Студенты МФТИ разрабатывают компактный космический терминал лазерной связи

Устройство ускорит передачу данных на наземные станции и обеспечит быструю связь между аппаратами. Малые габариты, экономичность и низкое энергопотребление позволят использовать такие терминалы на компактных спутниках CubeSat. Корпус устройства в текущем виде изготовлен из алюминия на фрезерном станке с ЧПУ, часть деталей напечатана на 3D-принтере.

Для взаимодействия объектов на космических орбитах в режиме реального времени нужна скорость передачи данных не менее сотни миллионов бит в секунду и отсутствие помех. Лазерная система, создаваемая молодыми конструкторами Физтех-школа аэрокосмических технологий (ФАКТ) МФТИ, призвана обеспечить качественную связь космическими аппаратами, в первую очередь за счет высокоскоростной пропускной способности, сообщает пресс-служба вуза. В отличие от радиоволн лазерные лучи не так сильно рассеиваются. Плотность излучения в целевом секторе выше, чем у радиопередатчиков, что позволяет обходиться без многометровых приемников.

«На текущий момент мы работаем над четвертой версией макета терминала космической связи для малых аппаратов формата CubeSat. Главный оптический тракт терминала состоит из телескопа, пьезоэлектрического зеркала, бим-сплиттера, разделяющего сигнальное и маяковое излучения. Маяковое излучение попадает на длиннофокусную собирающую линзу, фокусирующую его на четырехквадрантном фотодиоде с помощью двух серебряных зеркал. Излученное сигнальное излучение попадает в коллиматор, заводящий его в оптоволокно. Собственное маяковое излучение выводится через коллиматор, закрепленный спереди корпуса», — рассказал соавтор проекта, студент пятого курса ФАКТ МФТИ Иван Колесников.

Потребляемая мощность прибора составляет 15 Вт, скорость передачи данных — 100 Мбит/с, расстояние связи достигает 1500 километров. Для управления терминалом студенты разработали и изготовили печатные платы.

«Одна из плат выделена для считывания и обработки сигнала с четырехквадрантного фотодиода. Для передачи данных используется протокол SPI. На главной плате располагаются цепи питания, драйверы маякового и сигнального лазеров, цифро-аналоговый преобразователь для управления платой драйвера пьезоэлектрического зеркала, а также три микроконтроллера — управляющий всеми системами, управляющий приемом/отправкой информации и управляющий зеркалом», — пояснил Иван Колесников.

Работоспособность плат студенты проверили на специально собранном испытательном стенде, состоящем из внешнего лазера, осциллографа и двух поворотных поляризационных фильтров. Четвертая версия терминала будет обладать улучшенной оптической системой, улучшенной компоновкой и электрической системой, совместимой с реальным аппаратом. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.