Das Xi'an Institute of Optical Mechanics (XIOE) macht Fortschritte in der Forschung zur Erfassung von Laserkommunikation im Weltraum und zum Aufbau von Ketten

Vor Kurzem hat das Key Laboratory of Space Precision Measurement Technology (KLSPMT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) neue Fortschritte bei der Erfassung und dem Aufbau von Laserkommunikation im Weltraum erzielt und die In-Orbit-Validierung sowie die damit verbundenen Forschungsergebnisse erfolgreich abgeschlossen wurden im November 2023 unter dem Titel „On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time“ veröffentlicht. Die Forschungsergebnisse wurden im November 2023 in Optics Letters, einer Zeitschrift der Optical Society of America, unter dem Titel „On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time“ veröffentlicht. Die Co-Erstautoren des Papiers sind Xuan Wang und Junfeng Han, Sonderforschungsassistenten des Optics Tracking Laboratory, und der korrespondierende Autor ist Zhiyuan Chang.

Abbildung 1 Schematische Darstellung desselben interstellaren Laserkommunikationsexperiments im Orbit
Die Vernetzung von Weltraum-Laserverbindungen ist die Grundvoraussetzung für die Realisierung der Weltraum-Laserkommunikation, und die schnelle und stabile Erfassung und der Aufbau der Verbindung in kurzer Zeit ist der Schlüssel zum Erfolg der Vernetzung, also der Realisierung einer schnellen, weitreichenden Strahlerfassung und Eine stabile, hochpräzise Strahlverfolgung mit hoher Bandbreite ist zum Kerntechnologie-Hotspot geworden. Im Allgemeinen muss das Laserkommunikationsterminal in der frühen Phase des Eintritts in die Umlaufbahn normalerweise viel Zeit aufwenden, um die Kalibrierungsarbeiten für die Koaxialität im Orbit abzuschließen. Der Lagebestimmungsfehler der Satellitenplattform, der Umlaufbahnfehler, die durch Umweltveränderungen verursachte strukturelle Verformung und andere Gründe führen zu einem großen Unsicherheitsfeld (FOU), wodurch die Erfassung schwieriger wird, und es entstehen Dutzende Mikrobögen des Strahldivergenzwinkels macht die bidirektionale Erfassung im Orbit äußerst schwierig.
Um die Erfassung der Laserkommunikationsverbindung im Orbit schneller abzuschließen, schlägt das Forschungsteam eine schnelle Optimierungsmethode im Orbit unter Verwendung der Installationsmatrixparameter des Sternsensibilisators des Laserkommunikationsterminals vor. Diese Methode kann den Fehler der Installationsposition der optischen Achse und des Präzisionseinstellmechanismus des Laserkommunikationsterminals aufgrund der Spannungsfreisetzung des Satelliten in die Umlaufbahn wirksam reduzieren. Durch geschicktes Korrigieren der Installationsmatrixparameter kann die anfängliche Ausrichtungsgenauigkeit des Laserkommunikationsterminals erheblich verbessert und der Bereich des Unsicherheitsfelds verringert werden, um so die Scan-Erfassungswahrscheinlichkeit des Laserkommunikationsterminals im Orbit zu verbessern und die Erfassung zu verringern Zeit.

Abb. 2 Experimentelle Ergebnisse der Erfassung im Orbit und des Kettenaufbaus
Diese Forschungsarbeit basiert auf zahlreichen theoretischen Akkumulationen und experimentellen Untersuchungen im Orbit durch das Forschungsteam des Optoelectronic Tracking Laboratory und wird vom Key Deployment Program der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der National Natural Science Foundation of China unterstützt.