本文來源：【美國太空總署的「心靈」飛船傳遞深空光+月球之外首次資訊】，新華網，2021年11月23日。
美國太空總署的「心靈」飛船上的一項深空實驗首次透過激光從月球之外的深空傳遞了一條資訊，這一成就可能徹底改變飛船之間的通訊方式。
這款名為深空光學通訊（DSOC）的光學通訊技術，在距離地球約1600萬公裏（1000萬英裏）的位置發送攜帶測試數據的近紅外激光，這個距離是月球到地球距離的40倍之多。這項有史以來最遠的光學通訊示範，將激光從太空傳輸到加州帕洛瑪天文台的哈雷望遠鏡。
DSOC作為心靈任務的兩年技術示範，已經實作了「第一束光」，根據美國太空總署噴射推進實驗室（JPL）的管理資訊，這是一個極其精確的技術演示，利用激光轉發器將激光對準了JPL位於塔山天文台的強大上行激光信標，然後DSOC的激光對準了相隔130公裏（100英裏）的加州理工學院觀測站。
「實作第一束光是未來幾個月內眾多DSOC關鍵裏程碑之一，為更高數據傳輸率的通訊鋪平了道路，以發送科學資訊、高畫質影像和影片流，這將支持人類下一個巨大飛躍：將人類送上火星。」美國太空總署總部技術演示主任特魯迪·科爾特在一份聲明中說。
光學通訊以前被用於地球軌域發送訊息，但尚未有激光束的傳輸距離如此之遠。激光束中的光子沿著相同的方向、相同的波長移動。激光通訊可以透過將數據打包到這些光波的振蕩中，編碼攜帶著資訊的光訊號，並透過紅外（對人類來說是看不見的）發送光束把數據傳遞到接收器。
通常，美國太空總署使用無線電波與遠離月球的任務進行通訊，兩者都使用電磁波傳輸數據，而激光束的一個優勢在於可以將更多數據打包到更緊密的波中。根據美國太空總署的數據顯示，DSOC技術示範旨在實作傳輸速率比當前頂級無線電通訊系統高10-100倍。
傳輸更多數據將使未來的任務攜帶更高分辨率的科學儀器，同時也可以更快地進行潛在的深空任務通訊，例如從火星表面進行影片直播。
「光學通訊對於科學家和研究人員來說是福音，他們總是希望從太空任務中獲得更多收獲，這將推動人類深空探索。」 美國太空總署空間通訊與導航計劃中高級通訊和導航技術部主任傑森·米曹博士說。「更多數據意味著更多發現。」
然而，還有一些挑戰需要先驗證。光學通訊的傳輸距離越遠，就越困難，因為它需要精確地指向激光束。另外，光子訊號會變得更加微弱，需要更長的時間才能到達目的地，最終在通訊中建立時滯時間。
在11月14日的測試中，光子在太空到地球的傳播時間約為50秒。到達最遠距離時，光子需要大約20分鐘才能傳回，這段時間足夠長，地球和飛船都會進行移動，因此兩者上的激光需要調整到這種位置變化。
到目前為止，這項創紀錄的技術演示非常成功。「測試是第一次充分融合了地面器材和飛行轉發器，需要DSOC和心靈操作團隊緊密合作。」JPL的DSOC操作主管米拉·斯裏尼瓦桑說。「這是一個巨大的挑戰，我們還有很多工作要做，但是我們短時間內能夠傳輸、接收和解碼一些數據。」
或者，正如JPL的DSOC專案技術人員阿比·比斯瓦斯所說：「我們能夠和深空交換‘光的位元’。」 遠距離深空的光的位元交換可能是我們在太空探索中未來交流的一場遊戲改變者。
