В МГТУ им. Н.Э. Баумана разработали лазерную локационную систему с адаптивным контуром, которая позволяет измерить и компенсировать искажения, вносимые турбулентной атмосферой в волновой фронт излучения при лазерной локации удаленных объектов. Разработанная лазерная локационная система с адаптивным контуром совместно с дальномерным каналом позволяет проводить калибровку радионавигационной аппаратуры малых космических аппаратов и уточнять данные об их пространственных координатах на орбите.
Разработка «Адаптивная оптическая локационная система с прецизионным фотоприемным устройством, работающим в режиме счета фотонов в ближнем ИК-диапазоне» стала результатом развития стратегического направления «Фотоника» программы развития МГТУ им. Н.Э. Баумана в рамках программы государственной поддержки университетов «Приоритет-2030».
Технологии фотоники активно развиваются и применяются в разных сферах: промышленности, медицине, ИТ, безопасности, сельском хозяйстве, строительстве и многих других. Одной из перспективных областей применения микрофотоники является практическая космонавтика. Платформа CubeSat используется для создания малых космических аппаратов (МКА), неотъемлемой частью которых являются антенны для передачи сигналов между ними и абонентами. В зависимости от назначения полезной нагрузки на космический аппарат могут быть установлены антенны различных конфигураций.
Одной из задач, решаемых аппаратурой МКА, является восстановление вертикальных профилей температуры, давления, влажности атмосферы с помощью радиозатменного зондирования атмосферы. При радиозатменном зондировании измеряется рефракция радиоизлучения в атмосфере Земли. Рефракция приводит к тому, что фактический путь движения навигационного сигнала отличается от прямой линии, соединяющей две точки, — навигационный спутник и приемник, расположенный на МКА.
Для восстановления параметров атмосферы необходимы следующие измерения: псевдодальности, псевдофазы и амплитуды навигационного сигнала, высокоточные координаты МКА, измеренные с помощью метода лазерной локации. Для реализации метода лазерной локации и получения информации о дальности до МКА используют локационные станции и оптические ретрорефлекторы, устанавливаемые на объекты локации.
Использование спутниковой лазерной дальнометрии МКА совместно с разработанной адаптивной оптической локационной системой с прецизионным фотоприемным устройством позволяет провести калибровку радионавигационной аппаратуры МКА и повысить точность пространственных координатах МКА на орбите. Точные параметры орбиты МКА дают возможность восстановления вертикальных профилей метеопараметров атмосферы (температура, давления, влажность).
Основой адаптивной оптической локационной системой с прецизионным фотоприемным устройством является уникальный, разработанный в МГТУ им. Н.Э. Баумана высокочувствительный датчик волнового фронта (ДВФ) на основе электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и скоростной камеры. Такой ДВФ позволяет регистрировать слабые сигналы, отраженные при локации от удаленных объектов.
Разработанная адаптивная оптическая локационная система с ДВФ на основе ЭОП позволяет осуществлять локацию околоземного пространства и космических аппаратов, а также позволяет получать высококачественные изображения орбитальных объектов за счет компенсации искажений, вносимых турбулентностью атмосферы.
