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Auburn, MA – Los espejos de estabilización del haz de inclinación/inclinación son subsistemas esenciales para las redes de comunicaciones ópticas en el espacio libre. Con el rápido desarrollo de las redes de satélites LEO (órbita terrestre baja), la necesidad de dichos subsistemas está creciendo rápidamente. Los espejos basculantes de Physics Instruments (PI) ya han demostrado varias veces su idoneidad para el espacio. Ahora están demostrando su valía en varias redes de satélite. Tanto los sistemas en serie piezoeléctricos como los electromagnéticos, así como las soluciones de sistema específicas para operadores de PI, cumplen con las especificaciones técnicas y económicas requeridas.
Crédito de la imagen: PI (Instrumentos de Física) LP
El acceso global a Internet es uno de los requisitos más importantes para la prosperidad y la seguridad económicas. Sin embargo, construir redes de fibra óptica y 5G no es rentable en muchas regiones del mundo. Las redes LEO ofrecen una solución: actualmente varios operadores están construyendo redes de comunicación de este tipo, cada una con miles de satélites. La última generación utiliza comunicación óptica en el espacio libre (FSOC) basada en láser. Esta tecnología ofrece un gran ancho de banda y puede admitir un número cada vez mayor de usuarios.
Los sistemas de estabilización del haz permiten una transmisión de datos permanentemente libre de errores
Los sistemas de estabilización de haz son uno de los requisitos previos para una transmisión de datos sin errores a través de redes FSOC. Para que los rayos láser mantengan una conexión fiable y permanente con las antenas parabólicas incluso a grandes distancias, es necesario compensar de forma muy dinámica, por ejemplo, las vibraciones y la deriva. Esto es posible gracias a los espejos basculantes, también conocidos como espejos de dirección rápida (FSM). Durante décadas, PI Group ha fabricado espejos basculantes/basculantes personalizados para misiones espaciales como el Solar Orbiter, que se dirige al Sol desde 2020. Sin embargo, los satélites de comunicaciones LEO son mucho más pequeños y a menudo pesan menos de 500 kg. Todos los subsistemas deben ser compactos y al mismo tiempo rentables, lo que sólo es posible si se fabrican en grandes cantidades. Además de la propia funcionalidad de estabilización del haz, los subsistemas deben resistir las aceleraciones durante el lanzamiento de cohetes, así como las altas fluctuaciones de temperatura y los efectos de la radiación en el espacio. La confiabilidad debe ser absoluta. Más allá de sus décadas de experiencia en LEO y mecanismos espaciales, PI aprovecha su experiencia pionera en la fabricación de fotónica de silicio, donde su tecnología patentada ha permitido procesos que requieren capacidades de compensación y seguimiento de misión crítica igualmente rigurosas.
Comprobada la idoneidad del espacio: se inició la producción en serie
Los sistemas de dirección COTS, como los PI, se utilizarán en simulaciones en 2020 Plataformas basculantes/inclinables S-331 basadas en piezo han demostrado su idoneidad para su uso en el espacio de acuerdo con la NASA GEVS (Norma General de Verificación Ambiental). Generan movimientos altamente dinámicos y sin desgaste con un ángulo de inclinación de hasta 5 mrad (lo que corresponde a hasta 10 mrad o una desviación de 0,57°) y una resolución de 0,1 µrad para la estabilización del haz. Los operadores pioneros de redes LEO han implementado con éxito PI FSM en sus satélites de comunicaciones y han confirmado su total idoneidad para su uso en el espacio. Para otros operadores, los ingenieros de PI han desarrollado sistemas de espejos basculantes accionados electromagnéticamente (FSM de bobina móvil) para excursiones más grandes. Para producirlos, la empresa de Karlsruhe invirtió en una línea de producción altamente automatizada en condiciones de sala limpia. Estos FSM de bobina móvil también se utilizan ya en el espacio.
El mercado mundial de equipos satelitales LEO está en auge y el Grupo PI se está preparando para un fuerte aumento de la demanda. Según los cálculos actuales, actualmente hay más de un millón de nuevos satélites registrados en la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Actualmente hay alrededor de 10.000 de ellos en órbita, 2.000 de los cuales fueron lanzados sólo el año pasado, más que nunca en un año.
Actualmente, PI está ampliando su capacidad de producción como parte del mayor programa de inversión en la historia de la empresa, invirtiendo más de 70 millones de dólares. Gracias a una ampliación específica de recursos, inversiones en automatización y mejoras continuas de procesos, la empresa ya ha reducido a más de la mitad el tiempo de entrega de los motores de alineación fotónica mencionados anteriormente en el cuarto trimestre de 2023 y anuncia nuevas mejoras.
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