78

В ИТМО создан «лунный» лазер для точной спутниковой навигации

  •  © news.ifmo.ru

Сотрудники НИЦ Лазерной физики Университета ИТМО создали лазер для лунного локатора, способного с точностью до нескольких миллиметров измерить расстояние до Луны. Среди особенностей лазера — компактность, низкая расходимость излучения, уникальное сочетание короткой длительности, высокой энергии и частоты следования импульсов. Импульс лазера имеет длительность 64 пикосекунды, что почти в 16 миллиардов раз меньше секунды. А расходимость, которая определяет яркость лазерного луча на больших расстояниях, приближается к теоретическому пределу: она в несколько раз меньше, чем у аналогов на рынке.

На основе получаемых более точных измерений расстояния до Луны появляется возможность вносить более точные поправки в расчет небесных координат Луны, что увеличивает точность спутниковой навигации.

Работа систем спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС основана на точном измерении расстояния между несколькими спутниками и объектом, местоположение которого нужно определить. При этом координаты спутника должны быть известны максимально точно. Поскольку большая масса Луны влияет на траекторию движения спутников, при расчете их положения нужно учитывать лунные координаты. Их получают путем измерения расстояния до Луны с помощью лазерных локаторов. Точность работы таких локаторов зависит от длительности импульсов лазерного излучения и разрешающей способности приемного тракта.

  •  © news.ifmo.ru

Лаборатория НИЦ Лазерной техники

«Само по себе создание лазера с длительностью импульсов в несколько десятков пикосекунд технически уже не сложно, — рассказывает Роман Балмашнов, инженер НИЦ Лазерной физики, аспирант мегафакультета фотоники Университета ИТМО. — Однако выходная энергия импульсов нашего лазера практически вдвое выше, чем у аналогов такого же типа. Она составляет либо 253 миллиджоуля на „зеленой“ длине волны, либо 435 миллиджоулей на „инфракрасной“. Мы смогли добиться высокой частоты следования импульсов 200 Гц и энергетической стабильности, поэтому энергия не меняется от импульса к импульсу».

Новый лазер будут использовать в лунном лазерном локаторе в системе ГЛОНАСС. Это позволит в режиме реального времени обновлять поправочные коэффициенты при расчете координат спутников и сделает российскую навигационную спутниковую систему точнее. Погрешность определения координат пользователя может быть уменьшена до 10 сантиметров.

  •  © news.ifmo.ru

Лазер для лунного локатора, созданный в Университете ИТМО

«Разработанный нами лазер находится на переднем крае лазерных технологий по комплексу параметров. По нашим данным он является самым мощным импульсно-периодическим пикосекундным источником лазерного излучения в своем сегменте в мире. Кроме решения сугубо дальномерных задач, лазеры подобного класса можно использовать для построения изображений орбитальных объектов, например, спутников или космического мусора», — отмечает руководитель НИЦ Лазерной физики Университета ИТМО Андрей Мак.

  •  © news.ifmo.ru

Андрей Мак

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 1
    Нет аватара alex_uns
    12.10.1802:27:18

    Принцип

    •  © 1.bp.blogspot.com

    В американском проекте APOLLO точность 15-20 мм.

    Правда в этой системе на Луне должны быть установлены уголковые отражатели.

    Три были установлены у американцев два на Луноходах 1 и 2.

    Луноход 1 потерялся и в 2010 был неожиданно обнаружен и его уголковый отражатель работал по информации от американцев.

    Уголковый отражатель Лунохода 2 также по информации американцев лоцировался все время, но постоянно деградировал.

    •  © wmpics.pics

    В основном лазерной локацией занимаются американцы

    JPL NASA, Калифорния, США

    Обсерватория Макдональд, Техас, США

    OCA, Лазурный берег, Франция

    Haleakala, Гавайские острова, США (в данный момент не работает)

    Apache Point, Нью-Мексико, США

    Matera, Матера, Италия

    филиал OCA, Южная Африка (использует прежний прибор станции OCA)

    До 1983 года этим у нас занимались в Крыму. Сейчас этим будет заниматься обсерватория в Алтайском оптико-лазерном центре. Кстати её основная задача очень узкая — уточнение орбит спутников, находящихся в космосе. На начало 2000 г. активно действующими станциями отечественной сети лазерной локации КА являлись лазерные дальномеры, расположенные на горе Майданак (Узбекистан), вблизи города Комсомольск-на-Амуре и пос.Менделеево (Московская область. Но это локация спутников. Локация Луны это немного другое.

    ///

    Мне кажется, что состояние наших, а возможно и американских уголковых отражателей, установленных давным давно сомнительное. И наши готовятся к следующему шагу по замене советских отражателей на новые.

    Все вместе — лунный локатор в Алтайском крае, новый лазер к нему и новые отражатели и соберут систему в целом.

    Отредактировано: alex_uns~03:25 12.10.18
    • 1
      Е.Юрий Е.Юрий
      12.10.1802:55:47

      способного с точностью до нескольких миллиметров измерить расстояние до Луны

      Жаль здесь не уточнили сколько конкретно, но наверно это определяется опытным путем.

      • 0
        Нет аватара alex_uns
        12.10.1803:23:15

        Американцы в APOLLO вообще заявляют точность своих лазеров до 1,5-3 мм, но во время приема и обработки информации накапливаются погрешности, увеличивающие результат на порядок. А в итоге разбег идет до 30 см.

        К тому же непонятно как сейчас работают американцы именно в лазерном направлении. Уголковый отражатель Лунохода 2 использовать нельзя, у Лунохода 1 он сориентирован неудачно. Рассеивание отраженного луча американских отражателей больше чем у установленных на луноходах французских. И те и другие уже покрылись пылью и это тоже снижает точность. Да и вообще есть сомнения, что эти американские уголковые отражатели были там вообще установлены. Американцы работают с лучом, отраженным от поверхности Луны. Улетает на Луну узкий пучок, возвращается рассеянное пятно на километр в диаметре, откуда нужно вылавливать нужные фотоны.

        А это и есть танцы с бубнами, ну если говорить о точности измерения расстояния в несколько миллиметров.

        Отредактировано: alex_uns~05:00 12.10.18
        • 0
          Нет аватара Захарка
          12.10.1807:59:15

          Работа с отраженным от поверхности объекта лучом в перспективе наиболее интересна с точки зрения автономности, иначе заколебешься на каждый объект эти отражатели сбрасывать.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,