近日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)與紫金山天文臺(tái)攜手，對德令哈青海觀測站的1.2米望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了改造升級。此次升級的一大亮點(diǎn)是，團(tuán)隊(duì)成功利用瓦級皮秒激光器，實(shí)現(xiàn)了對空間碎片的高精度激光測距。
據(jù)悉，這次測量取得了顯著成果?？臻g碎片目標(biāo)的最遠(yuǎn)測量距離達(dá)到了1620.5公里，而雷達(dá)散射截面積僅為2.41平方米。更令人矚目的是，測距精度高達(dá)10.64厘米。這一成就標(biāo)志著，單套激光器系統(tǒng)不僅能夠?qū)献髂繕?biāo)衛(wèi)星進(jìn)行厘米級的高精度測距，還能對空間碎片進(jìn)行同樣高精度的觀測。
相關(guān)研究論文已在《紅外與毫米波學(xué)報(bào)》上發(fā)表，充分展示了皮秒激光及高海拔大口徑望遠(yuǎn)鏡在測量領(lǐng)域的優(yōu)勢。這項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，為我國西部地區(qū)開展空間目標(biāo)激光測距提供了新的參考，同時(shí)也為提升空間碎片監(jiān)視能力開辟了新的途徑。
空間碎片問題日益嚴(yán)重，它們不僅占據(jù)了大量的空間軌道資源，還可能引發(fā)連鎖碰撞，產(chǎn)生更多的碎片垃圾，對在軌航天器構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，實(shí)時(shí)精確測量空間碎片的位置信息至關(guān)重要，這樣才能有效預(yù)警并規(guī)避碎片風(fēng)險(xiǎn)。激光技術(shù)因其方向性好、發(fā)散角小、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，成為遠(yuǎn)距離目標(biāo)高精度測量的理想選擇。
此次觀測中，團(tuán)隊(duì)采用了能量僅為1.2毫焦、功率1.2瓦的1千赫茲皮秒激光，成功實(shí)現(xiàn)了對衛(wèi)星與空間碎片的測距。這一成果不僅體現(xiàn)了皮秒激光在大氣傳輸中的優(yōu)異特性，也展示了上海天文臺(tái)在空間碎片測量技術(shù)方面的創(chuàng)新能力。
研究工作得到了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所、河北工業(yè)大學(xué)等多家單位的大力支持。這一成果的取得，不僅是對團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的最好詮釋，也為我國空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。
