【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】按照國(guó)家推動(dòng)西部大開發(fā)的號(hào)召和我國(guó)西部地區(qū)優(yōu)良的天文觀測(cè)條件，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)與紫金山天文臺(tái)聯(lián)合改造德令哈青海觀測(cè)站1.2米望遠(yuǎn)鏡，利用瓦級(jí)的皮秒激光器實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間碎片的高精度激光測(cè)距，空間碎片目標(biāo)測(cè)量最遠(yuǎn)距離1620.5 km，雷達(dá)散射截面積(RCS)為2.41㎡，測(cè)距精度達(dá)到10.64 cm。在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了單套激光器系統(tǒng)既可開展合作目標(biāo)衛(wèi)星厘米級(jí)高精度測(cè)距，又可實(shí)現(xiàn)高精度空間碎片觀測(cè)，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際中文SCI期刊《紅外與毫米波學(xué)報(bào)》(Infrared Millim. Waves)上。
空間碎片占據(jù)了大量的空間軌道資源，伴隨著后續(xù)碰撞，形成更多的碎片垃圾，對(duì)在軌航天器會(huì)造成極大的影響，為了保證在軌航天器的穩(wěn)定運(yùn)行，需要通過(guò)對(duì)空間碎片的位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)精確測(cè)量，達(dá)到對(duì)碎片的預(yù)警和規(guī)避。激光具有方向性好，發(fā)散角小，抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離目標(biāo)高精度測(cè)量。利用皮秒激光的大氣傳輸特性，上海天文臺(tái)提出發(fā)展皮秒脈寬空間碎片測(cè)量技術(shù)，提高空間碎片的測(cè)量精度。本次觀測(cè)采用能量?jī)H1.2 mJ 功率1.2W的 1 kHz 的皮秒激光對(duì)衛(wèi)星與空間碎片進(jìn)行了測(cè)距，實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶有反射器的合作目標(biāo)的厘米級(jí)測(cè)距和對(duì)碎片目標(biāo)的分米級(jí)測(cè)距。
這是目前為止在我國(guó)西部高海拔率先以高重頻低功率激光的激光測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間碎片目標(biāo)高精度測(cè)量，體現(xiàn)了皮秒激光及高海拔大口徑望遠(yuǎn)鏡測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，為我國(guó)西部地區(qū)開展空間目標(biāo)激光測(cè)距提供了參考，也為空間碎片激光測(cè)距系統(tǒng)選址與空間碎片監(jiān)視能力的提升提供了有效途徑，有效支撐了我臺(tái)在我國(guó)西部地區(qū)進(jìn)行先進(jìn)時(shí)空基準(zhǔn)、激光測(cè)月與激光深空探測(cè)等領(lǐng)域的研究與建設(shè)。
此工作得到了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院光電研究所、大恒新紀(jì)元科技股份有限公司和河北工業(yè)大學(xué)等相關(guān)單位的支持。
左圖：德令哈青海觀測(cè)站1.2米望遠(yuǎn)鏡外景圖；右圖：空間碎片測(cè)量實(shí)時(shí)測(cè)量圖
空間碎片測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)：(a) 測(cè)量結(jié)果分布圖；(b) 測(cè)距 精度分布圖
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