Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП) разрабатывает компактные лазерные терминалы для внутриспутниковой и межспутниковой оптической связи. В их основе лежат принципиально новые подходы к организации обмена данными — квазибездифракционные лазерные пучки. Задача проекта — снизить энергопотребление, вес и размеры устройств, чтобы встраивать их в малые космические аппараты: CubeSat и микроспутники.
Такая разработка нужна, так как растет число низкоорбитальных группировок спутников и потребность в скоростной передаче данных. Традиционные радиотехнологии ограничены пропускной способностью, а радиоволны подвержены сильному рассеянию. Поэтому для госпрограмм и коммерческих предприятий ОПК (стратегической связи и удаленных регионов) критически нужны высокоскоростные и надежные оптические каналы связи.
«Терминалы, которые проектируются нашей командой, опираются на формирование квазибездифракционного светового пучка с возможностью акустооптического управления — пространственного сканирования. Благодаря этому пучки имеют минимальную расходимость, что позволяет увеличить дальность передачи и снизить энергопотребление. Применение инновационных квазибездифракционных световых пучков позволяет снизить требования к мощности терминала за счет возможности более высокой локализации светового пятна», — рассказал доцент кафедры конструирования и технологий электронных и лазерных средств ГУАП Василий Казаков.
По его словам, квазибездифракционные пучки устойчивы к турбулентности атмосферы и способны самовосстанавливаться после частичного экранирования. Сейчас идет апробация технологии, которая формирует лучи нового типа и управляет ими в пространстве. Это обеспечивает уникальные характеристики канала связи.
Новая технология на основе квазибездифракционных пучков обладает следующими преимуществами:
— повышает эффективность и дальность передачи;
— делает луч устойчивее к турбулентности атмосферы при связи спутник — Земля;
— адаптируется под запросы отечественных предприятий.
Сейчас технологию формирования и пространственного сканирования квазибездифракционных пучков отрабатывают в лаборатории акустооптики ГУАП. Работы идут на экспериментальных акустооптических образцах и стендах собственной разработки. По этой теме у команды уже более 20 научных публикаций и патентных заявок. После отработки технологии решение будут внедрять в реальные образцы терминалов лазерной связи.
Работы ведутся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
Изображение: ГУАП
