国外空间激光通信技术发展分析

“空间光通信研究先进技术卫星”计划。日本“空间光通信研究先进技术卫星”（SOCRATES）计划旨在验证适用于50千克级小卫星的“小型光学通信终端”（SOTA）。2014年5月，“小型光学通信终端”搭载低轨小卫星发射入轨，并于2014年8月至11月间成功开展了低轨卫星对地激光通信试验。“小型光学通信终端”总质量仅为5.8千克，最远通信距离达1000千米，下行通信速率10兆比特/秒，可构建绝对安全的全球光通信网络，使得飞机、卫星收集的高分辨率图像数据可通过空间激光通信链路下传至地面站。

“激光数据中继卫星”计划。日本2015年1月9日公布的新版《宇宙基本计划》将“激光数据中继卫星”计划正式列入其中，并于2015财年下拨了32.08亿日元作为启动经费。日本计划2019年发射“激光数据中继卫星”，将当前数据中继系统的微波链路替换为激光链路，通过激光实现先进光学卫星等新一代高分辨率对地观测卫星之间的通信，预设通信速率达2.5吉比特/秒，届时将使日本获得更高速的实时观测能力。

三、蕴含巨大应用价值

空间激光通信的高速率和高安全性将不断满足航天活动对空间数据传输速率、传输量和实时性日益增长的需求，必将使其成为未来空间通信的主要形式。深入挖掘和利用空间激光通信蕴含的巨大应用价值，对增强当前空间信息传输的实时性、安全性以及未来深空探测意义重大。

（一）满足信息化战争对通信带宽不断增长的需求

现代信息化战争对通信带宽的需求越来越大，如战场遥感测绘信息、实时战斗高清图像、强干扰复杂电磁环境下的指令交互等无一例外需要稳定的信息传输技术做保障，使得对通信系统带宽资源需求急剧增长。传统微波卫星通信系统由于成本高昂，且卫星轨道资源和频谱资源日益紧缺，难以满足作战人员获取实时战场态势数据的迫切需求。空间激光通信系统具有巨大的带宽提升空间，可实现更高的数据传输速率，能够充分保证战场海量信息的实时性传输。同时，激光收发装置和信号处理装置体积小、重量轻、功耗低，星上配备多个激光收发装置具备可行性，为后续发展多天线激光通信技术奠定基础，从而可进一步提升数据传输速率，保证战场信息的及时传输。

（二）保证战场数据传输的安全性和稳定性

战场数据传输的安全性和稳定性对于确保作战单元信息优势的全程获取和作战效能的充分发挥至关重要。传统的微波通信技术由于频谱规划的公开性以及信号旁瓣泄露问题，使得敌方极易通过信号侦收设备进行信号的分析和破解，造成安全隐患。同时，成熟的高功率宽带电磁脉冲技术也会使传统的卫星通信技术在战场上被干扰，失去战场制信息权。空间激光通信具有高安全性特点，很难被窃取和干扰，完全避免了传统微波通信技术存在的不足，其极强的方向性波束使得信号的泄露几乎可以忽略不计，且激光通信的高频率和高带宽也将使传统的干扰压制手段失效。

（三）实现近地任务和深空任务高效空间通信

激光通信技术有望使数据传输速率比射频通信提高至少10～100倍，可在从低地球轨道到星际的所有空间区域中大幅提高数据传输速率，使近地任务和深空任务的空间通信更加高效。更高的数据传输速率意味着未来能从太阳系内任何位置传输直播视频，还可增加载人深空探索任务的通信带宽，从而帮助研究人员更快地采集科学数据，研究尘暴或航天器着陆等突发事件，甚至从其他行星表面发送视频。可以想象，空间激光通信网络一旦建立，人类或将开启至月球的快速可靠的数据连接网络，甚至还可以连接至火星和更遥远的星球，为人类征服遥远的星辰提供重要的通信支持。