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俄羅斯科學家開發(fā)出高精度激光器,可用于測量衛(wèi)星之間的距離

發(fā)布日期:2018-10-08  華人噴碼網  來源:今日頭條
核心提示最近,俄羅斯圣光機大學(ITMO)的科學家開發(fā)了一種激光器,用于精確測量月球和地球之間的距離。這種激光器的短脈沖持續(xù)時間和高功率有助于減少確定到月球的距離只有幾毫米的誤差。該數(shù)據(jù)可用于根據(jù)月球質量影響指定
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最近,俄羅斯圣光機大學(ITMO)的科學家開發(fā)了一種激光器,用于精確測量月球和地球之間的距離。這種激光器的短脈沖持續(xù)時間和高功率有助于減少確定到月球的距離只有幾毫米的誤差。該數(shù)據(jù)可用于根據(jù)月球質量影響指定人造衛(wèi)星的坐標,使導航系統(tǒng)更加準確。
美國的GPS衛(wèi)星導航和俄羅斯的GLONASS(格洛納斯)導航系統(tǒng)都基于對地面物體和若干人造衛(wèi)星之間距離的精確測量。衛(wèi)星坐標必須盡可能準確,以確保精確的物體定位。此外,月球的質量會影響衛(wèi)星的軌跡。因此,在計算衛(wèi)星位置時必須考慮月球坐標。通過用激光定位儀測量到月球的距離來獲得月球坐標。這種定位器的精度取決于激光器的特性。例如,脈沖越短,激光束發(fā)散越小,測量激光與月亮之間的距離就越容易。
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來自ITMO大學激光物理研究所的科學家開發(fā)出一種用于月球定位器的激光器,能夠測量到月球的距離,誤差范圍為幾毫米。該激光器具有相對較小的尺寸,低輻射發(fā)散度以及短脈沖持續(xù)時間,高脈沖能量和高脈沖重復率的獨特組合。激光脈沖持續(xù)時間為64皮秒,比一秒短近160億倍。確定遠距離輻射亮度的激光光束發(fā)散度接近理論極限; 它比類似設備描述的指標低幾倍。
“實際上,制造脈沖持續(xù)時間為幾十皮秒的激光在技術上已經不再困難,”激光物理研究所的工程師,ITMO大學光子學院的博士生Roman Balmashnov說。“然而,我們的激光輸出脈沖能量至少比其模擬產品高兩倍。綠色波長為250毫焦耳,紅外波長為430毫焦耳。我們設法實現(xiàn)200 Hz的高脈沖重復率和能量穩(wěn)定性,所以脈沖能量不會因脈沖而異。“
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新型激光器將用于GLONASS導航系統(tǒng)的月球激光定位儀。這樣就可以實時校正衛(wèi)星坐標,使俄羅斯導航系統(tǒng)更加準確。定位用戶時的誤差范圍可能會縮小到10厘米。
“我們開發(fā)的激光器是一個比較前沿的幾個標準。根據(jù)我們的數(shù)據(jù),它是世界上最強大的脈沖周期皮秒激光輻射源。除了嚴格的測距應用,這類激光器可以用于成像軌道物體,例如衛(wèi)星或空間碎片,“ITMO大學激光物理研究所所長Andrey Mak表示。

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