据美国国家航空航天局网站10月23日报道,近日,美国国家航空航天局(NASA)开发出一项名为“太空光学通信与导航系统”(SOCNS)的宽波段技术,可在速度为622兆/秒的激光通信链路中实现微米级测距和测速。
此次地面试验与2013年NASA“月球大气与粉尘环境探测器”(Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer,LADEE)在戈达德航天中心所进行的激光通信试验相似。在该实验中,“月球激光通信验证”(Lunar Laser Communication Demonstration,LLCD)试验以622兆/秒的速度从月球轨道下载了测试数据,并以20兆/秒的速度上传。通过使用LLCD的激光通信系统,科学家仅用4分钟就下载了LADEE储存的科学与航天器数据。如果使用LADEE携带的无线电通信系统,下载时间长达数天。为达到这样的传输速度,LLCD需要提前获取LADEE在月球轨道上的运行速度及其距离LLCD地面设备的距离。通过使用高频激光束携带极高精度距离与速度测量方法,LLCD仪器收集到的测速值精度优于10毫米/秒,其位置计算精确在12毫米以内。这是对月球测距有纪录以来的最佳测量值。
日前,NASA光学物理学家Guan Yang在LLCD的基础上研发出了新的卫星激光通信收发器,在实验室测试中将LLCD的精度提高了几个数量级。同样在622兆/秒的传输速度下,其测速精度在10微米/秒以内,测距精度在20微米以内。Yang表示,这样的高精度测距将为通信和导航带来巨大进步。由于该系统尺寸小巧,还可以用于立方体卫星进行实时多点观测,或在自动交会对接时作为导航。
接下来,Yang计划进一步改进这项技术的精度,并装载在一枚立方体卫星上进行测试。(张媞媞 编译)