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World File Search System激光通信
激光交联任务编队飞行的 6U 纳米卫星设计
随着近年来星载数据量的不断增长，自由空间光学 (FSO) 或激光通信系统正备受关注，因为它们可以实现超过 1 Gbps 的超高数据速率。使用红外光学终端和纳米卫星的超高速卫星间链路系统 (VISION) 是一项技术演示任务，旨在建立和验证使用两颗编队飞行的 6U 纳米卫星的激光交联系统。最终目标是在数千公里的距离上实现 Gbps 级的数据速率。为了建立空间对空间激光通信，每个卫星的有效载荷光轴应在交联过程中精确对齐。有效载荷是激光通信终端 (LCT)，包括可部署空间望远镜 (DST)，它可以提高光学链路性能。6U 纳米卫星总线采用商用现货 (COTS) 组件设计，以实现敏捷系统开发。为了实现精确的编队飞行，该平台配备了带有 GNSS 接收器和 RF 交联器的相对导航系统、星跟踪器、3 轴反作用轮 (RW) 和推进系统。提出的激光交联系统概念将有助于未来构建具有高速和安全链路的 LEO 通信星座。
空间光通信的未来展望
摘要 - 自太空时代开始以来，NASA 一直是开发太空通信和导航技术的领导者——尤其是在阿波罗登月任务和 NASA 首次进入深空期间。为了支持未来的探索和科学需求，NASA 正在逐步引入光通信技术来增强其射频 (RF) 系统。光通信将通过提供高数据速率和更好的长距离导航来实现新的科学和探索任务。NASA 已经进行了几次光通信演示，包括月球激光通信演示 (LLCD)、激光通信中继演示 (LCRD) 和太字节红外传输 (TBIRD) 系统。从历史上看，NASA 曾与喷气推进实验室 (JPL) 和麻省理工学院林肯实验室 (MIT/LL) 合作开发光通信技术。除了开展光通信外，NASA 的空间通信和导航 (SCaN) 计划正在经历范式转变，从政府拥有和运营的网络转向尽可能使用商业服务。美国宇航局空间技术任务理事会 (STMD) 与 SCaN 合作，确定了支持未来空间通信和导航所需开发的关键技术，包括增强型射频、光学和第三代合作伙伴 (3GPP) 蜂窝功能以及高速网络。本文简要介绍了一些当前和即将进行的光学演示，并概述了 STMD 对 2030 年以后光通信和导航的设想。
639 nm 瓦级声光 Q 开关 Pr:YLF 激光器
高能脉冲可见光激光器在各种应用中都有很高的需求，包括但不限于光学显微镜 [ 1 ]、激光显示器 [ 2 – 4 ]、医疗应用 [ 5 ] 和激光通信 [ 6 ]。此外，高功率、高光束质量的红光激光器可以作为掺杂 Cr 3 和 Ho 3 离子的透明材料的泵浦源，例如 Cr:LiSAF（Cr 3 :LiSrAlF 6 ）[ 7 ] 和 Ho:ZFG（Ho 3 掺杂的氟化锆玻璃）[ 8 ]。早期研究中，产生红光常用的技术是利用非线性光学晶体如KTP（KTiOPO 4 ）、LBO（LiB 3 O 5 ）等，通过Nd 3 掺杂激光晶体产生1.3 μm基频激光[9，10]。该方法已被许多研究者报道，利用Q开关操作调节脉冲宽度，输出功率大多在数百毫瓦范围内。到目前为止，已报道了一些稀土离子掺杂晶体，如Pr 3 、Dy 3 和Sm 3 离子，在红色光谱区产生有效发射[11]。近年来，通过蓝色激光源泵浦Pr 3 掺杂激光材料直接产生红光技术发展迅速，具有结构紧凑、转换效率高、稳定性好等优点。 Pr3掺杂材料由于其大的发射截面和四能级激光系统可见光跃迁，已被证明是直接产生可见激光辐射最有效的解决方案之一[12]。
IAC-21-B2.2 第 1 页，共 5 页 IAC-21-B2.2 开发...
