本文來源：《美國宇航局的“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。
美國宇航局的“心靈”飛船上的一項深空實驗首次通過雷射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信方式。
這款名為深空光學通信（DSOC）的光學通信技術，在距離地球約1600萬公裡（1000萬英裡）的位置發送攜帶測試資料的近紅外雷射，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信示範，将雷射從太空傳輸到加州帕洛瑪天文台的哈勒望遠鏡。
DSOC作為心靈任務的兩年技術示範，已經實作了“第一束光”，根據美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的管理資訊，這是一個極其精确的技術示範，利用雷射轉發器将雷射對準了JPL位于塔山天文台的強大上行雷射信标，然後DSOC的雷射對準了相隔130公裡（100英裡）的加州理工學院觀測站。
“實作第一束光是未來幾個月内衆多DSOC關鍵裡程碑之一，為更高資料傳輸率的通信鋪平了道路，以發送科學資訊、高清圖像和視訊流，這将支援人類下一個巨大飛躍：将人類送上火星。”美國宇航局總部技術示範主任特魯迪·科爾特在一份聲明中說。
光學通信以前被用于地球軌道發送消息，但尚未有雷射束的傳輸距離如此之遠。雷射束中的光子沿着相同的方向、相同的波長移動。雷射通信可以通過将資料打包到這些光波的振蕩中，編碼攜帶着資訊的光信号，并通過紅外（對人類來說是看不見的）發送光束把資料傳遞到接收器。
通常，美國宇航局使用無線電波與遠離月球的任務進行通信，兩者都使用電磁波傳輸資料，而雷射束的一個優勢在于可以将更多資料打包到更緊密的波中。根據美國宇航局的資料顯示，DSOC技術示範旨在實作傳輸速率比目前頂級無線電通信系統高10-100倍。
傳輸更多資料将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信，例如從火星表面進行視訊直播。
“光學通信對于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，這将推動人類深空探索。” 美國宇航局空間通信與導航計劃中進階通信和導航技術部主任傑森·米切爾博士說。“更多資料意味着更多發現。”
然而，還有一些挑戰需要先驗證。光學通信的傳輸距離越遠，就越困難，因為它需要精确地指向雷射束。另外，光子信号會變得更加微弱，需要更長的時間才能到達目的地，最終在通信中建立時滞時間。
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，是以兩者上的雷射需要調整到這種位置變化。
到目前為止，這項創紀錄的技術示範非常成功。「測試是第一次充分融合了地面裝置和飛行轉發器，需要DSOC和心靈操作團隊緊密合作。」JPL的DSOC操作主管米拉·斯裡尼瓦桑說。「這是一個巨大的挑戰，我們還有很多工作要做，但是我們短時間内能夠傳輸、接收和解碼一些資料。」
或者，正如JPL的DSOC項目技術人員阿比·比斯瓦斯所說：“我們能夠和深空交換‘光的比特’。” 遠距離深空的光的比特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。