Xi'an Institut za optičku mehaniku, Kineska akademija znanosti (XIOE, CAS) napreduje u istraživanju snimanja svemirskih laserskih komunikacija i izgradnje lanaca

Nedavno je Key Laboratory of Space Precision Measurement Technology (KLSPMT) Kineske akademije znanosti (CAS) postigao novi napredak u prikupljanju svemirskih laserskih komunikacija i izgradnji lanca te uspješno dovršio validaciju u orbiti, a povezani rezultati istraživanja objavljeni su u studenom 2023. pod nazivom "Demonstracija svemirske optičke komunikacije u orbiti s vremenom prikupljanja od 22 s". Rezultati istraživanja objavljeni su u studenom 2023. u Optics Letters, časopisu Optical Society of America, pod naslovom On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time. Prvi suautori ovog rada su Xuan Wang i Junfeng Han, posebni asistenti istraživanja u Laboratoriju za optoelektroničko praćenje, a dopisni autor je Zhiyuan Chang.
Umrežavanje svemirskih laserskih veza osnovni je uvjet za ostvarivanje svemirske laserske komunikacije, kako brzo i stabilno uhvatiti i izgraditi vezu u kratkom vremenu je ključ uspjeha umrežavanja, tako da je realizacija brzog, širokog raspona zahvata zrake i stabilna visokopojasno i visokoprecizno praćenje snopa postalo je ključna tehnološka vruća točka. Općenito, laserski komunikacijski terminal obično treba potrošiti mnogo vremena da dovrši rad na kalibraciji koaksijalnosti u orbiti u ranoj fazi ulaska u orbitu. Pogreška određivanja položaja satelitske platforme, orbitalna pogreška, strukturna deformacija izazvana promjenama u okolišu i drugi razlozi dovest će do velikog polja nesigurnosti (FOU), zajedno s desecima mikrolukova kuta divergencije zrake, svi ovi čimbenici će učiniti lasersko snimanje u orbiti postalo je iznimno teško.

Slika 1. Shematski dijagram testa međuplanetarne laserske komunikacije u istoj orbiti
Kako bi se brže dovršilo snimanje laserske komunikacijske veze u orbiti, istraživački tim predlaže brzu metodu optimizacije u orbiti korištenjem parametara instalacijske matrice zvjezdastog senzibilizatora laserskog komunikacijskog terminala. Ova metoda može učinkovito smanjiti pogrešku ugradnje položaja optičke osi i mehanizma za precizno podešavanje laserskog komunikacijskog terminala zbog otpuštanja naprezanja satelita u orbitu. Vještim ispravljanjem parametara matrice instalacije, početna točnost usmjeravanja laserskog komunikacijskog terminala može se znatno poboljšati i može se smanjiti raspon polja nesigurnosti, tako da se poboljša vjerojatnost snimanja skeniranja laserskog komunikacijskog terminala u orbiti i smanji zahvat vrijeme.

Slika 2. Eksperimentalni rezultati hvatanja u orbiti i konstrukcije lanca
Ovo istraživanje temelji se na velikom broju teoretskih akumulacija i eksperimentalnih istraživanja u orbiti od strane istraživačkog tima Laboratorija za optoelektroničko praćenje, koji je podržan od strane Key Deployment Programa Kineske akademije znanosti (CAS) i Nacionalne zaklade za prirodne znanosti Kine (NSFC).