ЛАЗЕРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ГЕОСТАЦИОНАРНЫМ СПУТНИКОМ ARTEMIS ЧЕРЕЗ ТОНКИЕ ОБЛАКА

Рубрика: 
Космическая навигация и связь
Кузьков, В, Кузьков, С, Содник, З
Косм. наука технол. 2016, 22 ;(4):38-50
https://doi.org/10.15407/knit2016.04.038
Мова публікації: Английский
Анотація: 
В июле 2001 г. был запущен геостационарный (ГЕО) спутник ARTEMIS с лазерным коммуникационным терминалом на борту, которым впервые в мире проведены лазерные коммуникационные сеансы между спутником ARTEMIS и низкоорбитальным спутником SPOT-4. Проводились также лазерные коммуникационные эксперименты между наземной оптической станцией (НОС) ЕКА и спутником ARTEMIS в различных атмосферных условиях. Объемы информации, передаваемые с ГЕО-спутников, быстро увеличиваются, и возникает потребность в скоростных каналах связи между НОС и ГЕО-спутниками. Для лазерной коммуникации с наземной станции на спутник важными параметрами есть влияние атмосферной турбуленции в различных атмосферных условиях и конструктивные особенности.
              Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины разработала прецизионную систему коррекции движения 0.7-м телескопа АЗТ-2 и компактный лазерный коммуникационный терминал для лазерных атмосферных и коммуникационных экспе- риментов с геостационарными спутниками. Специаль- ное программное обеспечение позволяет сопровождать спутник по расчетной орбите с помощью компьютера. Ряд лазерных экспериментов с ARTEMIS проводился в частично облачных условиях. При этом наблюдалось сильное расщепление изображений от лазерного маяка спутника ARTEMIS, возможной причиной которого есть рамановское рассеяние фотонов на молекулах воды. Рамановское рассеяние приводит к изменению длины волны фотонов излучения и к различным значениям ко- эффициента преломления смещенных по длине волны фотонов в направлении меридиана, подобно аномальной атмосферной рефракции вблизи горизонта. Оценено атмосферное ослабление и влияние турбуленции атмосферы на результаты наблюдений. 
Ключові слова: атмосфера, лазерная коммуникация, облака, рассеивание, спутник
Полный текст (PDF)
References: 
1. Alonso A., Reyes M., Sodnik Z. Performance of satellite-toground communications link between ARTEMIS and the Optical Ground Station // Proc. SPIE. — 2004. — 5572. — P. 372.
2. Don Boroson M. Overview of the Lunar Laser Communication Demonstration // Proc. International Conference on Space Optical Systems and Applications (ICSOS) 2014. Kobe, Japan, May 7 — 9. — 2014. S1-2. — P. 1—7.
3. Hauschildt H., Garat F., Greus H., et al. European Data Relay System – one year to go! // Proc. International Conference on Space Optical Systems and Applications (ICSOS) 2014, Kobe, Japan, May 7—9. — 2014. S1-3. — P. 1—5.
4. Jono T., Takayama Y., Kura N., et al. OICETS on-orbit laser communication experiments // Proc. SPIE. — 2006. — 6105. — P. 13—23.
5. Kuzkov S., Sodnik Z., Kuzkov V. Laser communication experiments with ARTEMIS satellite // Proceedings of 64th International Astronautical Congress (IAC), 23—27 September 2013 in Beijing, China, B2.3.8., IAC. — 2013. — P. 3180 — 3187.
6. Kuzkov V., Andruk V., Sizonenko Yu ., Sodnik Z. Investigation of Atmospheric Instability for Communication Experiments with ESA's Geostationary Satellite ARTEMIS // Kinematics and Physics of Celestial Bodies. Supl. — 2005. — N 5. — P. 561—565.
7. Kuzkov V., Andruk V., Sodnik Z., et al. Investigating the correlation between the motions of the images of close stars for laser communications experiments with the Artemis satellite // Kinematics and Physics of Celestial Bodies. — 2008. — 24, N 1. — P. 56—62.
