Hsziani Optikai Mechanikai Intézet, Kínai Tudományos Akadémia (XIOE, CAS) előrehaladást ért el az űrlézeres kommunikáció rögzítésének és láncépítésének kutatásában

A közelmúltban a Kínai Tudományos Akadémia (CAS) Space Precision Measurement Technology (KLSPMT) Space Precision Measurement Technology kulcslaboratóriuma új előrelépést tett az űrlézeres kommunikáció megszerzésében és láncépítésében, és sikeresen befejezte a pályán belüli validálást, és a kapcsolódó kutatási eredményeket publikálták. 2023 novemberében „On-Orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time” címmel. A kutatási eredményeket 2023 novemberében tették közzé az Optics Letters-ben, az Optical Society of America folyóiratában, Orbitális térbeli optikai kommunikáció demonstrációja 22s gyűjtési idővel címmel. A cikk első társszerzői Xuan Wang és Junfeng Han, az Optoelektronikai Nyomon követési Laboratórium speciális kutatósegédei, a megfelelő szerző pedig Zhiyuan Chang.
Az űrlézeres kapcsolathálózat az alapfeltétele az űrlézeres kommunikáció megvalósításának, a kapcsolat gyors és stabil rögzítése és rövid időn belüli felépítése a hálózatépítés sikerének kulcsa, így a gyors, széles hatótávolságú sugárrögzítés megvalósítása és stabil A nagy sávszélességű, nagy pontosságú sugárkövetés az alapvető technológiai hotspot lett. Általánosságban elmondható, hogy a lézeres kommunikációs terminálnak általában sok időt kell eltöltenie, hogy a pályára lépés korai szakaszában elvégezze a koaxiális pályán belüli kalibrációs munkát. A műholdplatform helyzetmeghatározási hibája, orbitális hibája, a környezeti változások által kiváltott szerkezeti deformáció és egyéb okok nagy bizonytalansági mezőt (FOU) eredményeznek, amely a nyaláb divergencia szögének több tucat mikroívével párosul. az orbitális lézeres rögzítés rendkívül bonyolulttá válik.

1. ábra Bolygók közötti lézeres kommunikációs teszt sematikus diagramja ugyanazon a pályán
A pályán belüli lézeres kommunikációs kapcsolat rögzítésének gyorsabb befejezése érdekében a kutatócsoport egy gyors pályaoptimalizálási módszert javasol a lézeres kommunikációs terminál csillagérzékenyítő telepítési mátrix paramétereinek felhasználásával. Ezzel a módszerrel hatékonyan csökkenthető a lézeres kommunikációs terminál optikai tengelyének és precíziós beállítási mechanizmusának hibája a műhold pályára kerülése miatti feszültség miatt. A telepítési mátrix paramétereinek ügyes korrigálásával nagymértékben javítható a lézeres kommunikációs terminál kezdeti pontozási pontossága, és csökkenthető a bizonytalansági mező tartománya, így javítható a lézeres kommunikációs terminál pályán történő pásztázásának rögzítési valószínűsége és csökkenthető a rögzítés idő.

2. ábra A pályán belüli rögzítés és a láncépítés kísérleti eredményei
Ez a kutatási munka az Optoelectronic Tracking Laboratory kutatócsoportjának számos elméleti felhalmozásán és pályán végzett kísérleti kutatásán alapul, amelyet a Kínai Tudományos Akadémia (CAS) Kulcstelepítési Programja és a Nemzeti Természettudományi Alapítvány támogat. Kína (NSFC).