В обсерваторията „Лидзян“ в Югозападен Китай лазерен сигнал е получен от спътник, позициониран на 36 000 километра над Земята. Той не пристигна като чист, постоянен лъч. Атмосферата вече започва да разсейва и деформира светлината много преди тя да достигне земята. Това, което изследователите са възстановили от този изкривен сигнал, е 1Gbps връзка за данни, предадена само с 2 вата мощност.

Скоростта на предаване е била приблизително пет пъти по-бърза от скоростите, обикновено цитирани за услугата Starlink на SpaceX, въпреки че двете системи са построени за различни цели. Starlink работи от ниска околоземна орбита, на няколкостотин километра височина, използвайки радиоантени за обслужване на отделни домове. Китайският тест е извършен от геостационарна орбита, повече от 60 пъти по-висока, и е разчитал на специализирана наземна станция с 1.8-метров телескоп.

Демонстрацията беше възможна благодарение на наземна система, проектирана не да се бори с атмосферата, а да работи с останките, които тя създава. Когато лазерният лъч преминава през движещи се слоеве въздух, светлината се разсейва. Това, което започва като фокусиран сигнал, се превръща в слабо, размито петно, разпростряно на стотици метри, докато докосне земята.

По-ранни методи се опитваха да решат атмосферното изкривяване по два начина. Адаптивната оптика изостря изкривения вълнов фронт с подвижни огледала. Приемът с разнообразие от режими събира разпръснати фрагменти от сигнала и се опитва да ги сглоби отново. Нито един от подходите не работи добре самостоятелно, когато турбуленцията е силна.

Изследователският екип, ръководен от Ву Джиан от Пекинския университет по пощи и телекомуникации и Лиу Чао от Китайската академия на науките, е комбинирал двете стратегии. Тяхната наземна система в „Лидзян“ използва корекционен етап с 357 микроогледала, които се настройват в реално време, за да почистят входящата светлина. След това сигналът преминава през многоплоскостен светлинен преобразувател, който го разделя на осем отделни канала. Процесор идентифицира трите най-силни канала и комбинира само тези за декодиране.

Този подход приема, че атмосферата ще повреди лъча. Вместо да се опитва да възстанови сигнала до перфектна форма, системата просто намери частите, които оцеляха, и ги съедини. Делът на използваемия сигнал се увеличи от 72% на 91.1% според резултатите, публикувани в китайското списание Acta Optica Sinica.

Контрастът със Starlink привлече вниманието, но двете системи не са директни конкуренти. Сателитите Starlink обикалят в орбита на около 550 километра и комуникират с потребителски терминали, използвайки радиочестоти. Тяхната задача е да обслужват милиони потребители едновременно в движещо се съзвездие.

За сравнение китайският тест беше демонстрация от точка до точка от фиксирана орбитална позиция. 2-ватовият лазерен предавател консумира приблизително толкова енергия, колкото малка LED крушка. От разстояние от 36 000 километра осигуряването на гигабитова връзка в секунда с тази малка мощност представлява значим инженерен крайъгълен камък.

Един обективен компромис е наземното оборудване. Инсталацията в Лидзян не е домашен широколентов терминал. Това е специализиран приемник, изграден около голям телескоп и стая, пълна с хардуер за обработка на сигнали. Този вид инфраструктура е най-подходяща за ролята на опорна мрежа, където няколко наземни станции събират голям обем данни от орбита и ги подават към наземни оптични мрежи.

На практика съобщената скорост се равнява на това да изпратите филм с висока разделителна способност от Шанхай до Лос Анджелис за по-малко от пет секунди. Дали тази цифра е валидна при различни метеорологични условия или различни атмосферни състояния, остава открит въпрос. Тестът представлява единична успешна демонстрация, а не оперативна услуга.

Обсерваторията „Лидзян“ се намира в провинция Юнан, регион, където високопланинските обекти предлагат по-ясни атмосферни условия за оптична астрономия и комуникационни тестове. Самото местоположение показва стратегически интерес към наземни станции, които могат да работят със скромни енергийни изисквания и ограничено инфраструктурно покритие.

Снимка: Unsplash/Don Clarke/Lyu, P., Zhao, K., & Zhao, H. (2025)

Виж още: Oткриха огромен океан, приклещен на 700 км дълбочина под земната повърхност