從深空探測實(shí)驗(yàn)室獲悉，由該實(shí)驗(yàn)室牽頭研制的天都一號通導(dǎo)技術(shù)試驗(yàn)星日前成功完成具有里程碑意義的技術(shù)驗(yàn)證——在太陽光干擾強(qiáng)烈的白晝條件下，實(shí)現(xiàn)地月空間高精度激光測距。
這一突破使我國成為全球首個掌握全時段地月空間激光測距能力的國家，標(biāo)志著我國深空軌道精密測量技術(shù)邁入世界領(lǐng)先行列。
由于地月空間尺度極大、衛(wèi)星運(yùn)動速度極快，對地月空間衛(wèi)星進(jìn)行激光測距相當(dāng)于萬米外瞄準(zhǔn)一根頭發(fā)絲，并實(shí)施精密跟蹤與信號捕獲。傳統(tǒng)的地月空間激光測距受制于太陽背景
輻射干擾，微弱的衛(wèi)星回波信號容易被淹沒在強(qiáng)烈的背景噪聲中，難以被準(zhǔn)確識別和提取，只能在夜間開展作業(yè)。
天都一號團(tuán)隊(duì)攻克了日光背景噪聲抑制、激光信號微弱能量捕獲等核心技術(shù)難題，創(chuàng)新研發(fā)的超窄帶
光譜濾波技術(shù)，成功將太陽光噪聲抑制了6個數(shù)量級，配合自主研發(fā)的高功率脈沖激光器(峰值功率達(dá)千兆瓦級)和自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，使得白晝測距信噪比提升至實(shí)用水平。
“這相當(dāng)于在正午的強(qiáng)光環(huán)境下，精準(zhǔn)捕捉到380,000公里外的一盞燭光。”項(xiàng)目首席科學(xué)家王志剛研究員用形象的比喻解釋道。
實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，此次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了地月空間20厘米級的測距精度，較傳統(tǒng)夜間測距精度提升40%，同時將有效作業(yè)時段延長至全天候，為深空導(dǎo)航建立了全新的時空基準(zhǔn)。
深空探測實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家李航表示："傳統(tǒng)激光測距需避開日光干擾窗口，每天有效作業(yè)時間不足8小時。此次突破使我們獲得24小時連續(xù)測控能力，對月球基地建設(shè)、火星采樣返回等任務(wù)具有里程碑意義。"
此前，歐洲空間局曾嘗試通過升級激光發(fā)射功率突破日光限制，但未能解決信噪比失衡問題。誠然，我國創(chuàng)新采用量子編碼調(diào)制技術(shù)，使信號識別效率提升3個數(shù)量級，相關(guān)成果已形成15項(xiàng)國際專利集群。未來該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將技術(shù)拓展至地火測距，為載人火星探測奠定基礎(chǔ)。
目前，天都一號已轉(zhuǎn)入在軌技術(shù)驗(yàn)證階段，計(jì)劃開展為期一年的空間環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。
隨著我國深空測控網(wǎng)建設(shè)的加快推進(jìn)，未來將形成覆蓋地月空間的"激光導(dǎo)航星座"，也將為載人登月、月球基地建設(shè)等國家重大工程提供精準(zhǔn)的空間基準(zhǔn)服務(wù)。
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