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  • 高速激光通信助力“羲和”探日

    作者:赵磊 来源:中国日报 时间:2021-10-21 11:31 阅读:521 [投稿]
    这颗卫星中有一位“宇宙萌新”——舱间高速激光通信单机。该设备由中国航天科技集团八院802所激光中心团队研制,在太阳探测科学技术试验卫星中负责舱间数据传输任务,这也是国内首个接入卫星平台的舱间无缆化激光数传设备。

    近日,中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和”号成功入轨,宣告中国正式进入“探日时代”。这颗卫星中有一位“宇宙萌新”——舱间高速激光通信单机。该设备由中国航天科技集团八院802所激光中心团队研制,在太阳探测科学技术试验卫星中负责舱间数据传输任务,这也是国内首个接入卫星平台的舱间无缆化激光数传设备,按计划将在轨工作三年。

    据介绍,随着卫星应用技术的高速发展,空间激光通信技术应运而生。802所自2008年起便开始钻研空间激光通信技术,研制的产品也有多次在轨验证经验。

    “以往都是搭载卫星进行在轨验证,采用间断开机的模式,这次跟随太阳探测科学技术试验卫星入轨,三年中将长期上电不间断工作。”802所所长助理、激光中心主任刘锡民介绍道。“利用激光在双超平台的两舱间实现高速、无接触式数据通信,在国内甚至国际上都是首创。”

    激光通信子系统作为主要通道,将在卫星全寿命周期内执行舱间数据传输任务,包括各单机状态的遥测信息以及各种遥控指令。

    以往,待卫星平稳入轨后,激光通信单机才会开机开展工作。太阳探测科学技术试验卫星由于双舱的特殊结构,在火箭发射到入轨的“主动段”,便需要激光通信单机加电投入使用,使平台综合电子能够对载荷舱的各单机进行状态监测和遥控。

    型号主任师付森说:“这是802所承担宇航产品研制以来,产品首次作为平台单机,且要在主动段开始工作,需要经受住比较恶劣的环境挑战。” 为此,激光通信单机在无数次抗振动试验中久经考验。

    在全新的通信模式下,激光通信子系统采用了一种特殊的光学设计方案,能够在两舱存在一定位移、摆角的情况下,实现双向无误码高速传输。

    太阳探测科学技术试验卫星将对太阳进行高分辨率的光谱成像,会产生巨大的科学数据,而激光通信子系统具备高速的激光传输接口,可以将科学载荷数据传输速率提升到GHz,将星内数传带宽大大提高,为载荷的高清成像数据积累提供了有效保障。同时,单机设计了各类接口近10个,以实现高低速数据的快速组帧与解包,平台间数据传输更为流畅。

    激光单机需要在轨长时间开机,采用了空间抗辐照、抗单粒子等设计,有效提高了可靠性及工作寿命。“通过可靠性设计,舱间激光通信设备在卫星上的表现,一定能给出一份令人满意的答卷。”项目组对他们的研究成果充满信心。

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