40万公里外曾传来捷报！为突破限制，中国直接打通了太空高速路

一束光从地面出发，飞过将近四十万公里的太空黑暗，稳稳落在环绕月球飞行的一颗小卫星上，又把那边的信号原路带回。整个过程中，地球在转，月亮在跑，卫星也没闲着。

就是这么个听着像魔术的事，中国航天人把它做成了。今年八月下旬，中国科学院空间应用工程与技术中心正式对外公布：我国首次实现了地月之间双向高速激光通信，试验链路距离达到四十万五千公里。

消息并不算惊天动地的大新闻，但在圈内人看来，这是一道压了多年的坎，终于迈过去了。坎在哪？

过去月球轨道上的卫星想往回传一张8K分辨率的月面高清图像，走的是传统微波链路，一张图传完要四到五分钟。换成这次刚打通的激光通道，同样一张图，大约十二秒搞定。

数字差别一摆出来，味道就不一样了。几分钟和十几秒，看着只是时间长短的区别，背后却是整整一代通信技术的差距。

微波这个老伙计干了几十年，带宽就那么点，再怎么优化也是老黄牛拉车。激光不一样，一旦打通，数据像自来水一样哗哗往下淌。

那么问题来了——想在近四十万公里外玩这一手，到底难在哪儿？负责这项任务的研究员杨雷把难点归纳成几个字：对得准、听得清、传得快。

听着像顺口溜，拆开讲全是硬骨头。先说对得准。

激光这东西，光束极细，发射方向上要是偏了三千分之一度，走完四十万公里，落点就得偏出去两公里远。两公里是什么概念？

接收端的望远镜口径也就一两米，这叫一点都碰不上。更麻烦的是，地球、月球、卫星三方都在高速运动，相当于要用一根细线去穿一根不停晃动的针。

团队的解决思路是把能想到的影响因素全部纳入模型——卫星轨道参数、望远镜装配误差、大气层对激光的折射、光跑完四十万公里所需要的时间差，一项一项算进去，让收发两端在不断运动中始终咬住对方。再说听得清。

激光经过几十万公里的衰减，到达地面时信号微弱到什么程度？大致只剩下几个光子。

而地面上月光、星光、城市里的霓虹灯光全都在往望远镜里钻。想从这堆噪声里把真正的通信信号挑出来，难度不比大海捞针小。

对付这个难题，科研团队请出了单光子级别的超灵敏探测器，配合专门研制的信号识别算法，硬是在一片噪声海洋里把那几个＂真光子＂摸出来。这类探测技术，这些年国内在量子通信和天文观测领域下了不少苦功夫，这回算是正好派上大用场。

至于传得快，是在前两关都过了之后才谈得上的。团队用了高阶脉冲位置调制的办法，再加上一套可靠性很强的信号处理方案，让数据在信噪比极低的条件下依然能以较高的码率、较低的误码率传回地面。

具体传输能力也可以给出个大概数——地面到卫星的上行链路大约每秒一兆多比特，卫星到地面的下行链路大约每秒一百兆比特。下行比上行快得多，道理也不绕：天上的卫星需要往下送大量科学数据，地面主要是发指令，一两句话就够了。

这事也不是哪一家单位独立做成的。中国科学院空间应用工程与技术中心牵头，联合之江实验室研制了DRO-A卫星上的通信载荷，又联合云南天文台、上海微系统与信息技术研究所搭建了地面的激光通信系统。

整个项目挂在中国科学院一个A类战略性先导科技专项下面，围绕地月空间的远距离逆行轨道做探索研究，前前后后攻关了五年。五年时间，一群人盯着一束光较劲，外人看来可能有点枯燥，但正是这种慢功夫，才攒出了今天的这一下。

技术通了，接下来干什么用？这才是普通人更关心的事。最直接的应用场景就在月球。

往后国际月球科研站要建起来，上面各种科学实验会生出海量数据，光靠传统微波链路往回搬，带宽完全不够看。中国科学院空间应用工程与技术中心副主任王强在接受采访时提到，这条激光通道的打通，对未来人类走向更远的深空——火星乃至更远——都有分量。

再往乐观里想一步，等有一天中国航天员真的站在月球表面，想和地面来一场高清视频对话，甚至开个实景直播，技术基础就在这里慢慢搭起来了。听着像科幻，离实现其实没有那么遥远。

不过话也得说回来，激光通信不是万能钥匙。它怕云、怕雨、怕恶劣天气，地面站的选址必须讲究。

这次试验的另一端也不是直接连到月面，而是环月轨道上的卫星，想让航天员在月球上和老家视频，还得补上中继星和月面终端这一整套配套。但大门既然已经推开了半扇，剩下的就是时间问题。

从过去追着别人跑，到如今在深空通信这一小块领地里跑到了前头，中国航天的脚步算不上多快，但一步一个脚印。嫦娥系列把月球摸了个大概，天问一号把火星也去过了，现在这条四十万公里的＂信息高速路＂一通，星辰大海这四个字，又变得具体了一点。

四十万公里的物理距离一分一毫都没变，但信息往返的时间，被实实在在地压缩进了十几秒。这就是技术跨越的意义——它不吵不闹，一旦跨过去，世界就不一样了。