8. Kuzkov V., Kuzkov S., Sodnik Z., Caramia V. Laser experiments with ARTEMIS satellite in cloudy conditions // Proc. International Conf. Space Optical Systems and Applications (ICSOS) 2014, Kobe, Japan, May 7—9. — 2014. — S 4-4. — P. 1—8.
9. Kuzkov V. P., Nedashkovskii V. N. A receiver with an avalanche photodiode for the optical communication channel from a geostationary satellite // Instrum. and Exp. Techn. — 2004. — 47, N 4. — P. 513—515.
10. Kuzkov V., Sodnik Z., Kuzkov S., et al. Laser communication experiments with a geostationary satellite from a ground telescope // Space Sci. and Technol. — 2008. — 14, N 2. — P. 51—55.
11. Kuzkov V., Volovyk D., Kuzkov S., et al. Realization of laser experiments with ESA’s geostationary satellite ARTEMIS // Space Sci. and Technol. — 2010. — 16, N. 2. — P. 65— 69.
12. Kuzkov V., Volovyk D., Kuzkov S., et al. Laser Ground System for Communication Experiments with ARTEMIS // Proceedings of International Conference on Space Optical Systems and Applications (ICSOS-2012), October 9—12, Corsica, France. — 2012. — 3-2. — P. 1—9.
13. Lange R., Smutny B. Homodyne BPSK-based optical inter-satellite communication links // Proc. SPIE. — 2007. — 6457. — P. 645—703.
14. Motzigemba M. Improvement of information latency in EO-Missions with the use of hybrid Laser/RF systems // Proc. 64th Int. Astronautical Congress, Beijing, China. 2013. IAC. — 2013. — B2.3.9. — P. 1—4.
15. Reyes M., Alonso A., Chueca S., et al. Ground to space optical communication haracterization // Proc. SPIE. — 2005. — 5892. — P 589202-1 — 589202-16.
16. Reyes M., Sodnik Z ., Lopez P., et al. Preliminary results of the in-orbit test of ARTEMIS with the Optical Ground Station // Proc. SPIE. — 2002. — 635. — P. 38—49.
 17. Romba J., Sodnik Z., Reyes M., et al. ESA’s Bidirectional Space-to-Ground Laser Communication Experiments // Proc. SPIE. — 2004. — 5550. — P. 287—298.
18. Smutny B., Kaempfner H., Muehlnikel G., et al. 5.6 Gbps optical inter-satellite communication link // Proc. of SPIE. — 2009. — 7199. — P. 719—906.
19. Sodnik Z., Furch B., Lutz H. The ESA Optical Ground Station – Ten Years Since First Light // ESA bulletin — November 2007.― N 132. — P. 34—40.
20. Sodnik Z., Smit H., Sans M., et al. Results from a Lunar Laser Communication Experiment between NASA's LADEE Satellite and ESA's Optical Ground Station // Proc. Int. Conf. on Space Optical Systems and Applications (ICSOS) 2014, Kobe, Japan, May 7—9. — 2014. — S2-1. — P. 1—9.
21. Tolker-Nielsen T., Oppenhauser G. In-orbit test result of an operational optical inter satellite link between ARTEMIS and SPOT4, SILEX.// Proc. SPIE. — 2002. — 4635. — P. 1—15.
22. Toyoshima M., Yamakawa S.,Yamawaki T., et al. Groundto-satellite optical link tests between the Japanese laser communication terminal and the European geostationary satellite ARTEMIS // Proc. SPIE. — 2004. — 5338A.
23. Toyoshima M., Yamakawa S., Yamawaki T., et al. Longterm statistics of laser beam propagation in an optical ground-to-geostationary satellite communications link // IEEE Trans. on Antennas and Propagation. — 2005. — 53. — 2. — P. 842—850.