光子学作为通信曙光照亮演变 NASA 的任务
很大程度上无法识别的字段被称为光子学可能提供解决方案的 NASA 的一些最紧迫的挑战，在未来航天。
探讨了许多应用程序的生成、 检测和操纵光子，光子学或粒子的光的除其他外，构成了激光束。1983 年这一天，大会的度量衡通过接受的值的速度是光速，重要光子学的一个里程碑。2016 年 10 月 21 日，是光子一天学，两年期的活动，以提高光子学向一般公众的认识。研究跨 NASA 的任务，从空间通信任务负载的大小减至表演高度测量从轨道上有多个应用程序。
美国国家航空航天局正在使用光子学来解决一些最紧迫即将到来的挑战在航天、 空间对地球的更好数据通信等。
一个主要的美国国家航空航天局优先事项是利用激光，使近地和深空任务空间通信更有效率。美国国家航空航天局的通信系统已经成熟几十年，但是他们仍然使用相同的无线电频率 (RF) 系统，在早期的机构发展。经过 50 多年的使用只是射频，美国国家航空航天局投资以新的方式来提高数据速率，同时也找到更有效的通信系统。
光子学可以提供解决方案。几个中心在美国国家航空航天局正在试验激光通信，有潜力提供数据率至少比射频好 10 到 100 倍。这些更高的速度将支持越来越精密的仪器和传播的现场视频从太阳系中的任何地方。他们还将增加从人类探索在深太空任务，例如那些与火星之旅相关的通信带宽。
美国宇航局戈达德太空飞行中心在马里兰州，在 2013 年发射了第一次的激光通信探路者任务。月球激光通信示范 (LLCD) 证明了基于空间激光通信系统是可行的和系统，能在发射和空间环境的情况下生存。但特派团是短暂的设计，作为主机负载来撞到月球表面在计划机动发射后的几个月。
戈达德的团队正在计划一个后续特派团称为激光通信中继示范 (LCRD) 来证明拟议的系统的使用寿命。它还将提供工程师更多的机会学习最好的方式来操作它接近地球的特派团。
“我们一直在使用射频自开始以来，50 到 60 年，所以我们学会了很多关于它是如何工作在不同的天气条件和所有的小事情，使我们能够最有效地利用这项技术，但我们没有经验，如果激光通信”说的戴夫以色列、 勘探和空间通信建筑师在戈达德和 LCRD 的首席研究员。”LCRD 将允许我们测试的性能在各种不同的天气条件和一天的时间，了解如何使激光通信最”
预定发射到 2019 年，LCRD 将模拟真正的通信支持，练了两年，在国际空间站和两个专用的地面站，在加利福尼亚州和夏威夷的测试负载。特派团可能实施激光通信中继卫星类似于空间网络跟踪和数据中继卫星星座的最后障碍。
美国宇航局喷气推进实验室在帕萨迪纳，加利福尼亚州和在克利夫兰格伦研究中心也就是跟进 LLCD 的成功。但两者都将集中在深空探测任务中如何实施激光通信。
特派团向深空施加专用通信挑战因为他们与地球的距离。这些特派团的数据回报慢慢地滴入回到地面有点使用无线电频率一次。激光通信能显著提高数据速率在所有的空间区域，从低地球轨道到行星际。
喷气推进实验室的概念，称为深空间光通信 (DSOC)，重点是激光通信福利向数据速率和对特派团的空间和电源限制问题。深空探测任务的激光通信的数据速率好处是明确的但不是承认是那激光通信也可以保存质量，特派团的空间和/或电源要求。这可能是巨大上像詹姆斯韦伯太空望远镜，它是如此之大的特派团，折叠起来，它几乎不会适合在当前可用的最大火箭。虽然韦伯是一个极端的例子，许多特派团今天面临着大小的限制，他们变得更加复杂。月球勘测轨道飞行器任务进行两种类型的通信系统和激光系统的大规模的它需要减少 25%电量的一半，传输数据速度的射频系统的六倍。激光通信还能享受一类被称为是一个鞋盒大小的立方体卫星的任务。这些特派团正在变得越来越流行，需要小型化的部件，包括通讯和电力系统。
电源要求可以成为特派团到太阳系外的重大挑战。随着飞船离开太阳，太阳能发电变得不可行，所以较少力量一有效载荷要求，小航天器电池，节省空间，和更容易的航天器部件可以充电。
激光通讯可以帮助解决所有这些挑战。
在格伦团队所开发称为综合无线电和光学通信 （雪佛兰） 一个想法，把激光通信中继卫星在轨道上绕火星，可以接收来自遥远的航天器数据和中继信号回地球。系统将使用两个射频和激光通信，促进互操作性之间所有的 NASA 的资产在空间中。通过整合两个通信系统，雪佛兰可以提供新航天器使用激光通信系统和像航海家 1 使用 RF 的旧航天器的服务。
但激光通信不是 NASA 的唯一进军光子学，也不是第一次。事实上，美国航空航天局开始使用激光器，不久后他们被发明了。戈达德成功地演示了卫星激光测距，一种技术来测量距离，在 1964 年。
卫星激光测距被仍在戈达德。系统采用激光站全球反弹短的在卫星上安装的特殊反射光脉冲。也是在月球上被放置在那里阿波罗和苏联流浪者综艺节目中的反射。通过定时脉冲的反弹，工程师可以计算距离和轨道。测量是准确到几毫米。此应用程序用于许多 NASA 的任务，如 ICESat-2，将测量在南极和格陵兰地区的冰表面的高度。它将提供有关气候和健康的地球极地的重要信息。
美国国家航空航天局的卫星激光测距系统包括八个站覆盖北美、 南美、 太平洋、 南非和澳大利亚西部的西海岸。美国国家航空航天局与合作伙伴及相关的大学运作的电台。单反相机是大国际激光测距服务的一部分，美国国家航空航天局的贡献包括本组织的总数据量的三分之一以上。
从通讯到测高和导航，NASA 的任务对光子学的重要性不能低估。随着技术不断发展，许多光子学的应用程序可能变为现实，接下来的几十。其他人也可能被发现，尤其是当人类推向进一步指出，宇宙比以往任何时候。