近日,由佛山科创团队光维(广东)科技有限公司联合北京控制工程研究所和清华大学精密仪器系研制的双光梳绝对测距载荷,随天舟九号货运飞船对接中国空间站并圆满完成在轨测量任务。相关成果于4月20日发表于期刊《Light: Science & Applications》,成为国际上首个报道的在太空环境运行的双光梳测距装置。
光维科技作为本次任务的工程化单位,与北京控制工程研究所和清华大学精密仪器系紧密合作,推动了此项技术从实验室研发到航天工程应用的跨越。
距离测量的性能直接决定了空间诸多重大装备的服役性能,例如分布式空间望远镜、编队飞行星座、干涉式对地观测载荷、可展开空间机构等重大航天工程,都依赖高精度绝对距离测量。当前星载测距技术(如飞行时间法、相位法)一般只能实现厘米至毫米级测量精度,在精度提升上存在显著技术瓶颈。双光梳测距技术能在长距离下保持微米级的精密度,并且可以直接继承星载原子钟的计量准确度,是面向未来空间精密测量的重要技术方向之一。
本次在轨测量的双光梳绝对测距载荷,由清华大学、北京控制工程研究所、光维(广东)科技有限公司联合研制,在中国载人航天工程办公室和空间技术研究院航天新技术项目办公室的指导下实施。随天舟九号发射升空后,于2025年7月15日完成与中国空间站天和核心舱对接并启动试验。载荷安装于舱外,直接面对真空、辐照、原子氧、昼夜温差等复杂空间环境。在此条件下,系统持续获得稳定干涉信号,并在数月期间完成多次测距试验,测距性能稳定。
在轨试验数据显示,系统在1 kHz刷新率下实现了13 μm测距精密度,平均至1 Hz后优于0.5 μm。试验数据将为未来空间探索任务提供关键技术参数,助力于我国在深空探测、对地遥感以及航天器在轨组装维护等领域的技术发展。测试结果也表明,双光梳绝对测距技术已从地面工程化产品正式迈向面向太空环境的宇航级产品。对于未来需要高精度位姿测量的空间任务而言,这项进展具有里程碑式意义。
光维科技在国内率先开展光频梳精密测量产业化,以打造可工程化落地的国产高性能绝对测距仪器为目标。此次双光梳在轨测距成果,是团队持续推进基础研究与工程应用结合的阶段性进展,也为我国未来进一步发展高精度空间测量与空间科学仪器提供了新的技术支撑。