摘要 自由空间光通信正在成为一项成熟的技术，近几年已在太空中进行了多次演示。日本国家信息通信技术研究所 (NICT) 在过去三十年中进行了多项最重要的在轨演示。然而，这项技术尚未得到广泛的商业应用。为此，NICT 目前正致力于开发一种小型激光通信终端，该终端可安装在超小型卫星上，同时还兼容各种其他不同平台，满足广泛的带宽要求。该设计采用的策略是创建一个多功能激光通信终端，无需大量定制即可在多种场景和平台上运行。本文介绍了 NICT 目前为开发该终端所做的努力，并展示了已经为初步测试开发的原型，并对其进行了描述。这些测试将首先包括使用无人机进行性能验证，目的是将原型安装在高空平台系统 (HAPS) 上，以建立 HAPS 与地面之间的通信链路，然后与地球静止轨道 (GEO) 进行通信，从而覆盖广泛的操作条件。对于这些测试，在前一种情况下，无人机的终端是一个简单的发射器，而 HAPS 的终端是可移动的地面站；在后一种情况下，终端是 GEO 卫星 ETS-IX，预计 NICT 将于 2023 年发射。关键词：自由空间光通信、无线通信、空间激光通信、小型化终端
超人类空间：Shell-Tech
臂力器 [5]；变色龙 4 (扩展，红外，+20%) [24]；粘附 [20]；DR 40 (电磁，+20%；不能穿盔甲，-40%) [160]；无法呼吸 [20]；增强移动 7 (空间；牛顿，-50%) [70]；增强追踪 3 [15]；额外手臂 2 (超级灵活，+50%；长，+4 SM，+400%) [110]；超级灵活的长臂 (+4 SM) [90]；额外腿 (4 条腿；长，+2 SM，+200%；暂时劣势，无精细操纵器，-30%) [14]；额外攻击 1 [25]；飞行 (牛顿太空飞行, +25%; 需要低重力, 0.5 G, -25%) [40]; 高痛觉阈值 [10]; 红外视觉 [10]; 天生攻击 2 (燃烧; 准确度 +6, 30%; 护甲因子 (2), +50%; 射程增加 ¥10, +30%; 射程增加至 ¥50, 1/2D 仅限, +10%; 急速射击, RoF 3, +50%) [27]; 机器 [25]; 瞬膜 2 [2]; 完美平衡 [15]; 压力支持 2 [10]; 保护感知 (视觉) [5]; 辐射耐受性 5 [10]; 密封 [15]; 电信 (电缆插孔; 视频, +40%) [7]; 电信 (激光通信) [15];电信 (无线电; 安全, +20%; 视频, +40%) [16]; 温度耐受性 10 [10]; 减少消耗 4 (每月加油一次) [8]; 耐用
用于卫星上行链路和下行链路的激光器
摘要：美国国防部使用受激辐射光放大（即激光或激光器）并非新鲜事，包括激光武器制导、激光辅助测量，甚至将激光用作武器（例如机载激光器）。激光用于电信支持也并非新鲜事。光纤中激光的使用已经颠覆了人们对通信带宽和吞吐量的认识。甚至在太空中使用激光也不再是新鲜事。激光正用于卫星到卫星的交联。激光通信可以使用数量级更少的功率传输数量级更多的数据，并且可以将发送和接收终端的暴露风险降至最低。新颖之处在于使用激光作为卫星系统地面部分和空间部分之间的上行链路和下行链路。更重要的是，使用激光在移动的地面部分（例如海上的船舶、飞行中的飞机）和地球同步卫星之间发送和接收数据正在蓬勃发展。本文探讨了使用激光作为连接地面和太空系统的卫星通信信号载体的技术成熟度。本文的目的是制定关键性能参数 (KPP)，为美国国防部近期卫星采购和开发的初始能力文件 (ICD) 提供参考。通过了解使用激光而不是传统射频源作为卫星上行和下行信号载体的历史和技术挑战，本文建议美国国防部使用激光从需要保持低检测、拦截和利用概率的移动平台发送和接收高带宽、大吞吐量数据（例如，航母战斗群穿越敌对作战区域，无人机在敌方区域上空收集数据）。本文还打算确定商业部门的早期采用者领域以及可能适应使用激光进行传输和接收的领域。
用于太空平台的多个同步光学链路
