новости космоса Все новости Октябрь 2017 года
2495 16
09 октября 2017 05:37:55
Новый лазер для точного определения положения фрагментов космического мусора

Неконтролируемые объекты, находящиеся на орбите Земли, представляют большую угрозу для современных космических аппаратов, а также для глобальной экономики – поскольку последняя сегодня во многом зависит от спутников. В новой работе команда исследователей из Института прикладной оптики и точной механики Фраунгофера, Германия, для снижения этих рисков разработала волоконный лазер, позволяющий надежно определять положение и направление движения осколков космического мусора.

Космический мусор представляет большую проблему для Земли. Выведенные из эксплуатации или поврежденные спутники, фрагменты космических станций и другие остатки оборудования космических миссий представляют сегодня потенциальную угрозу для действующих спутников и космических аппаратов. Кроме непосредственных разрушительных последствий, столкновения с космическими обломками приводят к появлению большого числа новых, вторичных осколков, которые вновь начинают угрожать космическим аппаратам – создавая опасный «лавинный эффект».

Для решения этой проблемы группа исследователей из Института прикладной оптики и точной механики Фраунгофера разработала новый лазер, способный точно позиционировать космические осколки и определять направление их движения. Лазер обладает рядом специальных свойств, позволяющих ему выдерживать жесткие условия, возникающие как при старте ракеты (вибрации), так и при дальнейшей работе лазера на орбите (космическая радиация, экстремальные температуры и низкий уровень энергии питания).

Принцип работы этого лазера состоит в испускании им многочисленных коротких импульсов в разные стороны с последующей регистрацией отраженных от космических объектов лучей. Эта лазерная система способна излучать по несколько тысяч импульсов в секунду. Если объект действительно находится в одном из проверяемых расположений, лазерный луч отразится от него и попадет на специальный сканер, непосредственно интегрированный в систему. Продолжительность движения лазерного луча до объекта и обратно, или время пролета, будет определять при этом расстояние до объекта, которое бортовым компьютером по специальному алгоритму будет трансформировано в координату в трехмерном пространстве, поясняют создатели устройства.

Составлено по материалам, предоставленным Институтом прикладной оптики и точной механики Фраунгофера.

комментарии
1
DimitriyP96 · 09-10-2017

Самый треш будет, когда этот аппарат будет разрушен прямым попаданием космического мусора!)))

2
viktor777730 · 09-10-2017

тут важно с какой скоростью и как точно расстояние будет указывать до объекта

3
Otzzi66 · 09-10-2017

Все это означает, что должны быть известны ОЧЕНЬ ТОЧНО координаты самого этого аппарата в пространстве в каждый момент времени, а также ориентация его осей в пространстве (до угловых секунд и круче). Только тогда вычисленная дальность имеет ценность. В противном случае это очередной прожект на будущее.

4
Starlight23 · 09-10-2017

DimitriyP, ещё трешее будет, если при попадании космического мусора этому КА переклинит "мозги", и он начнёт палить из всех своих лазеров по всему, что движется! А как на ближайших орбитах всё подчистит - примется за мишени на Земле... :-)

5
dilettant92 · 10-10-2017

Хвала Космосу, что это только измерительный лазер! Хотя даже эта лабудень способна повредить оптику некоторых КА, надо трижды подумать, чтобы на борьбу с космомусором засылать на орбиту ещё космомусор.
"Неконтролируемые объекты, находящиеся на орбите Земли, представляют большую угрозу для современных космических аппаратов". Для особо "продвинутых", не неконтролируемые, а неуправляемые объекты несут угрозу. Контролировать не значит влиять и управлять, то что предлагается, то попытка вынести мониторинговую миссию непосредственно на орбиту, для работы лазера сие хорошо, не мешает земная атмосфера, а для всего остального (?), Виктор правильно отметил, что перво-наперво нужно наиточнейшее позиционирование самого спутника с лазером-измерителем.

