Институтът по оптична механика в Сиан, Китайската академия на науките (XIOE, CAS) постига напредък в изследванията за улавяне на космически лазерни комуникации и изграждане на верига

Наскоро Ключовата лаборатория за технология за измерване на космическа прецизност (KLSPMT) на Китайската академия на науките (CAS) постигна нов напредък в придобиването на космически лазерни комуникации и изграждането на верига и успешно завърши валидирането в орбита, а резултатите от свързаните изследвания бяха публикувани през ноември 2023 г. под заглавието „Демонстрация на космическа оптична комуникация в орбита с 22 s време за придобиване“. Резултатите от изследването бяха публикувани през ноември 2023 г. в Optics Letters, списание на Оптичното общество на Америка, под заглавието Демонстрация на космическа оптична комуникация в орбита с 22 секунди време за придобиване. Първите съавтори на статията са Xuan Wang и Junfeng Han, специални изследователски асистенти в лабораторията за оптоелектронно проследяване, а съответният автор е Zhiyuan Chang.
Мрежата на космическа лазерна връзка е основното условие за реализиране на космическа лазерна комуникация, как бързо и стабилно да се улови и изгради връзката за кратко време е ключът към успеха на мрежата, така че реализацията на бързо, широкообхватно улавяне на лъч и стабилно високочестотното проследяване на лъча с висока точност се превърна в основната гореща точка на технологията. Като цяло лазерният комуникационен терминал обикновено трябва да отдели много време, за да завърши работата по калибриране на коаксиалността в орбита в ранния етап на навлизане в орбитата. Грешката при определяне на позицията на сателитната платформа, орбиталната грешка, структурната деформация, предизвикана от промени в околната среда и други причини ще доведат до голямо поле на несигурност (FOU), съчетано с десетки микро-дъги на ъгъла на отклонение на лъча, всички тези фактори ще направят лазерното улавяне в орбита става изключително сложно.

Фиг. 1 Схематична диаграма на тест за междупланетна лазерна комуникация в същата орбита
За да завърши улавянето на лазерната комуникационна връзка в орбита по-бързо, изследователският екип предлага бърз метод за оптимизация в орбита, използвайки параметрите на инсталационната матрица на звездния сенсибилизатор на лазерния комуникационен терминал. Този метод може ефективно да намали грешката на позицията на инсталиране на оптичната ос и механизма за прецизно регулиране на лазерния комуникационен терминал поради освобождаването на напрежението на сателита в орбита. Чрез умело коригиране на параметрите на инсталационната матрица, първоначалната точност на насочване на лазерния комуникационен терминал може да бъде значително подобрена и обхватът на полето на неопределеност може да бъде намален, така че да се подобри вероятността за улавяне на сканирането на лазерния комуникационен терминал в орбита и да се намали улавянето време.

Фиг. 2 Експериментални резултати от улавяне в орбита и изграждане на верига
Тази изследователска работа се основава на много теоретични натрупвания и експериментални изследвания в орбита от изследователския екип на Лабораторията за оптоелектронно проследяване, която се подкрепя от Програмата за разгръщане на ключове на Китайската академия на науките (CAS) и Националната фондация за природни науки на Китай (NSFC).