Меснянкин Е.П., Потапов С.Л., Потапова Н.И. «Особенности построения оптикомеханического тракта дуплексной космической оптической линии связи» Оптический журнал, 91, № 9, с. 5-17 (2024)

Предмет исследования. Схемы построения оптико-механического тракта дуплексной лазерной космической связи (с общим приемо-передающим каналом и с раздельными каналами приема и передачи). Цель работы. Разработка оптико-механического тракта для создания космической оптической линии связи при использовании промышленно выпускаемых источников и приемников излучения, применяемых в волоконно-оптических линиях связи, с учетом особенностей распространения лазерного излучения в космическом пространстве при больших дистанциях, на которых устанавливается связь, и скоростях передаваемой информации до 11 Гбит/с. Метод. Численное моделирование основных узлов оптико-механического тракта, в том числе, формирования гауссовых пучков и определения энергетических характеристик информационного излучения в приемном канале, формирования излучения сигнала лазера-маяка для точного наведения на терминал и удержания направления при осуществлении связи. Основные результаты. Предложена конструкция оптико-механического тракта для космической лазерной линии связи с системой наведения и сопровождения абонента, использующая в качестве передающих и приемных устройств трансиверы и волоконные усилители, разработанные для волоконно-оптических линий связи. Проведенные оценки точности наведения и сопровождения показывают возможность осуществлении сеанса связи. Совокупность предложенных решений позволяет осуществлять лазерную связь на расстоянии до 40 000 км для передачи и приема информации со скоростью до 11 Гбит/с. Практическая значимость. Технические решения, предложенные в работе, позволяют проектировать космические терминалы для дуплексной лазерной связи с улучшенными массогабаритными и функциональными характеристиками. Результаты проведенного исследования развивают и дополняют существующие методы создания средств космической связи, что определяет их практическую значимость.

Меденников П.А., Павлов Н.И. «Модель и алгоритм расчета облученности космического объекта излучением Земли» Оптический журнал, 91, № 9, с. 18-28 (2024)

Предмет исследования. Модель излучения Земли для расчета спектральной плотности облученности космического объекта, представляемого полигональной моделью, при его траекторном движении над различными участками земной поверхности с учетом влияния солнечной облученности, климатической зоны, сезонного фактора, облачности, высоты орбиты. Цель работы. Разработка алгоритма расчета спектральной плотности облученности космических объектов, близкого по своим возможностям к MODTRAN и автоматически подстраивающегося под изменяющиеся условия освещения при их движении в околоземном пространстве. Метод. Математическое моделирование излучения Земли, представленной в виде совокупности (суперпозиции) точечных источников – элементарных, послойно расположенных объемных фрагментов атмосферы, опирающихся на фрагмент земной поверхности, с применением инженерных расчетных методик и численных оценок оптических характеристик атмосферы. Основные результаты. Итерационный алгоритм расчета спектральной плотности облученности элементарной площадки (фасета) космического объекта излучением Земли с программным заданием в базе данных параметров, необходимых для вычислений. Работа итерационного алгоритма проиллюстрирована примером расчета интегральной по спектру энергетической облученности находящегося на высоте 300 км космического объекта (фасета), обусловленной исходящим от Земли излучением. Практическая значимость. Представленный итерационный алгоритм расчета спектральной плотности облученности космического объекта с базой данных о параметрах земной поверхности, атмосфере, облачном покрове и др. является важным инструментом для моделирования энергетических отражательно-излучательных характеристик космических объектов в околоземном пространстве.

Азаров С.А., Вензель В.И., Либик Ю.М., Семёнов А.А., Чекаль В.Н., Шевцов С.Е. «Технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью» Оптический журнал, 91, № 9, с. 73-81 (2024)

Предмет исследования. Изготовление линз с асферической поверхностью. Цель работы. Разработка технологии изготовления крупногабаритных асферических линз методом малоразмерного инструмента. Метод включает в себя предварительное формообразование асферической и сферической поверхностей, полировку асферической поверхности методом малоразмерного инструмента, изготовление специальной технологической оправы для линзы, позволяющей вести обработку сферической поверхности и промежуточную центрировку асферической поверхности в технологической оправе, формообразование сферической поверхности, центрированной относительно базовых поверхностей технологической оправы, полирование сферической поверхности, установку линзы в рабочую оправу и центрировку линзы в рабочей оправе с обработкой базовых поверхностей оправы. Основные результаты. Проведен анализ погрешности центрировки линзы в зависимости от конической постоянной, относительного отверстия и диаметра линзы. Разработана и внедрена технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью. Практическая значимость. Разработанная технология использована при создании высокоразрешающего инфракрасного объектива для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли.

Вензель В.И., Дмитриев И.Ю., Муравьева Е.С., Семёнов А.А. «Технология создания крупногабаритного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов» Оптический журнал, 91, № 9, с. 82-94 (2024)

Предмет исследования. Прогнозирование качества изображения крупногабаритного широкоугольного высокоапертурного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов, методы оптимизации его конструкции, сборки и юстировки. Цель работы. Разработка конструкции объектива, учитывающей влияние оптической однородности, расчетных и технологических допусков формы поверхностей и децентрировки линз на качество изображения и возможность компенсации остаточных аберраций при сборке и юстировке. Метод включает в себя выбор критерия качества изображения и расчет его допустимого снижения, распределение отклонения волнового фронта объектива между погрешностями, вызванными оптической неоднородностью материалов, децентрировкой линз и отклонением формы поверхностей, оценку неоднородности материалов с учетом формы поверхностей и хода лучей в линзах, исследование возможностей схемы объектива с целью компенсации остаточных аберраций, обоснование выбора конструкции объектива с минимальным количеством юстировочных подвижек линз. Основные результаты. Сформулированы критерии при выборе допусков на оптическую однородность материалов. Показана возможность создания высокотехнологичной насыпной конструкции шестилинзового объектива из оптических кристаллов, изготовленного по существующим технологиям. Практическая значимость. Предлагаемые технические решения были апробированы при создании высокоразрешающих объективов для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли из космоса.