太空自由空间光通信 (FSOC)，或称激光通信，在带宽、尺寸、重量、功耗节省以及不受管制的频谱方面，比射频 (RF) 通信具有关键优势。与 RF 通信相比，理论和演示的激光通信系统在 SWaP 相似或相同的情况下，数据速率更高。新的太空网络架构，例如 SpaceX 和 Telesat 等公司目前正在部署的宽带星座，利用光学卫星间链路来提高系统总吞吐量并减少地面站数量，从而降低整体系统成本。除了 LEO 之外，Artemis 计划基础设施还包括猎户座太空舱和地球之间的光通信中继，最终计划扩展到月球轨道器以实现连续表面覆盖。尽管性能优势明显且在各个应用中的采用率不断提高，但最先进的 RF 通信系统目前的表现优于激光通信系统，部分原因是光通信系统无法支持多个同时链路。频率重用、访问方法和动态波束形成等技术使 RF 通信系统能够绕过带宽限制并与网络内的其他节点（例如多个地面站、用户终端等）建立同时链接。这项工作着眼于将此功能扩展到激光通信系统，评估支持多个同时光链路所需的技术，并量化网络配置中多用户激光通信的影响。我们开发了一个模型来模拟这种系统的性能，并根据现有模型和数据对其进行验证。然后将该模型应用于 LEO 和深空网络场景，该场景分析不同的访问方法、网络配置和终端技术，例如光纤放大器与光子集成电路。我们进行权衡研究以确定所提方法的局限性和约束。然后，我们根据关键性能参数为每种场景提出架构建议。例如，我们发现对于 LEO 情况，一组四颗 6U 立方体卫星可以在网状网络配置中通过波分多址实现 12 Gbps 的总系统吞吐量。此外，通过使用基于光子的收发器而不是基于光纤的收发器，可以额外节省约 2.5 倍的质量。
新闻稿 - 空中客车防务与航天荷兰公司
TNO 和空中客车 DS NL 签署谅解备忘录，将太比特光学地面站 (OGS) 推向市场 莱顿，2020 年 12 月 4 日——TNO 和空中客车防务与航天荷兰公司（Airbus DS NL）签署了谅解备忘录（MoU）。该备忘录确认了双方致力于共同努力将突破性的太比特光通信自适应终端 (TOmCAT) 技术商业化，该技术将实现地面站和卫星之间的高吞吐量激光通信。通过提供空间宽带连接，TOmCAT 为快速增长的数据需求提供了安全高效的解决方案。 合作承诺 通过签署谅解备忘录，TNO 和空中客车 DS NL 现已正式承诺继续在目前正在开发的 TOmCAT 项目中进行合作。一旦该技术在两个项目合作伙伴密切合作的演示项目中被证明有效，地面终端的系统架构设计将准备就绪。空中客车 DS NL 将利用这些设计生产商用地面站，使电信行业能够利用这种尖端的高通量技术。最近签署的谅解备忘录确认了合作伙伴继续合作直至可销售产品的计划。 确认 TOmCAT 的领先地位是确立荷兰在尖端光通信技术领域的领先地位的机会。TNO 与空中客车 DS NL 的持续合作关系有助于巩固这一地位。“我很高兴我们能够继续与空中客车 DS NL 保持信任关系，共同将 TOmCAT 技术推向市场，”TNO 项目经理 Erik Fritz 说道。“将这种高度复杂的技术投入商业使用将确保荷兰继续处于下一代通信的前沿。作为世界上为数不多的致力于这项技术的国家之一，我们很自豪能有另一家荷兰公司与我们分享我们的知识和应用创新。”空中客车 DS NL 产品线经理 Alex Mendes 补充道：“我们在荷兰拥有非常强大的光通信行业和技术集群。加上我们的荷兰
d-orbit签订了与ASI和ESA
Fino Mornasco，意大利，2023年6月22日：太空物流和轨道运输公司D-Orbit在意大利国家复苏和弹性计划（PNRR）的框架内获得了400万合同。这些合同是参与国家项目的绝佳机会，该项目将标志着历史里程碑，并与该行业中一些最令人身材著名，最具创新性的意大利公司合作。Iride Iride是意大利政府发起的欧洲最大太空计划之一，该计划将在欧洲航天局（ESA）的支持下利用国家能力和责任，该计划将管理该项目，以及意大利航天局（ASI）。根据2600万欧元的合同D-Orbit将提供一个SAR（合成孔径雷达）卫星，并将代表最终用户管理其飞行运营部门；该交易还包括一个额外的SAR卫星，价值2400万欧元的选择。