中国科学院は2026年8月27日、地球と月を結ぶ40万キロメートルを超える距離での双方向レーザー通信実験に成功したと発表した。約1年の軌道上テストを経て、ダウンリンク速度100 Mbps、アップリンク速度1.25 Mbpsを記録し、米国に次いで地球と月の間で双方向レーザー通信を成功させた世界で2番目の国家となった。この成果は、China Science Dailyの報道を受け、中国科学院（CAS）が8月27日に発表したものである。
DRO-A衛星とTechnology and Engineering Center for Space Utilization
プロジェクトを率いたのは中国科学院のTechnology and Engineering Center for Space Utilization（CSU、空間応用工程与技術中心）であり、浙江省のZhejiang Lab（浙江実験室）との協力のもとでDRO-A衛星に搭載されたレーザー通信実験ペイロードが開発された。DRO-A衛星は、2024年の打ち上げミスを経て現在月を周回している実験衛星であり、地球と月系の遠逆行軌道（DRO）を探査する中国科学院の戦略的プログラムの一環として位置づけられている。
40万キロメートルの距離をレーザーで接続
雲南天文台とShanghai Institute of Microsystems and Information Technology
地上側のインフラストラクチャーとしては、雲南省の雲南天文台や中国科学院上海微系統与情報技術研究所（Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology）が参加し、双方向通信の維持を支えた。これまでの宇宙ミッションでは主にマイクロ波無線信号が利用されてきたが、将来の永久的な月面基地建設や宇宙飛行士の月面への再派遣を見据え、高解像度の観測マップや科学データの膨大な蓄積、ライブの高精細（HD）映像を処理するためには従来の周波数帯では帯域が不足するという課題があった。レーザービームは、こうした問題の解決策としての可能性を示している。中国科学院によれば、今回の光学通信は低軌道周辺の応用から地球・月環境へとその実証範囲を広げたものであり、スピード、帯域幅、指向精度、セキュリティ、機器の小型化・軽量化において従来のマイクロ波に対する優位性を持っている。
超長距離における高精度な照準と微弱な光の捕捉
Yang LeiとCGTNのインタビュー
人間による深宇宙探査の新たなパイプライン構築には多くの困難が伴った。40万キロメートルという距離では、宇宙船の微小な揺らぎや地球大気のわずかなゆらぎによって、レーザービームが目標から数マイルも逸れてしまう。この問題を克服するため、チームは軌道上の動き、光学的な遅延、大気による歪みを常に計算し、ビームを正確に固定するリアルタイム追尾システムを設計した。Yang Leiが指摘したセクターにおける三大課題は、ポインティング精度、強い減衰、そして伝送速度を向上させることの難しさであり、これらは5年にわたる技術開発を経て取り組まれた。
さらに、宇宙空間を旅したレーザー信号は到着時には微弱な光のささやきへと弱まり、地球側の受信機は月明かり、星明かり、都市の光などの混沌としたノイズの中で毎秒わずか数個の個別光子を捉える状況に置かれる。このノイズを切り抜けるため、科学者たちは超高感度の超伝導単一光子検出器（superconducting single-photon detectors）を配備した。高帯域処理やカスタムの耐ノイズ符号化と組み合わせることで、地上局はアップリンクで1.25 Mbps、ダウンリンクで100 Mbpsというデータ速度を引き出すことに成功した。
国際的な比較と今後の展望
Jonathan McDowellのコメントとNASAの月面レーザー通信実証
中国が地球・月間の双方向レーザー通信を成功させた一方で、達成されたデータレートは米国が1年以上前に記録した数値の遅れをとっており、宇宙専門家たちの間で疑問の声も上がっている。2013年にNASAが実施した月面レーザー通信実証（lunar laser communications demonstration）では、ダウンリンク速度622 Mbps、アップリンク速度20 Mbpsを記録しており、ダウンロードではおよそ6倍、アップロードではおよそ16倍速い数値を達成していた。ロンドンを拠点とする宇宙歴史学者であり元ハーバード大学の天文学者であるJonathan McDowellは、中国と米国の実験は比較可能なものであるとし、「It sounds like China has not yet reached the data rates the US can achieve」と述べた上で、そのギャップの要因については分からないと語っている。
それでもなお、光学的宇宙通信はコンセプトから現実のものへと移行しつつある。NASAは近地球空間においてレーザー通信中継実証（LCRD）で基礎を築き、Psyche宇宙船に搭載された深宇宙光通信（DSOC）実験で深宇宙の記録を塗り替えている。中国側も、2030年代までに月の南極に永続的なロボットおよび人間の基地を建設する計画を進めており、高解像度マッピングや継続的な科学的モニタリングなどの巨大なデータフットプリントを処理する上で光通信リンクは中心的な役割を果たすことになる。