轨道中无法控制的飞行物体是现代空间旅行的大规模风险,并且由于我们今天对卫星的依赖,它也是全球经济的风险。德国耶拿耶拿弗劳霍夫应用光学和精密工程IOF研究院的研究团队现在特别开发了一种可靠地确定空间碎片运动的位置和方向来减轻这些风险的光纤激光器。
在近地轨道空间飞行中,空间碎片是一个大问题。退役或损坏的卫星、空间站碎片和其他空间任务的残余物每天都可能与现役卫星和航天器发生碰撞。碰撞除了具有破坏力之外,还会产生额外的风险,产生成千上万的新碎片,这些碎片反过来又会与其他物体相撞,形成危险的雪球效应。
今天,这是全球经济依赖于卫星的大量程度及其功能 - 这些应用程序例如用于电信,电视信号传输,导航,天气预报和气候研究。通过与轨道卫星或火箭遗骸的碰撞造成碰撞损坏或破坏这种卫星可能导致巨大和持久的损坏。因此,在可以考虑任何救助或其他反措施之前,需要可靠地跟踪和记录危险空间碎片。耶拿Fraunhofer Iof的专家开发了一种激光系统,非常适合这项任务。
对地球轨道上物体位置和运动的可靠记录
弗劳恩霍夫研究所光纤激光器组的Thomas Schreiber博士解释说:“有了我们强大而高效的系统,我们可以可靠而准确地确定物体在轨道上的准确位置和运动方向。”“像我们这样的激光系统必须非常强大,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承受的高物理压力,该技术受到非常强烈的振动。“在低地球轨道在美国,高水平的辐射暴露、极端的温度波动和低能源供应都是需要克服的巨大障碍。这就要求耶拿研究团队进行新的开发,因为普通的激光技术无法应对这些挑战。
此外,分析也是必要的空间碎片相对较长的距离。为了达到这个目的,激光脉冲通过一个基于玻璃纤维的放大器传播,并发送到它的千米长的旅程。
每秒一万激光脉冲的测量
“非常短的激光脉冲,最后一次只有几十亿秒,在空间中的不同位置处被射击以确定速度,运动方向和物体的旋转运动,”奥利弗·德·弗里斯博士解释道。“通过我们的激光系统,可以每秒拍摄数千个脉冲。如果对象实际上是在检查的一个位置,则部分辐射反映回专用扫描仪,该扫描仪直接集成到系统中。即使激光束非常快,所以发射的光需要一些时间才能再次返回物体。然后可以将这种所谓的“飞行时间”转换为相应的距离和真实的3-D坐标。“系统的复杂传感器收集反射的光反射,可以检测到偶数反射光的十亿分之次。
原则 - 最初由Fraunhofer Iof的两位研究人员开发的Jena-Optronik和德国航空航天中心(Deutsches ZentrumFür-unft-undraumfahrt,DLR) - 已经成功测试过空间国际空间站的运输器对接操作。此前,该激光系统已安装在图林根航空公司Jena-Optronik GmbH的传感器中,并于2016年与自动补给运输机ATV-5一起发射。Jena Optronik的系统在能效方面也很出色:纤维激光例如,以少于10瓦的总功率运行,例如,比商业笔记本电脑显着低。
提交:航空+国防




