2024年底，当有人驾驶的阿尔忒弥斯2号任务飞越月球时，我们将能够看到前所未有的月球视频——这一切都要归功于激光。
“猎户座”飞船将于2024年11月搭载“太空发射系统”火箭升空，搭载美国宇航局宇航员里德·怀斯曼、维克多·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫以及加拿大航天局的杰里米·汉森，进行大约10天的往返月球之旅。
此次历史性的月球之旅将搭载猎户座阿尔忒弥斯2号光通信系统，或称O2O——这使得阿尔忒弥斯2号成为首次展示激光通信技术的载人月球飞行。
该O2O系统将能够以每秒260兆比特的下行速率将月球表面的高分辨率图像和视频传回地球。这种高带宽与50年前阿波罗任务期间拍摄的颗粒状画面相去甚远，可以实现对月球的实时高清观测。
激光系统还将能够在猎户座飞船和地球上的任务控制中心之间发送和接收程序、飞行计划、语音信息和其他通信。
O2O项目经理史蒂夫·霍洛维茨在一份声明中表示:“通过向阿尔忒弥斯任务注入新的激光通信技术，我们让宇航员比以往任何时候都能获得更多的数据。”“数据速率越高，我们的仪器可以发送回地球的信息就越多，我们的月球探测器可以执行的科学研究也就越多。”
传统上，美国宇航局依靠无线电波与航天器通信并将数据返回地球。
位于世界各地的天线接收来自卫星的通信，这些卫星将携带数据的无线电频率传输给各种任务，比如返回科学数据或从任务控制中心发送命令。
激光以不可见光束的形式传播，一次传输就能传送数兆字节的数据。激光通信系统也更轻、更安全、更灵活，可以补充美国宇航局大多数任务使用的无线电波。
太空激光
这一切都始于2021年12月，当时NASA发射了激光通信中继演示(LCRD)，作为双向激光通信的首次测试，它进入了距离地球约22,000英里(35,406公里)的轨道。
这项持续两年的实验将揭示地球大气对激光信号的影响，同时NASA和其他机构和机构将测试其能力。
然后，在2022年5月发射了太字节红外发射卫星(TBIRD)。这颗纸巾盒大小的卫星提供每秒200千兆比特的数据下行链路，这是NASA迄今为止实现的最高光学速率。
TBIRD项目经理贝丝·科尔在一份声明中说:“在过去，我们设计仪器和航天器时，都是围绕着我们能从太空向地球传回多少数据的限制。”“有了光通信，我们就能带回大量的数据。这确实是一种改变游戏规则的能力。”
今年，美国宇航局将发射集成LCRD低地球轨道用户调制解调器和放大器终端，或ILLUMA-T，用于SpaceX向国际空间站的补给任务。
该终端将为空间站带来激光通信能力，从轨道实验室进行的数百次实验中收集数据，并以每秒1.2千兆比特的速度将其传输到LCRD。
传输速度如此之快，就像在一分钟内下载一部长片。然后，LCRD可以将数据传输到夏威夷或加利福尼亚的地面站。
位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的ILLUMA-T项目经理Chetan Sayal在一份声明中说:“ILLUMA-T和LCRD将共同努力，成为第一个演示低地球轨道到地球同步轨道到地面通信链路的激光系统。”
在“阿尔忒弥斯二号”期间，在近地轨道和月球与地球之间测试激光通信，可能会导致未来的技术能够在太空中跨越极端距离，比如为未来的载人火星任务做准备。有一天，宇航员可以从火星表面发回超高清视频。
美国宇航局总部负责空间通信和导航的副局长兼项目经理巴德里·尤尼斯在一份声明中说:“我们对激光通信在未来几年将提供的前景感到兴奋。”
“这些任务和演示开启了NASA新的十年之光，在此期间，NASA将与其他政府机构和商业部门合作，大幅扩展未来太空探索的通信能力，并实现充满活力和强劲的经济机会。”
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