激光助蒙娜丽莎飞向月球

■ 从卫星激光测距站射向月球卫星

■ 画面转换成152×200像素的图像

■ 技术修复传送中的瑕疵

　　最近，美国宇航局成功地试验了一种与太空目标进行通讯的全新方式：不像其他轨道器那样使用无线电波，而是采用来自地球的激光。

　　在试验中，世界名画里微笑着的蒙娜丽莎，从美国马里兰州的宇航局戈达德太空飞行中心下一代卫星激光测距站出发，搭载激光旅行约40万公里，最终到达正在绕月飞行的月球勘测轨道飞行器。一直以来，科学家们通过定期发送激光脉冲到该飞行器中的月球轨道激光高度计（LOLA）来跟踪其所在位置。而这次到来的激光脉冲，则首次同步完成了带来图像的额外任务。

　　科学家们设计了新的方法，借助激光将图中每个像素的不同亮度告诉人造卫星；而精确的计时则是这种激光图像传输方法的关键。

　　他们先将蒙娜丽莎的画面转换成152×200像素的黑白图像。每个像素的亮度可有4096个取值选择，比如说，最暗（也就是不亮）记为亮度1，次暗是亮度2，再是亮度3……

　　每个图像搭载一个激光脉冲来转送，不过这些脉冲不是时间间隔固定的连续脉冲流，而是时间间隔有变化的。研究人员把本来就非常短暂的激光脉冲周期（约300分之一秒）分割成4096个小单位，作为激光脉冲延迟的增量。信息延迟1个小单位就代表亮度1，也就是最暗；延迟2个小单位代表亮度2，也就是次暗,以此类推。通过这个方法，每个像素的不同亮度告知飞行中的月球轨道器。

　　轨道器中的LOLA接收这152×200个激光脉冲，记录每个脉冲从地球来到这里的精确时间（这是LOLA的强项），就能知道每个像素的亮度数据，一一拼接起来，就再现了蒙娜丽莎的笑容。值得称道的是，这项工作的进行并不会对LOLA的“本职工作”产生干扰。对月球海拔和地形的测绘，以及地面站对月球轨道器的跟踪都照样进行。

　　当然，激光图像传输并不是十分完美的，大气湍流等因素会对其有所干扰。典型的出错是像素亮度丢失（显示为白点，约占15%）和伪信号（显示为黑点，约占2%）。不过科学家们是有办法的。原来，以前在校正CD和DVD的类似问题时，通常采用里德-所罗门码来解决，这次也是借助它成功地修复了图像。

　　尽管这次传送的数据率不高，但仍展示了在传统的微波通讯之外提供一种全新激光通讯方式的可能性。 凌启渝

(来源:新民晚报)