Institut Mekanika Optik Xi'an, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (XIOE, CAS) Membuat Kemajuan dalam Penelitian Penangkapan Komunikasi Laser Luar Angkasa dan Pembangunan Rantai

Baru-baru ini, Laboratorium Utama Teknologi Pengukuran Presisi Luar Angkasa (KLSPMT) dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (CAS) telah membuat kemajuan baru dalam akuisisi komunikasi laser ruang angkasa dan pembangunan rantai serta berhasil menyelesaikan validasi di orbit, dan hasil penelitian terkait telah dipublikasikan. pada bulan November 2023 dengan judul "Demonstrasi Komunikasi Optik Luar Angkasa di Orbit dengan Waktu Akuisisi 22 detik". Hasil penelitian tersebut dipublikasikan pada November 2023 di Optics Letters, jurnal Optical Society of America, dengan judul On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time. Rekan penulis pertama makalah ini adalah Xuan Wang dan Junfeng Han, asisten peneliti khusus di Laboratorium Pelacakan Optoelektronik, dan penulis terkait adalah Zhiyuan Chang.
Jaringan tautan laser ruang angkasa adalah syarat dasar untuk mewujudkan komunikasi laser ruang angkasa, cara menangkap dan membangun tautan dengan cepat dan stabil dalam waktu singkat adalah kunci keberhasilan jaringan, sehingga terwujudnya penangkapan sinar yang cepat, jangkauan luas, dan stabil pelacakan sinar dengan bandwidth tinggi dan presisi tinggi telah menjadi hotspot teknologi inti. Secara umum, terminal komunikasi laser biasanya perlu menghabiskan banyak waktu untuk menyelesaikan pekerjaan kalibrasi koaksialitas dalam orbit pada tahap awal memasuki orbit. Kesalahan penentuan sikap platform satelit, kesalahan orbit, deformasi struktural yang dipicu oleh perubahan lingkungan dan alasan lainnya akan menyebabkan bidang ketidakpastian (FOU) yang besar, ditambah dengan puluhan busur mikro sudut divergensi berkas, semua faktor ini akan membuat penangkapan laser di orbit menjadi sangat rumit.

Gambar 1 Diagram skema uji komunikasi laser antarplanet pada orbit yang sama
Untuk menyelesaikan penangkapan tautan komunikasi laser di orbit lebih cepat, tim peneliti mengusulkan metode optimasi cepat di orbit menggunakan parameter matriks instalasi dari sensitizer bintang terminal komunikasi laser. Metode ini secara efektif dapat mengurangi kesalahan posisi pemasangan sumbu optik dan mekanisme penyesuaian presisi terminal komunikasi laser akibat pelepasan tegangan satelit ke orbit. Dengan mengoreksi parameter matriks instalasi secara terampil, akurasi penunjuk awal terminal komunikasi laser dapat ditingkatkan secara signifikan dan rentang bidang ketidakpastian dapat dikurangi, sehingga meningkatkan kemungkinan penangkapan terminal komunikasi laser yang memindai di orbit dan mengurangi penangkapan. waktu.

Gambar 2 Hasil eksperimen penangkapan di orbit dan konstruksi rantai
Pekerjaan penelitian ini didasarkan pada banyak akumulasi teoritis dan penelitian eksperimental di orbit oleh tim peneliti dari Optoelectronic Tracking Laboratory, yang didukung oleh Key Deployment Program dari Chinese Academy of Sciences (CAS) dan National Natural Science Foundation. Tiongkok (NSFC).