利用高效激光技术精确跟踪地球轨道上的碎片

利用高效激光技术精确跟踪地球轨道上的碎片

不可控制的在轨飞行物体是现代太空旅行的巨大风险,而且由于我们今天依赖卫星,这也是对全球经济的一种风险。在弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所耶拿德国国际研究团队,已经特别开发的光纤激光器,可靠地确定空间碎片的运动来减轻这些风险的位置和方向。

适用于激光雷达应用的短脉冲光纤激光器(光探测和测距)厘米空间碎片的精确探测。SMT贴片加工

空间碎片是地球低轨道空间飞行中的一大难题。废弃或损坏的卫星、空间站和其他残余的太空碎片构成潜在威胁的碰撞与活跃的卫星和飞船的每一天。除了它们的破坏力外,碰撞还造成额外的危险,造成成千上万块新碎片,这些碎片又可能与其他物体碰撞——危险的雪球效应。

今天,全球经济在很大程度上取决于卫星及其功能——例如,这些应用程序用于电信、电视信号传输、导航、天气预报和气候研究。这些卫星通过与轨道卫星或火箭残骸相撞造成的破坏或破坏会造成巨大和持久的损害。因此,在考虑任何补救或其他对策之前,需要对危险空间碎片进行可靠的跟踪和记录。来自耶拿的Fraunhofer IOF专家已经开发出一种激光系统,非常适合这项任务。

在地球轨道上可靠记录物体的位置和运动

“我们的强大和高效的系统,我们可以准确可靠地确定物体的位置和运动方向在轨道上,”Thomas Schreiber博士说在Fraunhofer IOF从光纤激光器组。”像我们这样的激光系统必须特别强大,才能承受太空中的极端条件。特别是运载火箭在发射过程中的高物理应变,在这种情况下,技术受到非常强烈的震动。在低地球轨道上,高强度的辐射、极端的温度波动和低能量的供应都是克服障碍的巨大障碍。这使得耶拿研究小组的新发展成为必然,因为普通激光技术无法应对这些挑战。

此外,还需要对长距离空间碎片进行分析。为此,激光脉冲通过玻璃光纤放大器传播,并在其公里长的旅程中传播。

每秒十千激光脉冲的测量

“很短的激光脉冲,最后只有几十亿分之一秒,被枪杀在不同空间位置的确定速度、运动方向和物体的旋转运动,解释说:”Oliver de Vries博士。”用我们的激光系统,每秒可以发射数千个脉冲。如果一个物体实际上在被检查的位置之一,辐射的一部分被反射回一个特殊的扫描器,它直接集成到系统中。即使激光束很快,发出的光也需要一些时间才能到达物体,然后再回来。这个所谓的“飞行时间”可以被转换成一个距离和真实的三维坐标相应。”系统的先进的传感器,将反射的光反射,甚至可以检测到纳米的反射光。

原则–最初由研究者Fraunhofer IOF Jena Optronik和德国航空航天中心开发(Deutsches ZentrumüR博士- und Raumfahrt,DLR)–已经在空间载体的对接在国际空间站成功测试了ISS。此前,激光系统已安装在图林根航空公司耶拿optronik公司传感器和被发射在2016与自主供应转运atv-5。Jena Optronik的系统还擅长能源效率:光纤激光器工作在小于10瓦–,明显低于商业笔记本电脑的总电源,例如。

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