Viện Cơ học Quang học Tây An (XIOE) Đạt Tiến bộ trong Nghiên cứu Xây dựng Chuỗi và Thu thập Truyền thông Laser Không gian

Gần đây, Phòng thí nghiệm trọng điểm về Công nghệ đo lường chính xác không gian (KLSPMT) của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã đạt được tiến bộ mới trong việc thu thập thông tin liên lạc bằng laser không gian và xây dựng chuỗi, đồng thời đã hoàn thành thành công việc xác nhận trên quỹ đạo và các kết quả nghiên cứu liên quan. đã được xuất bản vào tháng 11 năm 2023 với tiêu đề Trình diễn liên lạc quang học không gian trên quỹ đạo với thời gian thu thập 22 giây. Kết quả nghiên cứu được công bố vào tháng 11 năm 2023 trên Optics Letters, một tạp chí của Hiệp hội Quang học Hoa Kỳ, với tựa đề Trình diễn Truyền thông Quang học Không gian trên quỹ đạo với Thời gian Thu nhận 22 giây. Đồng tác giả đầu tiên của bài báo là Xuân Vương và Junfeng Han, trợ lý nghiên cứu đặc biệt của Phòng thí nghiệm Theo dõi Quang học, và tác giả tương ứng là Zhiyuan Chang.

Hình 1 Sơ đồ của thí nghiệm truyền thông laser giữa các vì sao trên quỹ đạo giống nhau
Mạng liên kết laser không gian là điều kiện cơ bản để hiện thực hóa giao tiếp laser không gian và cách nắm bắt và xây dựng liên kết nhanh chóng, ổn định trong thời gian ngắn là chìa khóa thành công của mạng, do đó, việc hiện thực hóa khả năng thu chùm tia nhanh, phạm vi rộng và Theo dõi chùm tia có băng thông cao, độ chính xác cao ổn định đã trở thành điểm nóng công nghệ cốt lõi. Nhìn chung, thiết bị đầu cuối liên lạc laser thường cần dành nhiều thời gian để hoàn thành công việc hiệu chỉnh độ đồng trục trên quỹ đạo ở giai đoạn đầu khi đi vào quỹ đạo. Lỗi xác định tư thế của bệ vệ tinh, lỗi quỹ đạo, biến dạng cấu trúc do thay đổi môi trường và các lý do khác sẽ dẫn đến trường không chắc chắn lớn (FOU), do đó làm tăng độ khó bắt và hàng chục cung nhỏ của góc phân kỳ chùm tia làm cho việc chụp ảnh hai chiều trên quỹ đạo trở nên cực kỳ khó khăn.
Để hoàn thành việc thu thập liên kết giao tiếp bằng laser trên quỹ đạo nhanh hơn, nhóm nghiên cứu đề xuất phương pháp tối ưu hóa nhanh trên quỹ đạo bằng cách sử dụng các tham số ma trận cài đặt của bộ nhạy sao của thiết bị đầu cuối truyền thông laser. Phương pháp này có thể giảm thiểu một cách hiệu quả sai số về vị trí lắp đặt trục quang và cơ chế điều chỉnh độ chính xác của thiết bị đầu cuối liên lạc laser do sự giải phóng ứng suất của vệ tinh vào quỹ đạo. Bằng cách hiệu chỉnh khéo léo các tham số ma trận cài đặt, độ chính xác định hướng ban đầu của thiết bị đầu cuối liên lạc laser có thể được cải thiện đáng kể và phạm vi trường không chắc chắn có thể giảm xuống, để cải thiện xác suất chụp quét của thiết bị đầu cuối liên lạc laser trên quỹ đạo và giảm khả năng bắt giữ thời gian.

Hình 2 Kết quả thực nghiệm về việc bắt giữ trên quỹ đạo và xây dựng chuỗi
Công trình nghiên cứu này dựa trên nhiều tích lũy lý thuyết và nghiên cứu thử nghiệm trên quỹ đạo của nhóm nghiên cứu của Phòng thí nghiệm theo dõi quang điện tử và được hỗ trợ bởi Chương trình triển khai trọng điểm của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc.