1969年7月20日,尼尔·阿姆斯特朗成为第一个踏上月球表面的人。他在月球上迈出第一步时说出了那句经典的话:
“这是个人的一小步,却是人类的一大步。”
这一场景通过实时电视信号传回地球,全球约6亿观众观看了这一历史性时刻。
由于技术限制,画面是黑白的,分辨率较低,但这并未削弱直播的历史意义。时至今日,随着技术的进步,下一次登月时能否进行高清直播?
传统深空通信方式主要依赖于无线电波和大型天线阵列,这种技术的特点是,要想信号好,天线不能短,NASA使用的深空通讯网络已经用到了直径70米的天线,其质量已达到了7000吨,伺服机构也非常庞大,运作起来也非常麻烦。
现在已经用天线组阵技术取代了单口径天线,通过组合多个天线来提高等效直径和增益,效果差不多。
这种使用无线电波进行通讯的传统方式,在距离较远的太空环境中,受到信号衰减、带宽较低、环境干扰等多种因素的影响,传输质量很低,当时阿波罗登月进行电视直播时,只有10帧/秒。
那么,未来为了获得更高质量的电视直播,必然需要新一代的技术来支撑。
2021年12月,NASA的一个实验项目激光通信中继演示(LCRD)进行了验证,LCRD搭乘“空间测试计划卫星6号(STPSat-6)”由“阿特拉斯V型火箭”送入地球同步轨道,LCRD配备了两套独立的激光通信终端,激光终端使用波长在1550纳米的近红外光波,这种波长兼具高传输效率和相对较低的大气吸收率,地面上有两大激光地面站,分别是加利福尼亚州“Table Mountain”站、夏威夷毛纳罗亚天文台站。
这次进行的激光通信中继演示项目,其每秒1.2千兆比特(Gbps)的传输速率,比传统无线电通信技术快10到100倍,并且同时具有更低功耗、抗干扰能力强的特点。这次项目的成功,验证了激光通信的可行性和高效性,它将有可能成为构建月球和火星任务网络的重要基石,为月球基地和火星探测器提供实时通信支持。
值得一提的是,相关的技术验证中国也做过,中国不仅成功实现了天地激光通信验证,还成功实现了星间激光通信验证,即在轨卫星之间的激光通信。中国的北斗卫星和地面站之间也使用激光信号传输。
所以,在未来进行登月时,大家就有可能观看实况高清登月直播,届时将吸引全球民众观看,这一壮举将成为全人类的共同记忆。
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