В России создали уникальный локатор для систем навигации

Определение координат объекта, скажем, автомобиля, стало обыденностью. Системы навигации GPS и ГЛОНАСС его находят, измеряя расстояние между ним и несколькими спутниками. На основании этих данных компьютер мгновенно рассчитывает местоположение. Погрешность составляет около 10 метров.

- Автомобилисту больше и не надо, его такая точность вполне устраивает, - говорит руководитель НИЦ Лазерной физики Университета ИТМО Андрей Мак. - Но для целого ряда задач, например в аэрокосмической технике, требуется точность в разы выше. И тут существующие системы навигации бессильны. Одна из причин - Луна. Она притягивает спутники, меняет траектории их полета, а в итоге вносит ошибки в определение координат. Отсюда большие погрешности измерения. Чтобы их избежать, надо в расчеты вносить коррективы, которые учитывают влияние Луны, а значит, требуется постоянно отслеживать ее местоположение.

В ИТМО создан лазерный локатор, который делает это с фантастической точностью: 1 миллиметр при расстоянии до нашего спутника 360-400 тысяч километров. Как это удалось?

- Идея в том, чтобы стрелять по Луне очень короткими импульсами, но с высокой частотой, - говорит Мак. - Известно, что чем короче импульс, тем выше точность измерения. У нас она составляет 10 в минус 12-й степени секунды (пикосекунда), а стрельба из лазера ведется с частотой 200 Гц.

Однако этого мало. Импульс должен быть не только очень коротким, но одновременно иметь большую энергию. Дело в том, что ему надо пройти путь от станции на Земле до Луны, отразиться там от очень маленьких металлических отражателей, скажем, луноходов, посадочных модулей и т.д. и вернуться на Землю. Путь длинный, около 800 тысяч километров, с множеством препятствий, скажем, атмосферы, которая сильно рассеивает энергию луча. Чем она больше, тем меньше погрешность измерения. У созданного российскими учеными пикосекундного лазера она всего 1 метр, что в десять раз меньше, чем у всех ныне действующих. Он превосходит зарубежные аналоги по многим параметрам: вдвое выше энергия импульса, намного меньше расходимость луча лазера на больших расстояниях, лучше показатели по длительности импульса и частоте их следования.

Точность локатора фантастическая: 1 миллиметр при расстоянии до Луны 400 тысяч км

В будущем году уникальный лазер будет установлен на одной из оптических станций России, где войдет в единый комплекс с телескопом, приемными и передающими станциями. Всего в России планируется создать пять таких комплексов.