Instytut Mechaniki Optycznej w Xi'an (XIOE) czyni postępy w badaniach nad przechwytywaniem komunikacji laserowej w przestrzeni kosmicznej i budowaniem łańcucha

Niedawno Kluczowe Laboratorium Technologii Precyzyjnych Pomiarów Kosmicznych (KLSPMT) Chińskiej Akademii Nauk (CAS) poczyniło nowe postępy w pozyskiwaniu i budowaniu łańcuchów komunikacji laserowej w przestrzeni kosmicznej, a także pomyślnie zakończyło walidację na orbicie i powiązane wyniki badań zostały opublikowane w listopadzie 2023 r. pod tytułem Demonstracja kosmicznej komunikacji optycznej na orbicie z czasem akwizycji 22 s. Wyniki badań opublikowano w listopadzie 2023 r. w Optics Letters, czasopiśmie Optical Society of America, pod tytułem On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time. Współpierwszymi autorami artykułu są Xuan Wang i Junfeng Han, specjalni asystenci naukowi w Optics Tracking Laboratory, a autorem korespondencyjnym jest Zhiyuan Chang.

Rysunek 1 Schematyczny diagram eksperymentu międzygwiazdowej komunikacji laserowej na tej samej orbicie
Kosmiczna sieć łączy laserowych jest podstawowym warunkiem realizacji kosmicznej komunikacji laserowej, a szybkie i stabilne przechwytywanie i budowanie łącza w krótkim czasie jest kluczem do sukcesu sieci, dlatego realizacja szybkiego przechwytywania wiązki laserowej o szerokim zasięgu i Stabilne, szerokopasmowe i precyzyjne śledzenie wiązki stało się kluczowym punktem technologii. Ogólnie rzecz biorąc, terminal komunikacji laserowej zwykle potrzebuje dużo czasu, aby zakończyć prace związane z kalibracją współosiowości na orbicie na wczesnym etapie wejścia na orbitę. Błąd określenia położenia platformy satelitarnej, błąd orbity, deformacja strukturalna spowodowana zmianami środowiskowymi i inne przyczyny doprowadzą do dużego pola niepewności (FOU), zwiększając w ten sposób trudność przechwytywania i dziesiątki mikrołuków kąta rozbieżności wiązki sprawia, że ​​dwukierunkowe przechwytywanie na orbicie jest niezwykle trudne.
Aby szybciej zakończyć przechwytywanie laserowego łącza komunikacyjnego na orbicie, zespół badawczy proponuje metodę szybkiej optymalizacji na orbicie z wykorzystaniem parametrów matrycy instalacyjnej sensybilizatora gwiazdowego terminala komunikacji laserowej. Ta metoda może skutecznie zmniejszyć błąd pozycji montażowej osi optycznej i precyzyjnego mechanizmu regulacji terminala komunikacji laserowej w wyniku uwolnienia naprężenia satelity na orbitę. Umiejętnie korygując parametry matrycy instalacyjnej, można znacznie poprawić początkową dokładność wskazywania terminala komunikacji laserowej i zmniejszyć zakres pola niepewności, aby poprawić prawdopodobieństwo przechwycenia skanowania terminala komunikacji laserowej na orbicie i zmniejszyć przechwytywanie czas.

Rys. 2 Wyniki eksperymentalne przechwytywania i budowy łańcucha na orbicie
Te prace badawcze opierają się na szeregu teoretycznych akumulacji i badaniach eksperymentalnych na orbicie przeprowadzonych przez zespół badawczy Optoelektronicznego Laboratorium Śledzenia i są wspierane przez Program Kluczowego Wdrażania Chińskiej Akademii Nauk i Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin.