ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ 3D-ЛИДАРОВ КОСМИЧЕСКОГО БАЗИРОВАНИЯ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ МАЛЫХ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ

© В.М.Вишняков, В.Ш.Губайдулин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2015 г.

В докладе В.М. Вишнякова и соавторов на XLIX Научных чте-ниях памяти К.Э. Циолковского был всесторонне рассмотрен круг проблем при исследовании малых небесных тел, в том числе астерои-дов, сближающихся с Землей (АСЗ), которые могут быть успешно ре-шены при использовании многофункционального лазерного комплек-са. В процессе трёхмерного лазерного наблюдения объекта, с которым осуществляется сближение, формируется фактическая 3D-модель объ-екта.

Это позволит максимально учесть все неоднородности рельефа (скалы, впадины и пр.) в районе посадки и избежать возможного опро-кидывания спускаемого аппарата, его поломки при соударении и др. Тем самым многократно повышается надёжность процесса посадки на небесное тело.

Проанализированы варианты построения 3D-лазерных локато-ров и даны их сравнительные оценки, а также примеры известных раз-работок этих устройств.

Для случая слежения за объектами (такими как АСЗ, кометы, инспектируемые космические аппараты), у которых может быть боль-шая динамика движения относительно КА миссии, предпочтительнее выбрать вариант моноимпульсного лидара. В моноимпульсном лидаре отражённое лазерное излучение регистрируется матричным детектором за один импульс излучения лазера. Качество изображения в этом случае не зависит от вибраций, скорости платформы и нестабильности системы сканирования и синхронизации.

Рассмотрены варианты построения матричного ФПУ — ключе-вого компонента моноимпульсного лидара: матрица на «дискретных» лавинных фотодиодах (ЛФД) и интегральная фоточувствительная матрица.

Основные достоинства интегрального варианта матричного ФПУ по сравнению с применением «дискретных» крупноформатных матриц:

– возможно использовать в фокальной плоскости малые (разме-ром порядка 100 мкм) элементарные площадки ЛФД, что позволит применить короткофокусную приёмную оптику и, тем самым, снизить массогабариты лидара;

– уменьшается степень разноканальности приёмного устройства на точность измерений в лидаре благодаря значительно большей однородности параметров ФЧЭ при интегральном исполнении матрицы.

Предложен вариант реализации интегральной фоточувствительной матрицы на отечественных технологиях и способ устранения неоднозначности определения номеров ФЧЭ, занятых полезными сигналами.