一个中国团队刚刚在地球同步轨道(GEO)上用“一支亮度不超过蜡烛”的激光,成功以每秒一吉比特(Gbps)的速度传输数据——约为星链(Starlink)通常速度的五倍——证明了低功率光链路不仅能在速度上超越当今全球最大的低轨(LEO)卫星星座,在高度上亦如此。头条背后的故事,则是一场关于自适应光学技术魔法(全新AO‑MDR协同方法)、中国推进巨型星座计划,以及太空安全竞赛升级的更深层解读。下文是一份全面、富含来源的说明,详细剖析了这项演示的原理,专家为何对其意义看法不一,以及接下来会发生什么。
1. 中国具体做了什么?
- 在2025年6月17日,由吴健教授(北京邮电大学)和刘超博士(中国科学院)带领的研究团队,从距离地球36,705公里的匿名GEO卫星,使用一束“如夜灯般昏暗”的2瓦激光完成了1Gbps数据下行。 [1] [2]
- 这一成就依赖于自适应光学+模式多样性接收(“AO‑MDR”),即便在强烈湍流环境下,也能将可用信号概率从72%提升至91%。 [3]
- 《新闻周刊》首次将该卫星形容为“开创性”并“比埃隆·马斯克的星链快五倍”。 [4]
吴健: AO‑MDR方法“突破性地使蜡烛级别功率的激光也能以吉比特速率穿越大气湍流”。 [5]
2. AO‑MDR是如何工作的?
光学步骤 | 主要过程 | 意义 |
---|---|---|
自适应光学(AO) | 在1.8米口径望远镜上的357块微镜实时重塑畸变波前。 | 抵消绝大部分大气模糊。 [6] |
模式多样性接收(MDR) | 激光光被分成8个空间模式;每毫秒软件自动挑选出最干净的3个通道。 | 回收原本因散射损失的能量。 [7] |
最佳路径算法 | 选择最优模式,以保证在仅2瓦功率下低比特错误率。 | 实现高速度与极低功耗兼得。 [8] |
简言之,AO让激光束对准更锐利,而MDR则回收了过去因大气湍流而浪费的能量——两者结合,使仅靠手电筒级别功率就能实现GEO级别带宽。
3. 星链对比:是类比苹果和橙子,还是手榴弹?
- 常见星链用户下行速率100–300Mbps(峰值约600Mbps),来自550公里高度的卫星。 [9]
- 中国GEO演示突破1Gbps——约5倍于星链,即使信号路径长60倍。 [10]
- SpaceX目前星链星间激光链路已达100Gbps,中国初创企业报告过400Gbps星间测试,所以亮点在于GEO的每比特功耗优势,而非速度极限,IEEE Spectrum的 Andrew Jones 这样认为。 [11]
4. 为什么速度不是全部
4.1 军民两用影响
中国军事期刊将光学链路视为实现低被截获概率通信的路径,同时也是发展定向能武器的技术跳板。 [12] [13]
美太空军 Chance Saltzman 将军: 中国人民解放军已部署激光,可“干扰、削弱甚至损坏卫星传感器”,并有望很快“将功率提升至足以物理性破坏卫星结构”的水平。 [14]
4.2 星座博弈
路透社指出,中国计划在乾帆(SpaceSail)和国网等项目中部署43,000颗LEO卫星,旨在“占据尽可能多的轨道资源”,并在全球南方挑战星链网络覆盖。 [15]
4.3 商业格局冲击
分析人士指出,吉比特级GEO馈线链路或可让GEO运营商与小型区域LEO缓存结合,用每用户资本开支(capex)打破超级星座垄断。 [16]
5. 专家观点
专家 | 观点 | 来源 |
---|---|---|
吴健(北邮) | AO-MDR“突破性”。 | [17] |
Andrew Jones(IEEE Spectrum) | 带宽提升“渐进,而非革命性”;5微弧度级超高指向精度才是真正突破。 | [18] |
Saltzman将军(美太空军) | 中国定向能武器或很快可物理摧毁卫星。 | [19] |
Chaitanya Giri(ORF) | 中国目标是“抢占尽可能多轨道资源”。 | [20] |
每日银河编辑部 | 演示“粉碎星链”——有专家认为该说法夸张。 | [21] |
6. 局限与理性质疑
- 单星演示 —— 尚无连续数月的稳定吞吐率验证。 [22]
- 大气窗口 —— 云层依然会阻断光束;中国团队选择了丽江的晴空环境。 [23]
- 终端成本 —— 1.8米望远镜难以成为“用户天线”,小型化尚待解决。 [24]
- 安全考量 —— 2瓦通信激光与20千瓦武器不同,但功率级联技术属公开研究。 [25]
7. 下一步会发生什么?
- 功率级联实验:中国实验室已在发表千瓦级太空激光新方案。 [26]
- 星链加固:未来卫星将引入镜面传感器罩与自主规避机动脚本。 [27]
- 联合国规范推动:联合国空间威胁开放式工作组有望重审可逆性激光干扰与毁灭性攻击的法律界限。 [28]
- 商用试点:西方GEO卫星运营商两年内有望采用同一AO-MDR方案,实现低功率光学下行链路。 [29]
8. 结论
中国这项2瓦激光演示并没有“摧毁”星链,但确实展示了只需巧妙光学设计,即可将地球同步轨道上微弱光子转为吉比特级数据流——这一曾被视为不现实的成就。在太空带宽每一次升级都能引发军事反响的时代,这既是电信领域的里程碑,也是战略预警。未来互联网究竟是由成千上万LEO卫星构成,还是由少数高精度GEO激光主导,将取决于各方对这种“夜灯”突破的复制与监管速度。
参考资料(部分)
- Newsweek、《南华早报》(SCMP)、Interesting Engineering、《印度时报》(Times of India)、Economic Times、Business Today、Daily Galaxy、Samaa TV、Mezha Media、路透社(Reuters)、Defense One、美中经济安全审查委员会听证会(U.S.–China Commission testimony)、SpaceNews、《太阳报》(The Sun)、TS2 Tech。
References
1. www.scmp.com, 2. interestingengineering.com, 3. interestingengineering.com, 4. www.newsweek.com, 5. ts2.tech, 6. interestingengineering.com, 7. interestingengineering.com, 8. interestingengineering.com, 9. ts2.tech, 10. timesofindia.indiatimes.com, 11. ts2.tech, 12. www.defenseone.com, 13. www.uscc.gov, 14. www.uscc.gov, 15. www.reuters.com, 16. ts2.tech, 17. ts2.tech, 18. ts2.tech, 19. www.uscc.gov, 20. www.reuters.com, 21. dailygalaxy.com, 22. samaa.tv, 23. interestingengineering.com, 24. mezha.media, 25. m.economictimes.com, 26. www.defenseone.com, 27. www.twz.com, 28. spacenews.com, 29. ts2.tech