В студенческое конструкторском бюро Московского физико‑технического института (КБ МФТИ) разработали отечественный пилотный образец компактного терминала лазерной связи. По словам создателей, разработка должна ускорить процесс передачи данных на наземные станции и обеспечить быструю связь между аппаратами. Малые габариты, экономичность в производстве, и небольшое энергопотребление позволят использовать терминал на малых космических аппаратах CubeSat.
Разработчики рассказали, что для взаимодействия объектов на космических орбитах в режиме реального времени нужна скорость передачи данных 100 млн б/с, Также должно быть отсутствие помех, свойственное радиоволнам, и высокая пропускная способность.
Конструкторы из Физтех‑школы аэрофизики и космических исследований МФТИ создали прототип лазерной системы, способной реализовать связь нового качества с орбитой и космосом за счёт высокоскоростной пропускной способности. В отличие от радиоволн, лазер не так сильно рассеивается, а плотность его излучения в целевом секторе больше, чем у радиопередатчика. Эти параметры позволяют обойтись без приёмников в десятки метров, ведь когерентность лазерного пучка выше.
Потребляемая мощность разработки составляет 15 Вт, скорость передачи данных 100 Мб/с, расстояние связи до 1,5 тысяч км. Корпус устройства был изготовлен из алюминия на фрезерном ЧПУ станке, часть деталей была напечатана на 3D‑принтере. Для управления терминалом разработчики создали и изготовили печатные платы. Одна из плат была выделена для считывания и обработки сигнала с четырёхквадрантного фотодиода, для передачи данных использовался протокол SPI.
На главной плате располагаются цепи питания, драйверы маякового и сигнального лазеров, цифро‑аналоговый преобразователь (ЦАП) для управления платой драйвера пьезоэлектрического зеркала, а также 3 микроконтроллера: управляющий всеми системами, управляющий приёмом/отправкой информации и управляющий зеркалом. Работоспособность плат создатели проверяли на испытательном стенде, состоящем из внешнего лазера, осциллографа и двух поворотных поляризационных фильтров.
