上海天文臺千赫茲瓦級皮秒激光測距系統實現對空間碎片目標高精度測量
文章來源：上海天文臺 | 發布時間：2024-10-29 | 【打印】 【關閉】
按照國家推動西部大開發的號召和我國西部地區優良的天文觀測條件，中國科學院上海天文臺與紫金山天文臺聯合改造德令哈青海觀測站1.2米望遠鏡，利用瓦級的皮秒激光器實現了對空間碎片的高精度激光測距，空間碎片目標測量最遠距離1620.5 km，雷達散射截面積(RCS)為2.41㎡，測距精度達到10.64 cm。在國際上率先實現了單套激光器系統既可開展合作目標衛星厘米級高精度測距，又可實現高精度空間碎片觀測，相關研究成果發表在國際中文SCI期刊《紅外與毫米波學報》（Infrared Millim. Waves）上。
空間碎片占據了大量的空間軌道資源，伴隨著后續碰撞，形成更多的碎片垃圾，對在軌航天器會造成極大的影響，為了保證在軌航天器的穩定運行，需要通過對空間碎片的位置信息進行實時精確測量，達到對碎片的預警和規避。激光具有方向性好，發散角小，抗干擾強等特點，適合遠距離目標高精度測量。利用皮秒激光的大氣傳輸特性，上海天文臺提出發展皮秒脈寬空間碎片測量技術，提高空間碎片的測量精度。本次觀測采用能量僅1.2 mJ 功率1.2W的 1 kHz 的皮秒激光對衛星與空間碎片進行了測距，實現了對帶有反射器的合作目標的厘米級測距和對碎片目標的分米級測距。
這是目前為止在我國西部高海拔率先以高重頻低功率激光的激光測距系統實現對空間碎片目標高精度測量，體現了皮秒激光及高海拔大口徑望遠鏡測量優勢，為我國西部地區開展空間目標激光測距提供了參考，也為空間碎片激光測距系統選址與空間碎片監視能力的提升提供了有效途徑，有效支撐了我臺在我國西部地區進行先進時空基準、激光測月與激光深空探測等領域的研究與建設。
此工作得到了中國科學技術大學、中國科學院光電研究所、大恒新紀元科技股份有限公司和河北工業大學等相關單位的支持。
德令哈青海觀測站1.2米望遠鏡外景圖???????????????????????空間碎片測量實時測量圖
空間碎片測量結果統計：(a) 測量結果分布圖；(b) 測距 精度分布圖
論文鏈接：
http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023273?st=search
科學聯系人：
龍明亮，中國科學院上海天文臺， 手機號碼：18021071063
張海峰，中國科學院上海天文臺， 手機號碼：13764955135
