国际空间站站长克里斯・哈德菲尔德也许会让你对形象刻板的宇航员刮目相看――他经常在互联网上发布一些有趣的太空生活视频和照片。尽管他已于今年五月份返回地球，但他返回前，以地球和太空为背景，在空间站零重力的奇妙环境下，演绎的太空站版MV《太空怪人》却吸引粉丝无数。随着人类未来太空活动的更加频繁，在不久的将来，现有的微波通讯方式将不能满足需求。那时，大量的数据将依靠什么技术从空间站、月球甚至火星传回到地球呢？

激光将使卫星通讯赶上高速光纤

事实上，国际空间站的航天员非常喜欢与地面建立实时连接，因为这是他们枯燥的太空生活中的一大调剂。而由于工作需要，空间站的航天员也需要经常和地面建立联系，例如，召开视频会议、浏览网页和传输任务数据。

目前，国际空间站的互联网带宽为300MB，是多数家庭网络带宽的10倍以上，虽然能适用于当前的需要，但随着未来人类太空活动的增加，当前的网络带宽将不适应需求。

美国宇航局正在开发新型激光太空通信系统，以此来实现“太空―地球”远距、大数据通信。这种技术能将卫星通信的速率提高到相当于地球上高速光纤网络的水平。这一套系统的主要部件包括激光器、望远镜、光学系统、探测器组合以及信号处理线路。一旦开始工作，在一个万向架的支承下，望远镜或平面反射镜、中继光学组件、光学跟踪系统以及信号探测组件与激光器和二色分光镜结合起来构成接收和发射系统，可同时发射和接收激光，随之实现信号跟踪和信号输出。

美国宇航局计划在未来十年对用来实现太空通讯的数据中继卫星系统（TDRSS）进行更新升级。作为多颗中继卫星发送数据至地球的集线中心，第一代TDRSS建立于20世纪80年代末至90年代初，2013年初已发射第三代TDRSS的第一部分。未来，太空旅游和太空旅馆将带来更多的太空游客，在太空登陆互联网将是他们太空生活的重要一部分，激光通讯和TDRSS系统将是理想的太空――地球互联网实现方法。通过这些技术在太空生活的人们，将可以与地球上的家人、朋友进行高清晰视频聊天，互发微博等。

激光通讯设备可减轻空间站负载

使用激光太空通信系统的优势在于它拥有更高的数据传输速率，而这种速率是之前使用的微波通信系统所达不到的。同时，由于通信光束严格聚焦，激光太空通信系统的抗干扰和防窃听能力非常强，而这种高度准直的光束完全可以实现远距离通信。另外，激光波长比微波短，因而可以借助较小的发射望远镜产生严格聚焦的光束，与相同性能的射频系统所需的微波天线相比，这种发射望远镜要小整整一个量级。对于在空间站上控制通信系统的人来说，这意味着工作大大简化，同时，空间站的重量和负载空间都因激光太空通信系统拥有更小的信号传送器而大大节省。

但是，太空的环境对于实现激光通讯所需的光学系统来说非常严酷。首先光学系统必须足够牢固，才能经受航天器发射时的冲击和振动。一旦进入轨道，起飞加速器产生的气体、航天器的润滑剂和密封垫的排气，都有可能污染光学系统，从而影响激光通讯。不过，采用密封光学系统和万向架支承的望远镜可以解决这个问题，这种望远镜有抗污染的屏障窗口，因此污染物只会沉淀在外窗上，不会对内部结构有影响。