2025年7月7日，欧洲航天局（ESA）取得了历史性的里程碑，首次与深空航天器建立了光通信链路。此次链路是与美国宇航局（NASA）搭载的“灵神星”（Psyche）探测器上的深空光通信（DSOC）实验建立的，该探测器目前距离地球1.8天文单位，约合2.65亿公里。
这是今年夏季计划建立的四条链路中的第一条。
这一成就标志着航天机构间长期相互支持历史的又一个里程碑，并展示了欧洲航天局和美国国家航空航天局在光通信领域互操作性的潜力，而在此之前，这种互操作性仅在射频系统中实现过。.
“首次成功演示利用欧洲地面站实现深空光通信，标志着我们在为深空航天器提供高速、类似地面的连接方面取得了真正的飞跃。这一共同成就，是我们与工业界和学术界的同事和合作伙伴、欧空局技术理事会以及美国宇航局喷气推进实验室共同努力的成果，凸显了国际合作的重要性，” 欧空局运营总监罗尔夫·登辛表示。
“这是一项了不起的成功。经过多年的技术进步、国际标准化努力以及创新工程解决方案的采用，我们已经为太阳系中的互联网奠定了基础，” 欧洲航天局地面系统工程与创新主管玛丽埃拉·斯帕达说道。
传输活动从希腊开始，欧洲航天局已将那里的两个天文台改造成高精度光学地面站。.
从希腊南部的克里奥内里天文台，一束强大的激光束瞄准了美国宇航局的“灵神星”号探测器。虽然这束激光束本身并不携带数据，但它的设计精度极高，使得“灵神星”号上的DSOC实验能够锁定它并向地球发送返回信号。这个返回信号由位于附近山顶、距离克里奥内里天文台37公里的赫尔莫斯天文台接收。.
“为了实现这种双向光交换，必须克服两大技术挑战：一是开发一种功率足够大的激光器，能够以毫米级的精度到达遥远的航天器；二是制造一种灵敏度足够高的接收器，能够探测到经过数亿公里旅程后最微弱的返回信号，有时甚至只有几个光子，”欧洲航天局地面激光接收器系统项目经理辛达·梅杰里解释道。.
赫尔莫斯天文台的阿里斯塔克斯望远镜
美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 的任务控制人员负责开发和管理 DSOC 和 Psyche，他们利用强大的导航技术（包括 Delta-Differential One-Way Ranging (Delta-DOR)）提供航天器的位置，这种技术也被欧洲航天局 (ESA) 用于行星际任务，以精确确定航天器的轨迹。
接下来，欧洲航天局空间运行中心（ESOC）的飞行动力学专家对空气密度、温度梯度和行星运动等变量进行了补偿。这一过程与全球卫星导航系统所用的方法类似，但由于深空距离的复杂性以及对超高精度定向的要求，其应用更加广泛。.
为确保激光传输期间的安全，希腊部分空域暂时关闭。.
该链路的成功是多年准备和合作的结果，在此期间，建立了光传输和接收地面站。
这套地面激光发射器将五台高功率激光器和超精密控制舵集成在一个特制的6米长容器内，容器带有升降平台。这样，白天可以保护精密设备免受阳光照射，日落后则可以将其升至室外。.
地面激光接收器由一个精密的光学阵列组成，其灵敏度极高，能够探测单个光子。这个单光子敏感接收器牢固地安装在位于海尔莫斯天文台海拔2340米处的2.3米阿里斯塔克斯望远镜的背面。.
今年四月，该团队进行了一项测试活动，向欧洲航天局的阿尔法卫星发送了一个低功率信号。该卫星位于海拔 36,000 公里的地球同步轨道上，由于配备了德国航空航天中心 (DLR) 制造的定制光通信终端，因此是光通信技术的理想测试平台。
“尽管任务复杂，但激光器、电线和冷却系统的最终安装工作在当天上午交付后不久便顺利完成，”欧洲航天局光学技术主管兼数字同步轨道飞行器中心（DSOC）演示项目经理克莱门斯·希斯表示。“一天之内完成激光器安装并安全发射激光束，这充分证明了团队的精准性、协调性和敬业精神。”.
随后，最终测试使团队能够审查所有程序并进行现场激光测试，以优化时间和协调性。.
参与此次操作的人员不足20人：7人在克里奥内里号探测器上，12人在赫尔莫斯号探测器上。灵神星探测器和DSOC飞行终端的操作均在美国喷气推进实验室（JPL）进行，该实验室还派遣了两名专家前往希腊协助地面操作。.
这次演示不仅仅是一项技术壮举，它让我们得以一窥深空通信的未来。.
“光链路的数据传输速度比目前的射频系统快10到100倍。将这项技术与我们现有的射频通信技术相结合，对于传输探索宇宙任务中日益增长的数据量至关重要，”欧洲航天局地球系统运营中心（ESOC）地面激光发射器系统项目经理安德烈亚·迪·米拉表示。.
“我们很自豪欧洲航天局能够参与我们‘灵神星’任务中的深空光通信（DSOC）实验。这清楚地表明了国际合作能够取得的成就，也让我们得以一窥深空通信的未来，”美国宇航局喷气推进实验室的DSOC项目技术专家阿比·比斯瓦斯说道。.
这一成功也为欧洲航天局提出的ASSIGN（推进太阳系互联网和地面）计划奠定了基础，该计划将于 11 月在部长级欧洲航天局理事会会议 (CM25) 上提出。
“ASSIGN 的目标是将现有和未来的射频和光纤网络联合起来，形成一个安全、有弹性且可互操作的网络，用于 ESA 的任务以及机构和商业任务，并促进欧洲工业界在实施和未来利用该网络方面的竞争力，” ESA 地面站工程部负责人兼 ASSIGN 项目主管 Mehran Sarkarati 表示。
欧洲航天局参与深空光学系统演示项目，得益于包括 qtlabs (AT)、Single Quantum (NL)、GA Synopta (CH)、qssys (DE)、Safran Data Systems (FR) 和 NKT Photonics Ltd (UK) 在内的欧洲公司联盟，以及雅典国家天文台 (GR) 的支持。雅典国家天文台已将其 Helmos 和 Kryoneri 天文台改造为深空光学地面站，并提供了必要的基础设施。.
该项目由欧洲航天局通用支持技术计划和技术开发要素资助。
展望未来，欧洲航天局目前正在研究一种名为“光船”（LightShip）的火星电动拖曳能力，该能力可将载人飞船运送至火星。在将乘客送达火星后，“光船”将进入服务轨道，并通过 火星通信和导航基础设施（MARCONI）有效载荷提供通信和导航服务。MARCONI有效载荷将包括一个光通信演示器，作为支持未来载人任务路线图的一部分。
