תקשורת לייזר בחלל משתמשת בלייזרים כמעביר מידע. בהשוואה לתקשורת מסורתית במיקרוגל, היא מציעה יתרונות משמעותיים, לרבות רוחב פס גבוה, מהירות מהירה, דיוק כיווני גבוה, אבטחה חזקה וציוד קל משקל. עם זאת, על פני מרחקי חלל עמוקים של מאות אלפי קילומטרים, תקשורת הלייזר התמודדה מזמן עם שלושה אתגרים טכניים מרכזיים, המכונה לעתים קרובות "שלושת ההרים": קושי קיצוני ביישור קרן מדויק, הנחתה חמורה של אותות וקושי בהגדלת קצבי השידור.
בהובלת המרכז להנדסת אפליקציות וטכנולוגיה בחלל של האקדמיה הסינית למדעים, ובשיתוף עם מעבדת ג'ה-ג'יאנג, מצפה הכוכבים של יונאן ומכון שנחאי לטכנולוגיית מיקרו-מערכות ומידע, צוות המחקר הקדיש חמש שנים להתגבר על שלושת המכשולים העיקריים הללו.
ראשית, פתרון "אתגר היישור". כדור הארץ-תקשורת הירח מושווה לעתים קרובות ל"השחלת מחט למרחק של 400,000 קילומטרים". אפילו סטייה מיקרוסקופית בזווית בקצה המשדר יכולה לגרום לשגיאת מיקום של מספר קילומטרים בהגעה למטרה. כדי להתמודד עם זה, הצוות חידש פתרון דו-כיווני לרכישה ומעקב המיועד למרחקים- ארוכים במיוחד ולאותות חלשים במיוחד. על ידי חישוב וכיול מקיף של מסלולי לוויין, שגיאות התקנת טלסקופ ודפורמציה, שבירה אטמוספרית וזמן-טיסת לייזר, הם הבטיחו שהלוויין והטלסקופ הקרקעי ישמרו על יישור דיוק- גבוה תוך כדי תנועה.
שנית, התגברות על נושא "האות החלש". לאחר נסיעה של 400,000 קילומטרים, אות הלייזר המגיע לקרקע מצטמצם למספר פוטונים בלבד והוא רגיש מאוד להפרעות מרעשי רקע כמו אור ירח, אור כוכבים ואורות עיר. כדי להתמודד עם אתגר קיצוני זה, הצוות הסתמך על טכנולוגיית זיהוי פוטונים בודדים-במהירות גבוהה-שפותחה באופן עצמאי וסדרה של אלגוריתמי עיבוד אותות תקשורת מורכבים ו-גבוהים. זה איפשר להם לחלץ בהצלחה את האות התקף מכמויות אדירות של רעש-ששוות ערך לשמיעה מדויקת של סיכה נופלת בעיר סואנת ורועשת ממרחק אלפי קילומטרים.
לבסוף, שבירת מחסום "תקשורת איטית". כדי להשיג קצבי נתונים גבוהים בתנאים נמוכים במיוחד של יחס אות-ל-רעש, הצוות פיתח טכנולוגיית עיבוד תקשורת ברוחב פס- גבוה ויעיל ביותר המסוגלת לזהות זמן ברמת פיקו-שניות-. הם אימצו -אפנון מיקום דופק מסדר גבוה ותכניות עיבוד אותות אמינות במיוחד, בתוספת אסטרטגיות קידוד- חזקות של תיקון שגיאות כדי להילחם ברעש. בדיקה זו השיגה בתחילה מהירות uplink של 1.25 Mbps (מגה-ביט לשנייה) ומהירות downlink של 100 Mbps. לדוגמה, הורדת תמונת משטח ירח בהבחנה 8K-גבוהה ארכה כ-4 עד 5 דקות באמצעות קישור מיקרוגל מסורתי של 5 Mbps. עם תקשורת הלייזר החדשה של 100 Mbps-, זמן השידור הצטמצם באופן דרסטי ל-12 שניות בלבד, עלייה ביעילות של כמעט פי 20.
נכון לעכשיו, "אוטוסטרדת המידע" הזו בין כדור הארץ לירח הוקמה במלואה. ככל שחקירת הירח העולמית ומשימות נחיתת ירח עם צוות מואצות, החלל ה-cislunar עומד לחוות "פיצוץ נתונים". קישור לייזר דו-כיווני דו-כיווני-מהיר-לא רק יספק שיטה חדשה יציבה ומהירה-להעברת מידע למשימות עתידיות, ותתמוך-בזמן אמת של סרטון ירח בחדות-גבוהה וכמויות אדירות של נתונים מדעיים, אלא גם יתמוך מאוד בסין בהשגת פריצות דרך במדע החלל המקורי וביישומים מקוריים יותר.