SAR传感器将通过一家专门从事高级雷达技术的意大利公司Metasensing实施。d-orbit也是IRIDE计划的“轨道验证中的光学卫星链接”部分的主要内容。对于这份6亿欧元的合同，D-Orbit将提供其轨道转移车辆离子卫星载体，以测试适用于地球图像，天气预测，全球电信和Internet服务等领域的低功率高性能激光通信技术的光学卫星链接（OISL）。OISL将由意大利太空技术启动恒星项目实施。轨道维修D-Orbit也是Thales Alenia Space领导的公司财团的一部分，该公司与ASI签订了2.35亿欧元的合同，参加了第一个国家内部内部服务示范任务。该合同已分配给意大利公司的临时财团；与Thales Alenia Space（合资企业67％Thales，33％的Leonardo），该项目涉及该项目的公司是Avio，Leonardo和Telespazio（合资企业67％Leonardo，33％Thales）。D-Orbit联合创始人兼首席商务官员Renato Panesi评论说：“我们很自豪地与这种能力的公司一起工作。”该任务将包括两颗卫星和相关的地面操作领域，并将进行各种轨道示威活动，从仔细检查，重新定位，加油和解析航天器到轨道上的基础设施和卫星组装。d-orbit将管理与公司专有离子平台以及加油系统的所有目标卫星平台相关的所有活动，并从服务卫星和目标卫星中转移液体。
媒体信息
莱昂纳多澳大利亚公司将通过新的 iLAuNCH Trailblazer 大学计划支持澳大利亚的太空能力，该计划价值超过 1.8 亿澳元。iLAuNCH 代表“创新发射、自动化、新材料、通信和高超音速”，由南昆士兰大学 (UniSQ)、澳大利亚国立大学 (ANU) 和南澳大利亚大学牵头，与莱昂纳多澳大利亚公司和行业合作伙伴合作，以提升澳大利亚的主权太空能力。该项目的目的是将技术商业化，并为当地太空制造开辟一条快速通道，以行业内的技能和专业知识为基础。iLAuNCH 是六个国家级 Trailblazer 计划之一，莱昂纳多澳大利亚公司将通过 iLAuNCH 与澳大利亚国立大学 (ANU) 合作开发用于商业化和太空应用的通信探测器。 “该计划是一个很好的例子，它针对一个非常具体的、以天文学为重点的问题而开发，我们可以将其转变为更广阔的市场，”罗伯特·夏普教授（澳大利亚国立大学，先进仪器技术中心）莱昂纳多将向 iLAuNCH 贡献 SAPHIRA QM 和 OptiTrax 红外光电探测器，它们已经用于开发新的地球观测仪器和下一代光通信系统。OptiTrax 探测器将采用先进的光学和先进的通信技术，以展示太空平台的量子增强能力。通过增加数据的下行链路，这将大大增强航天器和地球之间的数据通信。SAPHIRA QM 探测器将与与澳大利亚国立大学合作创建的 ROSELLA 控制器集成，以提高有效载荷和太空遥感的性能，同时测试仪器在太空环境中的有效性。 “这些技术的开发和应用为莱昂纳多澳大利亚公司开辟了一条商业化道路，增强了通过与墨尔本大学和迪肯大学合作开发太空产品所获得的知识”，莱昂纳多澳大利亚公司董事总经理乔治奥·曼特加扎 (Giorgio Mantegazza) 表示。“莱昂纳多正在寻求为客户创建一个能够进行远程成像和高速数据通信的交钥匙太空解决方案。使用人工智能软件和激光通信支持将提高卫星成像的效率和准确性，从而提高太空观测能力”，他补充道。“这个项目展示了合作的力量，多个合作伙伴致力于将尖端技术商业化。通过 iLAuNCH 和 ANU - 莱昂纳多、Spiral Blue 和 Nominal Systems 都已准备好使其产品符合太空标准并克服太空公司进入的重大障碍”，iLAuNCH 执行董事达林·洛维特 (Darin Lovett) 表示。莱昂纳多的太空技术出现在许多重大国际任务中，包括专注于地球观测和天气现象遥感以及太空探索、通信和导航系统的业务。该公司的能力包括制造卫星和轨道基础设施、生产高科技设备和传感器以及管理卫星服务和推进和发射系统。