Система лазерного наведения поможет крошечным спутникам передавать данные на Землю

С 1998 гoдa былo зaпущeнo пoчти 2000 спутникoв рaзмeрoм с oбувную кoрoбку, извeстныx кaк CubeSat. Изо-зa свoeй миниaтюрнoй фoрмы и тoгo фaктa, чтo иx мoжнo сoбирaть изо гoтoвыx дeтaлeй, CubeSat знaчитeльнo дeшeвлe в сбoркe и зaпускe, чeм трaдициoнныe мoнстры стoимoстью сoтни миллиoнoв дoллaрoв. Нo пoскoльку сaми CubeSat oснaщaют всe бoлee и паче продвинутыми инструментами, крошечные космические аппараты не успевают с большой отдачей передавать большие объемы данных на Землю с-за ограничений по мощности и размеру. CubeSat: мини посланник Земли
Новая платформа лазерного наведения в (видах CubeSat, подробно описанная в журнале Optical Engineering, позволяет «кубсатам» посылать данные вниз, используя меньше бортовых ресурсов около гораздо более высоких скоростях, чем возможны в действительность. Ant. прошлое время. Вместо того, чтобы отправлять по одну каплю изображений каждый раз, когда «кубсат» проходит при помощи наземную станцию, спутники получат возможность передавать тысячи изображений с высоким разрешением с каждым ненадолго. «Чтобы получить ценные сведения из наблюдений Владенья, можно использовать гиперспектральные изображения, которые берут снимки держи множестве длин волн света и создают терабайты данных, их «кубсатам» более чем сложно передавать», говорит Керри Кахой, доцент аэронавтики и астронавтики в MIT. «Но с высокоскоростной системой лазеркома ты да я сможем отправлять эти детализированные изображения достаточно быстротечно. И я думаю, эта способность сделает в целом подход CubeSat, с использованием множества спутников сверху орбите, более реалистичным, так что мы получим глобальное и сиюминутное покрытие». Из-за пределами радиодиапазона
Спутники обычно передают данные возьми землю при помощи радиоволн; более высокоскоростные контуры связываются с большими наземными антеннами. Каждый крупный Гималия в космосе осуществляет связь в высокочастотном радиодиапазоне, что позволяет ему бегом передавать большие объемы данных. Но большие спутники могут сообразоваться к большим радиотарелкам или массивам, которые поддерживают высокоскоростную передачу. «Небольшие спутники безвыгодный могут использовать эти полосы, потому что нужно разрешать кучу регуляторных вопросов, получать разрешение, этим как правило занимаются крупные игроки вроде больших геостационарных спутников», говорит Кахой. Побольше того, передатчики, необходимые для высокоскоростной передачи данных, могут воспользоваться больше энергии, чем могут позволить себе выпростать небольшие спутники, поддерживающие работу начинки. По этой причине инженеры обратились к лазерам якобы к альтернативной форме коммуникации для «кубсатов», поскольку лазеры важно компактнее и эффективнее в расходовании энергии – они сжимают паче данных в тщательно сфокусированные пучки. Однако лазерные коммуникации в свою очередь сталкиваются с проблемами: поскольку пучки намного более узкие, нежели лучи радиоволн, требуется гораздо больше точности, затем) чтоб(ы) направить пучки на приемник на земле. «Представьте, аюшки? стоите в конце длинного коридора и наводите толстый гнюс, как из фонарика, на мишень с яблочком возьми другом конце», говорит Кахой. «Я могу крохотку пошевелить рукой и луч все равно попадет в яблочко. Хотя если я возьму лазерную указку, луч легко может исчерпаться с яблочка, если я немного пошевельнусь. Задача состоит в томище, как удержать лазер в яблочке даже если Ганимед будет покачиваться». Демонстрация оптических коммуникаций и датчиков NASA использует систему лазерных коммуникаций получи CubeSat, которая по своей сути наклоняет и толкает полностью спутник, чтобы выровнять его лазерный луч с наземной станцией. Банда разработала платформу для лазерного наведения, размером с грехом пополам больше «кубика Рубика», которая включает небольшое и готовое управляемое трюмо MEMS. Это зеркало, которое по размерам в меньшей мере клавиши на клавиатуре, обращено к небольшому лазеру и расположено по-под углом, так что лазер может отскочить ото зеркала в пространство и отправиться вниз, к наземному приемнику. «Даже иначе) будет то весь спутник немного смещен, это можно сторнировать с помощью этого зеркала», говорит один из членов команды. Допустимо, зеркало смещено в вашей системе, такое может разыгр из-за некоторых вибраций во время запуска. По образу нам исправить это, как узнать точно, значительно мы указываем?». Этот метод включает дополнительный флора лазера, или длину волны, в оптическую систему. Таким образом, на смену того, чтобы просто пропускать пучок данных, посылается и дальнейший калибровочный луч, другого цвета. Когда остальная опилки лазерного излучения уходит к наземной станции, отведенный прядь направляется обратно в бортовую камеру. Эта камера равным образом может принимать восходящий лазерный пучок, или маячок, непосредственно от наземной станции; это поможет спутнику подладиться на правильную наземную цель. Однако, если лучи попадают в небо и земля части детектора камеры, специальный алгоритм направляет встроенное поверхность MEMS так, что оно наклоняется и калибровочный лазеровый пучок выравнивается с точкой маяка наземной станции. «Это по образу кошки-мышки двух точек, попадающих в камеру, вы нужно наклонить зеркало так, чтобы одна фикс оказалась над другой». Чтобы проверить точность метода, ученые разработали лабораторский стенд с лазерно-указательной платформой и лазерным сигналом в области типу маяка. Установка должна была имитировать прогноз, в котором спутник пролетает на высоте 400 километров по-над наземной станцией и передает данные в течение 10-минутного сеанса. Ученые установили минимальную требуемую дослов наведения в 0,65 миллирадиан — эта мера угловой ошибки приемлема интересах их конструкции. В конце концов, метод калибровки позволил намыть капусты точность 0,05 миллирадиан, что намного точнее, нежели того требует миссия. «Единственное, что было бы интереснее результатов лабораторных исследований —   испить, как это происходит, с орбиты. Вот, что мотивирует работа таких систем и вывод их туда». Согласитесь, сие круто? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *