Точность несмотря на размер: кубсаты от Aerospace и Spire Global овладели оптической связью

В конце февраля – начале марта компании Aerospace и Spire Global практически одновременно сообщили об успешной демонстрации оптической межспутниковой связи между кубсатами. Инженеры обеих компаний на протяжении нескольких лет работали над миниатюризацией и испытаниями ключевых компонентов для достижения этого результата.

Телеметрия, подтвердившая в конце 2024 года точное наведение лазерного луча между двумя шестьюнитовыми кубсатами LEMUR компании Spire, стала «поразительным достижением команды», заметил Томас Кэрролл, инженер по системам управления, наведения и навигации. Ранее оптическая связь использовалась исключительно на крупных спутниках, чья масса и размеры в сотни раз превышают параметры кубсатов.

«Ключевым фактором является размер», — отметил Даррен Роуэн, руководитель департамента малых спутников компании Aerospace. По его мнению, уменьшение габаритов технологии позволит снизить издержки и расширить спектр возможных приложений — от научных исследований до коммерческих услуг. Оптическая связь предоставляет возможность передачи данных «быстрее и надёжнее по сравнению с традиционными подходами», добавил Кэрролл.

Однако внедрение данной технологии сопряжено с серьёзными вызовами. Для установки и поддержания лазерной связи кубсаты должны иметь прецизионное наведение друг на друга, а управление энергопотреблением и теплоотводом в компактном корпусе требует нестандартных решений. «Мощность лазера не зависит от размера системы», — пояснил Тодд Роуз, руководитель направления лазерных технологий Aerospace. «Обеспечение необходимой энергии и отведение тепла в корпусе размером с обувную коробку — это серьёзная задача».

27 февраля Aerospace объявила, что её кубсаты, оснащённые коммерческими компонентами и фирменным оптическим терминалом, установили двустороннюю связь на дистанции в 560 км. Скорость передачи достигала 312.5 Мбит/с без коррекции ошибок и 25 Мбит/с при безошибочной передаче. Первые стабильные соединения были достигнуты в конце декабря — начале января. Сейчас продолжаются дополнительные испытания, включая сужение луча для увеличения дальности и скорости передачи.

3 марта Spire сообщила об успешном обмене данными между двумя кубсатами LEMUR, находившимися на орбите на расстоянии 1000 км друг от друга. Для этого компания разработала звёздные датчики, повысившие точность наведения спутников в 10 раз, а также новые алгоритмы управления. Работа над миниатюрными оптическими терминалами велась с 2019 года при поддержке Европейского и Британского космических агентств.

Первые кубсаты LEMUR с оптическими модулями завершили свои миссии, но в марте на орбиту были выведены два новых аппарата, а третий планируется запустить до конца года. Spire намерена проверить передачу данных на расстоянии до 5000 км и начать предоставление услуг клиентам.

Оптическая связь не только ускорит передачу данных, но также расширит возможности применения группировок кубсатов — от мониторинга Земли до фундаментальных исследований.

Источник: iXBT