如果人類想在太陽系內旅遊,需要更好的通訊技術。在我們期待月球和火星之旅的時候,現有的星際通訊技術遠遠滿足不了這樣的需求。

目前在太空中的各個探測器,通過無線電信號通訊,依靠大型無線電天線網絡的支持。太空船的接收器相對比較弱,因此需要向它發射很強的無線電信號。而太空船發出的無線電信號也較弱,所以需要一個大型、敏感的射電接收器接收回復的信號。

對於地球軌道之外的太空船,現在是通過深空網絡(DSN)進行聯繫,這是一組專門為這個用途定制的射電望遠鏡。目前唯一一個在太空中有人類活動的項目是國際太空站(ISS)。由於它距離地面只有大約四百公里,來回發送無線電信號相對都比較容易。隨著人類足跡向深空的擴展,我們需要一個比 DSN 強大很多的系統,而且通訊帶寬必須是現有技術的幾個數量級。

上個世紀阿波羅號項目,美國太空總署(NASA)開發了「統一 S 波段 」(USB,不是我們熟悉的 USB)進行通訊。早期的低軌道任務對於聲音、遠距離測量、追蹤數據不同的任務使用不同的無線電頻道分擔。

當時的射電望遠鏡不夠強大傳輸來自月球的影片信號。當時最大、最敏感的帕克斯(Parkes)射電望遠鏡,只能向人們傳來模糊、低分辨率的登月畫面。

不久的將來,當人們再次登月甚至登陸火星的時候,當然需要看到高清晰度的現場畫面。而目前,就連最高級的無線電網絡都辦不到。

近期一份新研究另闢蹊徑,考慮使用可見光作為傳播信息的載體。

可見光波長比無線電波短,可以承載更多的數據,但同時光波具有易散、保真傳輸的距離不及無線電波等缺點。

為此,研究人員提議附加一道參考信號,一起通過一個非線性光學纖維,產生第三道閒置信號波。最後把三道光波信號放大後發送出去。因為閒置波的內容取決於其它兩道波的信號,所以它可用於重構原始信號。研究稱,在實驗階段這種技術達到了每秒 10Gb 的傳輸速率,是目前太空通訊技術帶寬的十倍以上。◇