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从轨道卫星发射简单的激光有可能吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-07-15 09:59:52

没有一种简单的激光能做到这一点。50mm点是极其困难的。太多的人都有这样的误解,认为激光束不会随着距离而扩散。事实上,它们以两倍波长除以光束初始直径(其中“射线”都是平行的)的角度展开。当从近地轨道(LEO)指向地面时,典型的激光指针光束会扩散到几平方公里的范围,因为初始直径只有一毫米左右。你要的是一个面积比它小100亿倍的地方。

从轨道卫星发射简单的激光有可能吗

顺便说一下,从月球反射器反射回来的光束在地球上的直径约为15公里,与你要求的50毫米光斑相差无几。你会惊讶于要达到这个要求需要什么。你需要初始光束直径超过75英尺,才能在地面上获得50毫米的光斑。你需要大约20年和200亿美元来设计和建造一个带有如此大的望远镜的卫星。它必须折叠成小块才能装在运载火箭上。

如果你在一些非常重要的项目中需要它,你会怎么做?首先,你需要去洛克希德-马丁公司、波音公司和诺斯罗普-格鲁曼公司,向每家公司提交建议书。让他们知道他们正在为你的生意而竞争。如果你第一年在银行没有10亿的存款,没有能力再获得200亿美元,他们会花一个小时看你的招标书,然后把它扔进垃圾桶。也许他们会互相打电话,开怀大笑。

假设您提供了一套完整的规范,并满足了融资需求,他们可能会开始将团队聚集在一起撰写提案。

在一个典型的提议中,你可能会看到这样的情况:在近地轨道上有一颗卫星与地球同步轨道(这意味着它每天至少经过地球上同一地点一次)。注意,我没有说地球静止。这颗卫星的主望远镜反射镜直径为20到25米,大约是詹姆斯·韦伯太空望远镜面积的16倍。想象一下,16个人粘在一起。

从轨道卫星发射简单的激光有可能吗

你要求的50毫米的点将被定义为50%的能量落在地面上将包含在该点在一秒平均周期。这意味着光点会抖动,也会有模糊的边缘。衍射极限望远镜直径由R是到地面光斑的倾斜范围(约1000公里),是光的波长(约500纳米)和d是光斑直径(50毫米)给出。计算一下,你需要一个24.4米直径的望远镜。它需要精确到大约5-10纳米。

然而,最大的问题是将光束指向一个点,同时以每秒几公里的速度移动。忽略大气的影响,你将需要一个大约SUV大小的陀螺稳定系统,以产生一个足够稳定的参考,将光斑控制在50纳米光斑大小的合理部分。增加一个高带宽环路和几个转向镜也许你可以稳定光束。添加一些CMGs(控制力矩陀螺)来控制卫星,你就接近了。你可以在晚上用100毫瓦的激光看到这个光点。每晚你可能会使用这个地方3-5分钟。

预计将支付200 - 500亿美元用于开发和发射卫星,以及更多用于地面操作,以控制卫星并在其使用寿命结束时使其脱离轨道。预计至少有10家航空航天公司参与建造和发射你的卫星。预计地面上的光点会因望远镜的波前误差以及到达地面的路径而严重变形。当然,如果有云,那天晚上你将得不到光束。

你需要获得一些对激光有管辖权的机构的许可。你可以从范登堡空军基地的激光交换所开始,但你的航空承包商可能会帮你搞定。如果你不是政府机构,你可能会被取消整个项目。
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