近日，中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和”號成功入軌，宣告中國正式進(jìn)入“探日時代”。這顆衛(wèi)星中有一位“宇宙萌新”——艙間高速激光通信單機(jī)。該設(shè)備由中國航天科技集團(tuán)八院802所激光中心團(tuán)隊(duì)研制，在太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星中負(fù)責(zé)艙間數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，這也是國內(nèi)首個接入衛(wèi)星平臺的艙間無纜化激光數(shù)傳設(shè)備，按計(jì)劃將在軌工作三年。
據(jù)介紹，隨著衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)的高速發(fā)展，空間激光通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。802所自2008年起便開始鉆研空間激光通信技術(shù)，研制的產(chǎn)品也有多次在軌驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)。
“以往都是搭載衛(wèi)星進(jìn)行在軌驗(yàn)證，采用間斷開機(jī)的模式，這次跟隨太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星入軌，三年中將長期上電不間斷工作。”802所所長助理、激光中心主任劉錫民介紹道?！袄眉す庠陔p超平臺的兩艙間實(shí)現(xiàn)高速、無接觸式數(shù)據(jù)通信，在國內(nèi)甚至國際上都是首創(chuàng)?！?/p>
激光通信子系統(tǒng)作為主要通道，將在衛(wèi)星全壽命周期內(nèi)執(zhí)行艙間數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，包括各單機(jī)狀態(tài)的遙測信息以及各種遙控指令。
以往，待衛(wèi)星平穩(wěn)入軌后，激光通信單機(jī)才會開機(jī)開展工作。太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星由于雙艙的特殊結(jié)構(gòu)，在火箭發(fā)射到入軌的“主動段”，便需要激光通信單機(jī)加電投入使用，使平臺綜合電子能夠?qū)d荷艙的各單機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和遙控。
型號主任師付森說：“這是802所承擔(dān)宇航產(chǎn)品研制以來，產(chǎn)品首次作為平臺單機(jī)，且要在主動段開始工作，需要經(jīng)受住比較惡劣的環(huán)境挑戰(zhàn)。” 為此，激光通信單機(jī)在無數(shù)次抗振動試驗(yàn)中久經(jīng)考驗(yàn)。
在全新的通信模式下，激光通信子系統(tǒng)采用了一種特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)方案，能夠在兩艙存在一定位移、擺角的情況下，實(shí)現(xiàn)雙向無誤碼高速傳輸。
太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星將對太陽進(jìn)行高分辨率的光譜成像，會產(chǎn)生巨大的科學(xué)數(shù)據(jù)，而激光通信子系統(tǒng)具備高速的激光傳輸接口，可以將科學(xué)載荷數(shù)據(jù)傳輸速率提升到GHz，將星內(nèi)數(shù)傳帶寬大大提高，為載荷的高清成像數(shù)據(jù)積累提供了有效保障。同時，單機(jī)設(shè)計(jì)了各類接口近10個，以實(shí)現(xiàn)高低速數(shù)據(jù)的快速組幀與解包，平臺間數(shù)據(jù)傳輸更為流暢。
激光單機(jī)需要在軌長時間開機(jī)，采用了空間抗輻照、抗單粒子等設(shè)計(jì)，有效提高了可靠性及工作壽命?！巴ㄟ^可靠性設(shè)計(jì)，艙間激光通信設(shè)備在衛(wèi)星上的表現(xiàn)，一定能給出一份令人滿意的答卷。”項(xiàng)目組對他們的研究成果充滿信心。
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