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世界首次立方星激光通信技术验证成功
发布者:于思源  发布时间2018-08-25 浏览次数:69

2018年8月,美国航空航天公司宣布由NASA资助和管理的“光学通信和传感器验证”(OCSD)任务取得里程碑式进展。该任务成功进行了世界首次立方星星地激光通信技术验证,同时验证了小卫星交会和逼近技术,将极大提升小卫星任务能力。



两颗立方星在轨验证星地激光通信和在轨交会逼近技术

一、OCSD任务和立方星基本情况

OCSD任务主要通过立方星验证小卫星高速激光数据传输和逼近操作技术,以提高小卫星任务能力。执行OCSD任务的立方星共3颗。立方星的主要部件包括激光器、星跟踪器、水工质推进系统、相机、信号灯、激光测距仪等。激光器以硬装方式安装在卫星上,因而无需像传统激光通信卫星一样安装光束转向镜,进而可简化通信系统,但卫星需调整姿态以进行激光定向。卫星采用小型星跟踪器作为高精度姿态控制系统;采用水工质相对传统化学推进系统更安全,水工质推进系统通过将水加热成蒸汽后排出产生推力,采用热控设计使水不冻结;每颗卫星尺寸为10厘米×10厘米×17厘米,重约2.5千克;指向精度为0.025°,约为同等大小卫星的40倍。


二、任务进展情况和后续计划

2015年,首颗OCSD立方星发射入轨,验证激光通信时所需的高精度指向能力,以及立方星与地面光学通信测试设施间的下行通信技术。2017年11月,两颗立方星被运至国际空间站,随后被释放。2018年8月,美国航空航天公司宣布2017年发射的两颗立方星数据传输速率达到100兆比特/秒,是目前同等大小卫星传输速率的50倍。两颗立方星通过星载GPS接收机确定相对位置,机动到彼此相距约6米的距离。

OCSD后续还将进行一系列激光通信和交会逼近试验,并将通过改进姿控系统等,有望将通信速率提高到2.5吉比特/秒。


三、前景意义

OCSD立方星激光通信系统体积小、质量轻、通信速率高,安全性好。相关技术成熟后,将极大拓展小卫星应用空间,例如小卫星可用于传输合成孔径雷达或超光谱成像产生的大量数据,提供低延时、高速率数据中继服务。此外,小卫星高精度交会逼近技术可用于提供低成本近距观测或在轨服务,也可用于与其他小型航天器在轨组装成更大型系统或以编队飞行方式实现虚拟大型航天器功能。


转自“天地一体化信息网络”微信公众号