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欧空局集装箱与太空的激光链接

2024-02-10 21:58:54  来源:激光网原创    

欧空局最新的实验室扩建本质上是便携式的:这个欧空局可移动光学地面站托管在一个标准的集装箱内,可以根据需要运输到整个欧洲,与卫星进行基于激光的光通信 - 包括美国宇航局的Psyche任务,在数百万公里外的太空中。

该站正式成为原子能机构光学和光电子实验室的一部分,将作为光通信硬件和系统的灵活试验台。ETOGS还可以支持其他需要用望远镜观察天空或用激光指向天空的活动,例如空间碎片监测或通过激光测距确定轨道。

ETOGS 由一个标准的 6 米长的集装箱组成,该集装箱经过定制,可在升降平台和气候控制操作员区域上容纳直径 80 厘米的望远镜。激光发射器、接收器和其他所需设备可以连接到这种灵活的结构上,以服务于每个特定的活动。该站由卡车牵引,可以部署在需要的任何地方,并通过电源附件、柴油发电机或太阳能电池组件供电。

欧空局光电子工程师豪尔赫·皮里斯解释说:“这个站的创建确实是为了满足快速发展的光通信社区对灵活测试平台的需求,而不是可以部署在具有代表性的地面环境中。光通信中最相关的问题之一是周围环境在多大程度上影响链路的质量,例如城市地区的背景光或天气引起的大气湍流。

“当涉及到从量子通信系统接收信号时,这一点最为关键,因为所涉及的光量非常低,信息通过单个光子传输。有了这个站,我们可以通过在许多不同的地点进行操作来真正开始回答这些问题。通过为我们的合作伙伴提供这样的现成测试平台,我们支持硬件验证和迭代,而无需使用专用地面站的高昂开发成本。

光学和量子技术有望彻底改变全球范围内的连接。通过使用频率比无线电波高得多的光脉冲,光通信可以在给定的瞬间传输更多的数据。通过光纤电缆进行的光通信是现代地面互联网基础设施的基础,但与卫星的链接仍然在很大程度上依赖于低频、低带宽的无线电波。

通过利用光的量子特性,“量子密钥分发”等系统将帮助保护数据达到以前无法想象的程度;轻粒子的物理特性保护了加密密钥交换的安全性,使消息传递能够抵御不良行为者的窃听。

豪尔赫补充说:“该站的80厘米望远镜是商业规模上量子密钥分发的基线尺寸,因此我们预计该站将用于演示和验证基于卫星的量子通信。

这项新的欧空局资产的第一个运营任务将是支持美国宇航局计划于2025年执行的Psyche任务的深空光通信演示。

欧空局正在与欧洲财团和雅典国家天文台合作,在希腊的Kryoneri天文台开发和部署ETOGS,以容纳多光束地面激光发射器。

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