Xi'an Institute of Optical Mechanics, Chinese Academy of Sciences (XIOE, CAS) gör framsteg i rymdlaserkommunikationsfångst och kedjebyggnadsforskning

Nyligen har Key Laboratory of Space Precision Measurement Technology (KLSPMT) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) gjort nya framsteg när det gäller anskaffning av rymdlaserkommunikation och kedjebyggnad och framgångsrikt slutfört validering i omloppsbana, och de relaterade forskningsresultaten har publicerats i november 2023 under titeln "On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time". Forskningsresultaten publicerades i november 2023 i Optics Letters, en tidskrift från Optical Society of America, under titeln On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time. Tidningens första författare är Xuan Wang och Junfeng Han, speciella forskningsassistenter i Optoelectronic Tracking Laboratory, och motsvarande författare är Zhiyuan Chang.
Rymdlaserlänknätverk är det grundläggande villkoret för att förverkliga rymdlaserkommunikation, hur man snabbt och stabilt fångar och bygger länken på kort tid är nyckeln till framgången för nätverk, så förverkligandet av snabb, bred strålfångst och stabil strålspårning med hög bandbredd och hög precision har blivit kärnteknikens hotspot. I allmänhet behöver laserkommunikationsterminalen vanligtvis spendera mycket tid för att slutföra koaxialkalibreringsarbetet i omloppsbanan i ett tidigt skede av att gå in i omloppsbanan. Satellitplattformens attitydbestämningsfel, orbitalfel, strukturell deformation utlöst av miljöförändringar och andra orsaker kommer att leda till ett stort osäkerhetsfält (FOU), i kombination med dussintals mikrobågar av strålens divergensvinkel, alla dessa faktorer kommer att göra laserinfångningen i omloppsbana blir extremt knepig.

Fig. 1 Schematiskt diagram av interplanetära laserkommunikationstest i samma bana
För att slutföra infångningen av laserkommunikationslänken i omloppsbana snabbare, föreslår forskargruppen en snabb optimeringsmetod i omloppsbana med hjälp av installationsmatrisparametrarna för laserkommunikationsterminalens stjärnsensibilisator. Denna metod kan effektivt minska felet i installationspositionen för den optiska axeln och precisionsjusteringsmekanismen för laserkommunikationsterminalen på grund av spänningsutlösningen av satelliten i omloppsbana. Genom att skickligt korrigera installationsmatrisparametrarna kan laserkommunikationsterminalens initiala peknoggrannhet förbättras avsevärt och intervallet för osäkerhetsfält kan minskas, för att förbättra infångningssannolikheten för laserkommunikationsterminalen som skannar i omloppsbana och minska fångsten tid.

Fig. 2 Experimentella resultat av infångning i omloppsbana och kedjekonstruktion
Detta forskningsarbete är baserat på en hel del teoretisk ackumulering och experimentell forskning i omloppsbana av forskargruppen vid Optoelectronic Tracking Laboratory, som stöds av Key Deployment Program för den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) och National Natural Science Foundation av Kina (NSFC).