捕獲時(shí)間等重要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)星地激光鏈路的信道特性、通信質(zhì)量、影響因素等做出系統(tǒng)評(píng)價(jià)，奠定中國(guó)衛(wèi)星光通信技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。
譚立英說(shuō)，激光通信未來(lái)的發(fā)展是要建立衛(wèi)星高速實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)，即在衛(wèi)星之間鋪設(shè)“無(wú)線光纜”，把許多顆衛(wèi)星連接起來(lái)，每顆衛(wèi)星的通信容量達(dá)到2—10Gbps，實(shí)現(xiàn)“高速實(shí)時(shí)動(dòng)中通”的通信模式。
談到這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景，譚立英表示，其應(yīng)用前景包括：成為空間必備的信息化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，地球資源、自然災(zāi)害的高分辨實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)勘測(cè)傳輸，地面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)空間激光通信網(wǎng)，提供高速、保密通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。
馬晶說(shuō)，目前的試驗(yàn)成果，標(biāo)志著中國(guó)成為繼歐洲太空局之后，第二個(gè)成功進(jìn)行衛(wèi)星激光高速通信試驗(yàn)的國(guó)家。但是要實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景，還有很長(zhǎng)的路要走。(完)
