Institut Mekanika Optik Xi'an (XIOE) 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, dan telah berhasil menyelesaikan validasi di orbit, serta hasil penelitian terkait. telah diterbitkan pada 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 Optik, dan penulis terkait adalah Zhiyuan Chang.

Gambar 1 Diagram skema percobaan komunikasi laser antarbintang orbit yang sama
Jaringan tautan laser ruang angkasa adalah kondisi dasar untuk mewujudkan komunikasi laser ruang angkasa, dan cara menangkap serta membangun tautan dengan cepat dan stabil dalam waktu singkat adalah kunci keberhasilan jaringan, sehingga terwujudnya penangkapan sinar yang cepat dan jangkauan luas serta pelacakan sinar dengan bandwidth tinggi dan presisi tinggi yang stabil 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 disebabkan oleh perubahan lingkungan dan alasan lainnya akan menyebabkan bidang ketidakpastian (FOU) yang besar, sehingga meningkatkan kesulitan penangkapan, dan puluhan busur mikro sudut divergensi berkas membuat penangkapan dua arah di orbit menjadi sangat rumit.
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 tekanan 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 pemindaian terminal komunikasi laser 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 Laboratorium Pelacakan Optoelektronik, dan didukung oleh Program Penerapan Kunci dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok.