Az űrlézeres kommunikáció a lézereket használja információhordozóként. A hagyományos mikrohullámú kommunikációhoz képest jelentős előnyöket kínál, beleértve a nagy sávszélességet, a nagy sebességet, a nagy iránypontosságot, az erős biztonságot és a könnyű berendezést. A mélyűrben, több százezer kilométeres távolságon keresztül azonban a lézeres kommunikációnak hosszú ideje három nagy technikai kihívással kell szembenéznie, amelyeket gyakran "három hegynek" neveznek: rendkívüli nehézségek a sugár pontos beállításában, erős jelgyengülés és az átviteli sebesség növelésének nehézsége.
A Kínai Tudományos Akadémia Űralkalmazás-mérnöki és Technológiai Központja vezetésével, valamint a Zhejiang Lab-ral, a Yunnan Obszervatóriumokkal és a Sanghaji Mikrorendszer- és Információtechnológiai Intézettel együttműködve a kutatócsoport öt évet töltött e három fő akadály leküzdésével.
Először is az "igazítási kihívás" megoldása. Föld-A Hold kommunikációját gyakran hasonlítják a "tű befűzéséhez 400 000 kilométeres távolságból". Még a mikroszkopikus szögeltérés is az adó végén több kilométeres pozícióhibát eredményezhet a cél elérésekor. Ennek megoldására a csapat megújított egy kétirányú adatgyűjtési és nyomkövetési megoldást, amelyet ultra-nagy távolságokra és rendkívül gyenge jelekre terveztek. A műholdpályák, a teleszkóp beépítési és deformációs hibák, a légköri fénytörés és a lézerrepülési idő átfogó kiszámításával és kalibrálásával biztosították, hogy a műhold és a földi teleszkóp mozgás közben is nagy pontosságú
Másodszor, a "gyenge jel" problémájának leküzdése. 400 000 kilométer megtétele után a földet érő lézerjel néhány fotonra csökken, és nagyon érzékeny a háttérzaj, például a holdfény, a csillagfény és a városi fény által okozott interferenciára. Ennek az extrém kihívásnak a megbirkózása érdekében a csapat önállóan kifejlesztett, nagy-sebességű szupravezető egy-fotonészlelési technológiára, valamint összetett, nagy{6}}érzékenységű kommunikációs jelfeldolgozó algoritmusokra támaszkodott. Ez lehetővé tette számukra, hogy sikeresen kinyerhessék az érvényes jelet a hatalmas mennyiségű zajból,{8}} ami egyenértékű azzal, mintha pontosan hallották volna a tűleesést egy nyüzsgő, zajos városban több ezer mérföldről.
Végül a "lassú kommunikáció" akadályának áttörése. A rendkívül alacsony jel{1}}/-zaj arány melletti magas adatsebesség elérése érdekében a csapat nagy-sávszélességű, rendkívül hatékony kommunikációs feldolgozási technológiát fejlesztett ki, amely képes pikoszekundumos-szintű időfelismerésre. Nagy-rendű impulzushelyzet-modulációt és rendkívül megbízható jelfeldolgozási sémákat alkalmaztak, amelyeket erős hibajavító{7}}kódolási stratégiákkal egészítettek ki a zaj elleni küzdelem érdekében. Ez a teszt kezdetben 1,25 Mbps (megabit/s) felfelé irányuló kapcsolati sebességet és 100 Mbps lefelé irányuló kapcsolati sebességet ért el. Például egy 8K-s nagy{13}}felbontású holdfelszíni kép letöltése körülbelül 4-5 percet vett igénybe hagyományos 5 Mb/s-os mikrohullámú kapcsolat használatával. Az új, 100 Mbps{19}}osztályú lézeres kommunikációval az átviteli idő drasztikusan, mindössze 12 másodpercre csökkent, ami közel 20-szoros hatékonyságnövekedést jelent.
Jelenleg ez az "információs szupersztráda" a Föld és a Hold között teljesen kiépült. Ahogy a globális Hold-kutatás és a személyzettel végzett Holdraszállási küldetések felgyorsulnak, a ciszlunáris űr „adatrobbanás”-nak számít. Ez az újonnan létrehozott kétirányú, nagysebességű lézerkapcsolat nemcsak stabil és nagy{4}}sebességű információátviteli módszert biztosít a jövőbeli küldetésekhez, támogatva a nagy-felbontású holdvideó és hatalmas mennyiségű tudományos adat valós idejű visszaküldését, hanem erőteljesen támogatja Kínát az eredeti űrtudományos alkalmazások elérésében és áttörésekben.
