基于射频的深空通信面临带宽有限和数据传输速率不断增长的双重限制。激光或光学系统有望突破这些通信瓶颈。美国宇航局（NASA）已对超远距离激光通信进行了测试，并展示了深空高带宽通信的可行性。当时，NASA利用激光从距离地球32万公里的“灵神星”（Psyche）探测器向位于火星和木星之间小行星带的富金属小行星“灵神星”传输超高清视频。这是首次在月球以外实现光学通信。深空网络（DSN）天线接收到了射频和近红外激光信号。
深空通信主要采用无线电频率。然而，鉴于带宽有限以及对高数据传输速率日益增长的需求，基于无线电频率的系统无法满足航天领域当前和未来的通信需求。
另一方面，激光或光通信在带宽大、数据速率高以及终端尺寸、重量和功耗（SWaP）低等方面具有诸多优势。它有望将数据速率提升至目前最先进无线电系统的10到100倍，从而突破通信瓶颈。因此，亟需推进光通信技术的发展，以满足未来行星际数据传输的高容量深空通信需求。
深空光通信（DSOC）实验是搭载在“灵神星”（Psyche）探测器上的一项技术验证载荷。该探测器目前正在穿越深空，前往位于火星和木星之间小行星带的富含金属的小行星灵神星。2023年12月，DSOC成功演示了深空高带宽通信，它利用激光从3200万公里外的深空向地球传输了一段超高清视频。这是首次在月球以外实现光通信。
深空网络（DSN）是由分布在世界各地的设施组成的网络，用于与探索太阳系的遥远航天器进行通信。该网络的一个实验天线接收到了来自深空“灵神星”（Psyche）探测器的无线电和激光信号。这表明，目前通过无线电信号与航天器通信的DSN天线可以进行改造，以用于激光通信。
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参考文献：
- Karmous S. 等人 2022。光通信如何塑造深空通信的未来？一项调查。预印本 arXiv。数字编号： https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933
- 罗宾逊学士，2023。 用于空间探索和科学的光通信。 2023 年光纤通信会议。
- 美国宇航局的技术演示通过激光从深空传输第一个视频。发布于 18 年 2023 月 XNUMX 日。可在 https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/
- 美国宇航局。新闻 – 美国宇航局的新实验天线跟踪深空激光。发布于 08 年 2024 月 XNUMX 日。可用于 https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/
- NASA 的深空网络 (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn
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