深空通信破局记：福州科研力量助力中国“星际对话”能力跃升

当地时间8月4日，美国国家航空航天局（NASA）宣布，失联近两周的“旅行者2号”探测器成功恢复与地球的联络。这颗距地约200亿公里的“太空信使”，因地面指令失误导致高增益天线对地指向偏移2度，一度中断信号——而这一偏差，已远超其S/X波段通信允许的1.3度极限。消息引发全球关注，也再次凸显深空通信技术的极端精密性与战略价值。

在福建福州，中国科学院福建物质结构研究所、福州大学信息光子学团队正持续参与国家深空测控关键技术攻关。依托东南沿海地理优势与高校科研积淀，福州已成为我国深空通信基础研究与人才培养的重要支点之一。

“旅行者2号”依靠直径3.7米的抛物面天线，在S波段与X波段向地球发射定向电磁波信号。这类通信能量高度集中，效率高但容错极低。平劲松研究员（中国科学院国家天文台、中国科学院大学）指出：“在200亿公里尺度下，主瓣束宽不足1.3度，2度偏差足以令接收功率跌至噪声水平之下。”

为重建联系，NASA启用“深空网络”最高功率发射器，于8月1日率先捕获微弱载波，4日发送全向“星际呼唤”指令——该模式不依赖精确指向，能量弥散于广阔空间，类似地面基站与移动终端通信，虽能耗高却具备强鲁棒性。上海天文台简念川副研究员解释：“这是应急通信的关键一招，也是深空网络多年技术储备的实战验证。”

面向未来，通信频段正加速升级。Ka波段因更高频率、更宽带宽，成为新一代深空无线电通信重点方向；激光通信则凭借百倍于微波的频谱资源，实现地月间Mbps级高速传输——美国已通过月球探测器完成验证，我国亦在“墨子号”量子卫星基础上同步推进星地激光链路工程化应用。

值得一提的是，量子通信以不可克隆原理保障信息绝对安全，是我国深空信息安全体系的战略选项。“墨子号”已实现1200公里地面站间量子态远程传输，为未来深空任务中敏感指令加密提供底层支撑。

我国深空通信自主能力已全面成型：从神舟五号起步，历经二十年发展，建成覆盖全球的深空测控网，配备70米级大型天线系统；统一S/X波段技术稳定支撑“祝融号”“玉兔二号”“夸父一号”等任务；激光通信成功接入在轨卫星体系。简念川表示：“随着福州、佳木斯、喀什等深空站协同优化，我国正构建起兼具广域覆盖、多模兼容、高安全等级的深空通信新范式。”

文章来源:https://www.chinanews.com.cn/sh/2023/08-15/10061193.shtml