星际通信 II. 在太阳引力透镜上的应用

我们在本系列论文I (arXiv:1706.03795)中已表明，当优化所有参数（如频率在300-400 nm）时，在1 m大小的探测器与大型接收望远镜（E-ELT，39 m）之间，以每秒每瓦比特的数据率向邻近（pc）恒星进行星际通信是可能的。我们现在将用于光子编码的星际消光和量子态计算框架应用于太阳引力透镜(SGL)，其将接收望远镜的孔径（以及因此的光子通量）放大了$>10^9$倍。我们首次表明将SGL用于通信目的是可能的。这先前是不清楚的，因为爱因斯坦环位于太阳日冕噪声内部，且贡献因素难以确定。我们计算了点扩散函数、孔径尺寸、日心距离和最佳通信频率。邻近（<100 pc）星际通信的最佳波长受当前技术限制于紫外和光学波段。为抑制日冕噪声，需要先进的日冕仪；或者可使用遮星板，这将需要第二艘航天器在距接收机78 km处编队飞行，尺寸约10 m。数据率大致随SGL望远镜尺寸和日心距离线性缩放。从半人马座α可达的（接收）数据率对于一对米级望远镜为1-10 Mbits每秒每瓦，相比不使用SGL的相同接收望远镜改善了$10^6$倍。SGL中1 m望远镜接收数据率可与公里级“普通”望远镜相当。