流星余迹通信！未来会应用到星际通信吗？

一、引言

通信是门大学问，千奇百怪的技术都能用的出来，其中一项就是流星余迹通信。从名字上看，就是用流星的尾巴余迹来作为反射镜，达到一个中间节点的作用，再反射到我们想传的地方。

如果说天波是经过空中电离层的反射或折射后返回地面的无线电波，地波是沿地面传播的无线电波，视距波是无线信号无遮挡地在发信端与接收端之间直线传播。那流星余迹通信应该算是一种低配版的天波通信方式。

                                                 图1 流星余迹通信原理[1]

按照这篇文章的说法：我们地球的大气层中每天会有成千上万颗流星闯入，只不过绝大部分太小，咱们基本看不见。据美国国家安全局的测算，0.1秒长的流星尾迹，平均每17秒就会出现一次，0.2秒长的流星尾迹平均每35秒出现一次，0.4秒长的流星尾迹平均每143秒出现一次，而更长的流星尾迹比如1.6秒的，几乎每两天出现一次。所以，我们可以利用的流星余迹非常非常多。[1]

目前由于流星尾巴比较短，所以目前成熟的流星余迹通信都是采用BFSK、BPSK 和DBPSK[2]这一类低速率的调制方式

图2 网传流星余迹通信车[1]

那原理很简单，我们就来思考一下应用。

二、星际通信

2.1 问题的提出

远的不说，就我们中国这儿不是马上要载人登月，以后还会登陆火星，再以后可能去冥王星、海王星（我可能《三体》看傻了）。月球要自传，如果以后有两个基地，别分建在月球上视距波不可到达的地方（比如和月球直径的三点一线），而由于月球（很多星球都是）上没有大气，更没有大气波导，不能用天波发射，初期又不可能建立太多里面天线。于是通信就会出现问题。虽然有些天体没有流星（因为没有大气），但是我们可能人造一点“流星”上去。

2.2 一个简单的模型

2.2.1 单体星球通信

首先考虑刚才那种情况，三点一线，那可能的解决办法：

1、再给月球来一个人造卫星

2、就地取材，造一片尘埃带

分别来分析一下两种办法的优劣：

方法	优势	劣势
人造卫星	通信速率高	价格昂贵 可能出现技术故障 技术成本高 携带卫星载重有限
尘埃带	就地取材 价格便宜 技术成本低	通信速率较低

同时我考虑到尘埃这种东西有可能吸收电磁波比较多，天体上应该金属矿石比较多，这里的尘埃带最好采用金属矿石，反射也强烈。

图3 单体星球通信示意图

2.2.2 星际星球通信

那有了刚才的基础

我们来考虑一下星际间的通信

同样是A点到B点

我们建一片尘埃带，卫星1和卫星2就可以通信了

图4 星际星球通信示意图

2.3 模型分析

但是这个模型有以下不足或技术上需要注意的地方：

1. 尘埃带需要成为2.2.1中单体星球的卫星，不能使其逃逸，2.2.2同理
2. 一旦成为卫星，其势必产生绕星旋转，其可能在2.2.1中由于相对位置的改变，A与B就只能在特定周期通信; 在2.2.2中，就是三体问题了，虽然有初始信息，但是需要将其束缚在轨道还需要很多研究与工作

三、展望与未来

当然，以上假设当星际生活成为可能时，以电磁波为载体的通信方式已经技术落后，且电磁波在太空环境当中易出现畸变与衰落，到那时，可能应该采用中微子通信或者引力波通信了。感叹一下人类文明在宇宙规律面前还是很渺小与脆弱的，对自然敬畏，才能走的更长远。

四、参考文献

[1] http://baijiahao.baidu.com/s?id=1660326339244887663&wfr=spider&for=pc

[2]李经安,周凌宇.基于流星余迹通信的调制解调器设计与实现[J].无线电工程,2016,46(09):80-82.