NASA发射TBIRD系统，预计实现200千兆每秒激光空间通信速率

2022-05-30 11:00

上周三，NASA的太字节红外传输(TBIRD)系统从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站搭载SpaceX公司的“运输-5”拼车任务（Transporter-5）发射升空。这颗卫星为美国国家航空航天局(NASA)设定了一个相当大的目标：以太空激光有史以来最快的速度发送数据。

据NASA表示，TBIRD的任务是每秒下行200千兆数据，这将是空间激光链路实现的最高光速率。

NASA目前依赖于1958年建立的旧通信网络、各种航天器和其他天基资产进行通信。它被称为深空网络（the Deep Space Network），是一个全球天线阵列，用于发送和接收射频传输。这些传输在三个地面通信设施中的一个设施与各种目标卫星、航天器和空间机器人之间传输。

但随着美国NASA将自己的探索目标延伸至火星等更远的目的地，并长期致力于重返月球的计划，它需要进一步研究其空间通信技巧。根据NASA的说法，从无线电频率传输升级到激光通信，就像从拨号上网切换到高速互联网一样。美国宇航局戈达德太空飞行中心的TBIRD任务系统工程师Andreas Doulaveris在一份声明中表示:“TBIRD是一个游戏规则改变者，对未来的人类探索和科学任务非常重要。”

TBIRD被集成到“探路者技术演示器3”（the Pathfinder Technology Demonstrator 3）立方体卫星上，体积还没有两个叠在一起的麦片盒子大。该设备由位于列克星敦的麻省理工学院林肯实验室（Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory）开发，由NASA的空间通信和导航项目资助。在即将进行的近地轨道7分钟测试中，TBIRD将尝试将数据下行到NASA运行的光学地面站；该测试将要求TBIRD将激光精确瞄准位于加州Table Mountain的地面接收器。

它的工作原理是这样的：红外激光通过光学终端传输数据，将信息编码为光信号，然后传送到接收器。这种从空间传送数据的方法通常更快、更安全。这次简短的测试将为NASA的工程师们提供关于激光通信能力的洞见。TBIRD的设计目标是在近地轨道上运行6个月，从那里它将进行突破性的激光传输。

NASA艾姆斯研究中心小型航天器技术项目经理罗杰·亨特（Roger Hunter）在一份声明中说:“小型航天器仍然是更大、更复杂任务的重要组成部分。”

而天基激光通信，很有可能就是未来这方面的一大发展方向。就在本月早些时候，两颗军用卫星在大约60英里(100公里)的距离上交换了超过200千兆字节的数据，这一成就可能预示着能够利用商用卫星总线和激光终端建立一个网状网络。此次演示的成功意义重大，因为空间对空间光通信是DARPA“Blackjack”卫星星座的关键技术，也是美国太空发展局（SDA）计划中的低轨小型卫星网状网络的关键技术。