Avaruuslaserviestintä käyttää lasereita tiedonvälittäjänä. Perinteiseen mikroaaltoviestintään verrattuna se tarjoaa merkittäviä etuja, kuten suuren kaistanleveyden, nopean nopeuden, suuren suuntatarkkuuden, vahvan suojauksen ja kevyen laitteiston. Kuitenkin satojen tuhansien kilometrien syvän avaruuden etäisyyksillä laserviestintä on jo pitkään kohdannut kolme suurta teknistä haastetta, joita usein kutsutaan "kolmeksi vuoreksi": äärimmäiset vaikeudet tarkan säteen kohdistuksessa, voimakas signaalin vaimennus ja vaikeudet lisätä lähetysnopeuksia.
Kiinan tiedeakatemian avaruussovellusten suunnittelu- ja teknologiakeskuksen johtamana ja yhteistyössä Zhejiangin laboratorion, Yunnanin observatorioiden ja Shanghain mikrosysteemi- ja tietotekniikan instituutin kanssa tutkimusryhmä käytti viisi vuotta näiden kolmen suuren esteen voittamiseksi.
Ensinnäkin "kohdistushaasteen" ratkaiseminen. Maa-Kuuviestintää verrataan usein "neulan pujottamiseen 400 000 kilometrin etäisyydellä". Jopa mikroskooppinen kulmapoikkeama lähetyspäässä voi aiheuttaa useiden kilometrien sijaintivirheen kohteen saavuttaessa. Tämän ratkaisemiseksi tiimi innovoi kaksisuuntaisen-hankinta- ja seurantaratkaisun, joka on suunniteltu erittäin-pitkille etäisyyksille ja erittäin heikkoille signaaleille. Laskemalla ja kalibroimalla kattavasti satelliittien kiertoradat, kaukoputken asennus- ja muodonmuutosvirheet, ilmakehän taittuminen ja laserin -lentoaika-, he varmistivat, että satelliitti ja maateleskooppi säilyttivät korkean{11}}tarkkuuden liikkeessä.
Toiseksi "heikon signaalin" ongelman ratkaiseminen. 400 000 kilometrin matkan jälkeen maahan saapuva lasersignaali vähenee muutamaan fotoniin ja on erittäin herkkä taustamelulle, kuten kuutamolle, tähtien valolle ja kaupungin valoille. Vastatakseen tähän äärimmäiseen haasteeseen tiimi luotti itsenäisesti kehitettyyn nopeaan-suprajohtavaan yhden-fotonin tunnistustekniikkaan ja monimutkaisiin, erittäin herkkiin viestintäsignaalinkäsittelyalgoritmeihin. Tämän ansiosta he pystyivät poimimaan pätevän signaalin valtavista melumääristä-, mikä vastaa tarkasti neulan putoamisen kuulemista vilkkaassa, meluisassa kaupungissa tuhansien kilometrien päästä.
Lopuksi murtaa "hidas viestinnän" este. Saavuttaakseen korkeita tiedonsiirtonopeuksia erittäin alhaisissa signaali---kohinasuhteissa, tiimi kehitti suuren-kaistanleveyden, erittäin tehokkaan viestinnän käsittelyteknologian, joka pystyy pikosekunti-tason aikatunnistukseen. He ottivat käyttöön korkean -kertaluvun pulssipaikan modulaation ja erittäin luotettavia signaalinkäsittelymenetelmiä, joita täydennettiin voimakkailla virheen{7}}korjauskoodausstrategioilla kohinaa vastaan. Tällä testillä saavutettiin alun perin nousevan siirtotien nopeus 1,25 Mbps (megabittiä sekunnissa) ja laskevan siirtotien nopeus 100 Mbps. Esimerkiksi 8K korkean{13}}tarkkuuden kuun pintakuvan lataaminen kesti noin 4–5 minuuttia perinteisellä 5 Mbps:n mikroaaltolinkillä. Uuden 100 Mbps{19}}luokan laserviestinnän ansiosta lähetysaika lyheni rajusti, vain 12 sekuntiin, mikä lisää tehokkuutta lähes 20-kertaisesti.
Tällä hetkellä tämä "tiedon supervaltatie" Maan ja Kuun välillä on täysin vakiintunut. Kun maailmanlaajuinen kuun tutkimus ja miehistölliset laskeutumistehtävät kiihtyvät, ciskuun avaruus on kokemassa "dataräjähdyksen". Tämä äskettäin perustettu kaksisuuntainen-nopea{3}}laserlinkki ei ainoastaan tarjoa vakaata ja nopeaa-uusia tiedonsiirtomenetelmää tulevia tehtäviä varten, ja se tukee korkean-tarkkuuden kuuvideon ja valtavien määrien tieteellistä dataa reaaliaikaisesti, vaan tukee myös voimakkaasti Kiinaa alkuperäisten avaruustieteen sovellusten saavuttamisessa.
