日本国立研究开发法人宇宙航空研究开发机构（JAXA）及其光卫星间通信系统“LUCAS”的光通信设备主要承包商NEC于1月23日宣布，利用“LUCAS”成功地在先进雷达卫星“大地4号”（ALOS-4）与距离约4万公里的地球同步轨道上的光数据中继卫星之间，实现了全球最快的卫星间光通信（通信波长1.5μm波段，通信速度1.8Gbps），并首次通过地球同步卫星将观测数据传输到了地面站。
图1：“LUCAS”传输的“ALOS-4”观测图像。这个图像是在初始校准和验证运行期间获取的。通过“LUCAS”一次性下行传输条带状观测数据，使得原本需要多个轨道周期才能直接传输至地面站的大量数据得以即时获取。（图中展示了部分观测范围的放大区域，包括北冰洋海冰等，采用了伪彩色图像处理）。（供图：©JAXA）
2024年10月，JAXA和NEC成功在搭载“LUCAS”地球观测卫星光通信终端 (OLLCT) 的“ALOS-4” 与搭载静止卫星光通信终端 (OGLCT) 的“光学数据中继卫星”之间实现了卫星间光学通信，并持续推进了技术验证工作。
在此基础上，研究团队最终成功利用光通信链路传输了“ALOS-4”的观测数据。这一突破使得在没有可利用的地面站进行通信的区域，也能通过“LUCAS”实现大容量观测数据的即时下行传输，而传统地面站直连方式在这些情况下难以完成同样的数据传输。
上图中的影像为通过“LUCAS”首次下行传输的数据。该影像展示了“ALOS-4”在30分钟内沿北极至欧洲、非洲大陆的观测数据。
相比于传统地面站传输方式需要分次进行数据传输，利用“LUCAS”则能一次性获取广域观测数据，大幅提升数据传输效率。
光通信相较于无线电通信具有极宽的频带（1.5μm波长下约5THz），可传输比无线电更多的信息。此外，由于光通信采用极窄的光束传输，几乎不会受到干扰或窃听。因此，在未来的太空高速大容量通信发展中，光通信技术将发挥不可或缺的作用。
在“LUCAS”系统下，光通信数据中继技术使得数据传输速率达到上代无线电数据中继卫星“KODAMA”（DRTS）传输速度 240Mbps 的 7.5 倍，实现了超大容量数据传输能力的飞跃。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
