Detektor vyvinutý na FJFI úspěšně pracuje už na druhé čínské družici

Řekne-li se dnes globální navigační družicový systém (GNSS), většina z nás si mimoděk představí komerčně nejúspěšnější americký systém GPS. Není to ale jediný fungující systém a postupně mu vyrůstají zdatní konkurenti. V souvislosti s Českou republikou se nejčastěji zmiňuje budovaný evropský systém Galileo, neboť na začátku prosince 2010 bylo rozhodnuto o přesídlení jeho administrativní části do Prahy. Česká republika prostřednictvím pracovníků FJFI a podpory MŠMT ale již několik let přispívá k rozvoji GNSS i mnohem odborněji.

Základním principem činnosti existujících i budovaných GNSS je šíření přesné časové informace rádiovým vysíláním z družic. Přijímač pak rozpoznává jednotlivé časové značky a ze zpoždění signálů od jednotlivých satelitů usuzuje na svoji polohu v prostoru a čase. K tomu je nutné, aby palubní hodiny byly sesynchronizovány jednak mezi jednotlivými družicemi, což je relativně snadné, neboť je mezi nimi prakticky dokonalé vakuum. A jednak aby byly synchronní i vůči hodinám pozemních řídících stanic. To už je komplikovanější úloha, protože proměnná zemská ionosféra představuje pro běžně používané mikrovlnné spojení zdroj nepředvídatelného zpoždění šíření signálu. Proto budou moderní GNSS vybaveny optickou komunikační linkou, která umožní synchronizaci časových stupnic zhruba tisíckrát přesněji něž s pomocí mikrovlného spoje. Zásadní výhodou optické synchronizace je fakt, že jde o rozšíření existující a dnes už rutinně prováděné techniky laserového měření vzdálenosti družic (SLR).

Výsledkem dlouhodobé spolupráce mezi šanghajskou observatoří čínské akademie věd a týmem prof. I. Procházky na katedře fyzikální elektroniky FJFI ČVUT v Praze je realizace optické synchronizace v rámci budovaného čínského GNSS Compass (dříve známého i jako Beidou 2). Česká strana v projektu zúročuje své dlouholeté zkušenosti s technikami SLR, poskytuje detektor jednotlivých fotonů schopný provozu na oběžné dráze a kalibruje čínské straně klíčové komponenty jejich časoměrné techniky. Na kalibračních experimentech se v rámci svých odborných prací podílejí i studenti fakulty. Optická synchronizační linka se v rámci projektu Compass označuje jako LTT – laser time transfer.

31. července 2010 UTC byla vypuštěna družice Compass–IGSO1 (na obrázku). Jedná se už o druhou družicí GNSS Compass, na jejíž palubě úspěšně pracuje náš detektor jednotlivých fotonů. V prosinci 2010 čínská strana potvrdila, že po navedení na finální oběžnou dráhu se podařilo i druhou realizaci LTT použít k synchronizaci pozemních atomových hodin s palubním oscilátorem.

Mohutný tok investic umožňuje čínským vědcům poměrně plynule vynášet na oběžné dráhy jednotlivé družice budovaného systému. Z finální konfigurace 35 družic (27 MEO – na středních oběžných drahách, 5 GEO – geostacionárních a 3 IGSO – geosynchronních) je již na orbitu 7: M1, G1–G4, IGSO1–IGSO2. Třetí realizace zařízení LTT s českým detektorem je očekávána na družici IGSO3 v roce 2012.

Galerie

Související studijní obory na Jaderce

Laserová a přístrojová technika Bc. Fyzika

Poskytuje praktické i teoretické znalosti z oblasti laserů, elektroniky a počítačů.

Fyzikální elektronika Bc. Fyzika

Nabízí teoretické a praktické znalosti z oblasti laserové techniky, optiky a nanostruktur.

Laserová technika a elektronika Ing. Fyzika

Rozšíření znalostí v oboru sestavování laserů a elektronických součástek.

Zaujal vás tento článek? Podělte se o něj s ostatními!