位于西澳大利亚大学的“TeraNet”项目，是一个专注于高速空间通信的光学地基网络，近期它已成功接收来自低地球轨道德国卫星的激光信号。这项技术突破预示着未来太空与地球之间的通信带宽有望提升1000倍。
TeraNet携手OSIRISv1开展的激光通信试验，标志着西澳洲向使用高速激光技术取代传统无线电系统迈出了关键一步。在澳大利亚政府的支持下，这一网络致力于支持多项任务并增强跨部门数据传输能力。
突破性激光通信测试
由国际射电天文学研究中心（ICRAR）西澳大学节点的Sascha Schediwy副教授领衔的TeraNet团队，成功捕获了源自OSIRISv1的激光信号。OSIRISv1是德国航空航天中心（DLR）通信与导航研究所的一个激光通信有效载荷，安装在斯图加特大学的Flying Laptop卫星上。这些信号是在上周四卫星过境时，由两个TeraNet光学地基探测到的。
“这次演示活动对于在西澳大利亚建设下一代空间通信网是至关重要的第一步。接下来的计划是将该网络与正在澳大利亚国内外开发的其他光学地基相连接。”Schediwy副教授表示。
激光相对于无线电在空间通信中的优势
与传统的无线通信方式相比，TeraNet地基站采用激光技术在太空卫星和地面用户之间传输数据。由于激光工作频率远高于无线电，因此数据传输速率可达每秒1000千兆比特。
自70年前首颗人造卫星Sputnik 1发射升空以来，无线电技术便一直被用于空间通信。随着太空卫星数量的增长，每颗新卫星都能生成更多数据，当前将数据传回地球的过程中存在一个显著的瓶颈。
克服激光通信中的天气挑战
尽管激光通信非常适合解决这一问题，但其劣势在于激光路径可能会被云层和雨水阻挡。为此，TeraNet团队正通过在西澳大利亚州建立由三个地基站组成的网络来减轻这种影响，确保在一个站点天气不佳的情况下，卫星能够向另一个晴朗的站点下载数据。
此外，两个接收卫星激光信号的TeraNet地基站中的一个，安装在一辆定制的吉普车后部。这意味着它能快速被部署到需要超高速空间通信的地区，如因自然灾害而传统通信中断的边远社区。
对地球和空间运行的影响
从太空传来的高速激光通信将彻底改变地球观测卫星的数据传输方式，显著增强并保护军事通信网络，同时支持自主采矿作业等行业的安全远程操作以及国家灾害规划和响应。
2023年，ICRAR的TeraNet团队获得了澳大利亚政府、西澳大利亚政府和西澳大学的资助，这是澳大利亚航天局月球到火星演示任务资助计划的一部分。这个耗资630万美元的项目支持在西澳建设三个TeraNet光学地基站，德国航空航天中心（DLR）为其配备的在轨卫星提供实物接入。
TeraNet的扩展网络和未来目标
TeraNet将为多个运行于低地球轨道及至月球间的国际太空任务提供支持，采用经验证实的传统光通讯标准以及更先进的光技术，包括深空通信、超高速相干通信、量子安全通信以及光学定位和计时等。
网络包含位于西澳大学的一处地基站、位于珀斯以北300公里Mingenew Space Precinct的另一处地基站，以及在欧洲航天局New Norcia设施调试中的移动地基站。