6
Otzzi66 · 10-10-2017

Да, упустил еще один пункт: очень точная привязка продольных осей этих лазеров по отношению к конструкции КА. КА на самом деле "дышат", т.е. деформируются вследствие перепадов температур по элементам конструкции и это тоже надо учитывать (опять же расчетным путем, измерить это - не реально).

7
Rocketbarrel3 · 11-10-2017

Судя по описанию - система дальномер-дальномером, ничего особенного, корме собственно космического базирования. Никаких невыполнимых требований к своим компонентам она не предъявляет. Работать будет, точность измерения можно будет довести до +- 10 см.

8
Rocketbarrel3 · 11-10-2017

Предельная дальность будет не слишком большая, 200 км, или что-то около того, т.к. космохлам как правило не оснащен ретро-рефлекторами.

9
Rocketbarrel3 · 11-10-2017

Такие наземные измерительные системы (SLR) существуют уже давно и работают надежно. С их помощью обновляет данные о своих орбитах что ГЛОНАСС, что GPS. Они могут измерять расстояние до спутников на дальности до 10 - 20 тыс км, но только если эти спутники оснащены ретро-рефлекторами. По спутникам без ретро-рефлекторов работать гораздо сложнее, предельная дальность измерения очень сильно снижается.

10
Rocketbarrel3 · 11-10-2017

Слишком точная привязка оптических осей излучателей и приемников тут особо не требуется. Главное - попасть лазерным лучом по объекту. Чем шире луч, тем легче попасть, но тем меньше энергии придет обратно, т.к. возрастут потери. Измеряется время между моментом излучения и моментом приемки отраженного сигнала, его пересчитывают в расстояние с учетом аппаратной и других поправок. Не важно, попали по объекту центром пятна (лазерного луча) или его краем - измеряемое время от этого мало изменится.

11
Rocketbarrel3 · 11-10-2017

Простая аналогия - Вы стоите в чистом поле перед большой стеной. Крикнули "Ау!". Через 1 секунду слышали эхо "ууууу". Значит, до стены 334м/с * 1с / 2 = 167 метров. Вы измерили расстояние до стены, причем довольно точно. Но именно только расстояние, а не угол места и не азимут. Поэтому для измерения именно расстояния не нужна какая-то сверх-высокая точность привязки оптических осей.

12
dilettant92 · 11-10-2017

Rocketbarrel, прочиайте название новости ещё раз и повнимательней.

Зачем огород городить? Наземные комплексы слежения измеряют орбиты уже давно и весьма точно, причём тем же самым лазером.

13
Otzzi66 · 12-10-2017

dilettant: "...измеряют орбиты уже давно и весьма точно..."
Плюс/минус 50 км - точность позиционирования по высоте. Точность поддержания угловой ориентации - 4 угловых минуты.
Наземные комплексы "твердо стоят" на Земле, поэтому погрешности их измерений меньше.

14
dilettant92 · 12-10-2017

Виктор, ещё во времена моей срочной службы точность определения параметров орбиты околоземных объектов была на порядки выше. Не думаю, что был смысл врать. Проблемой орбитального "мусора" вплотную занимались уже тогда, но к сожалению за прошедшие 30 лет мало что изменилось, лишь "мусор" на орбите множится с завидным постоянством.

15
Otzzi66 · 13-10-2017

Михаил, я не придумал эту цифру, 50 км, а просто снял трубку и позвонил нашим баллистикам :-) Именно с такой точностью сейчас определяют высоту орбиты (низкие орбиты, до 5000 км).
Насчет точности угловой ориентации - аналогично. Можно (как мне сказали) улучшить точность угловой ориентации, но это будет совсем другое оборудование, совсем другие массы (этого оборудования) и кушать энергии им надо будет "мама не горюй". Такова се ля ви на сегодня.

16
dilettant92 · 14-10-2017

Так я говорю про возможности военных, у них они гораздо больше, чем у гражданских. Оборудования тонны (целая обсерватория!), энергии хоть завались, к нашей части подходила ЛЭП-220 и это была не единственная линия питания.
Если в бинокль да секстантом, то точность будет, как Вы привели выше.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2018. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!