L'Istituto di Meccanica Ottica di Xi'an e l'Accademia Cinese delle Scienze (XIOE, CAS) fanno progressi nella cattura delle comunicazioni laser spaziali e nella ricerca sulla costruzione di catene

Recentemente, il Laboratorio Chiave di Tecnologia di Misurazione di Precisione Spaziale (KLSPMT) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS) ha compiuto nuovi progressi nell'acquisizione della comunicazione laser spaziale e nella costruzione di catene e ha completato con successo la validazione in orbita, e i relativi risultati della ricerca sono stati pubblicati nel novembre 2023 con il titolo "Dimostrazione di comunicazione ottica spaziale in orbita con tempo di acquisizione di 22 secondi". I risultati della ricerca sono stati pubblicati nel novembre 2023 su Optics Letters, una rivista della Optical Society of America, con il titolo Dimostrazione di comunicazione ottica spaziale in orbita con tempo di acquisizione di 22 secondi. I co-primi autori dell'articolo sono Xuan Wang e Junfeng Han, assistenti di ricerca speciali nel Laboratorio di tracciamento optoelettronico, e l'autore corrispondente è Zhiyuan Chang.
La rete di collegamento laser spaziale è la condizione di base per realizzare la comunicazione laser spaziale, come catturare e costruire il collegamento in modo rapido e stabile in breve tempo è la chiave del successo della rete, quindi la realizzazione di una cattura del raggio veloce, ad ampio raggio e stabile il tracciamento del raggio ad alta larghezza di banda e alta precisione è diventato il punto focale della tecnologia. In generale, il terminale di comunicazione laser di solito necessita di molto tempo per completare il lavoro di calibrazione della coassialità in orbita nella fase iniziale dell'ingresso in orbita. L'errore di determinazione dell'assetto della piattaforma satellitare, l'errore orbitale, la deformazione strutturale innescata da cambiamenti ambientali e altri motivi porteranno ad un ampio campo di incertezza (FOU), accoppiato con dozzine di micro-archi dell'angolo di divergenza del fascio, tutti questi fattori renderanno la cattura laser in orbita diventa estremamente complicata.

Fig. 1 Diagramma schematico del test di comunicazione laser interplanetaria nella stessa orbita
Per completare più velocemente l'acquisizione del collegamento di comunicazione laser in orbita, il gruppo di ricerca propone un metodo di ottimizzazione veloce in orbita utilizzando i parametri della matrice di installazione del sensibilizzatore stellare del terminale di comunicazione laser. Questo metodo può ridurre efficacemente l'errore della posizione di installazione dell'asse ottico e del meccanismo di regolazione di precisione del terminale di comunicazione laser dovuto al rilascio di stress del satellite in orbita. Correggendo abilmente i parametri della matrice di installazione, la precisione di puntamento iniziale del terminale di comunicazione laser può essere notevolmente migliorata e la gamma del campo di incertezza può essere ridotta, in modo da migliorare la probabilità di cattura della scansione del terminale di comunicazione laser in orbita e ridurre la cattura tempo.

Fig. 2 Risultati sperimentali della cattura in orbita e della costruzione della catena
Questo lavoro di ricerca si basa su molti accumuli teorici e ricerche sperimentali in orbita da parte del gruppo di ricerca dell'Optoelectronic Tracking Laboratory, che è supportato dal Key Deployment Program dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) e dalla National Natural Science Foundation della Cina (NSFC).