Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі

Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі

The introduction briefly describes the physical principle of operation of lasers of various types. The use of lasers in various industries, construction, medicine, computing, military affairs, education, trade, etc. is mentioned. The main part of the article resolves the issue of the so-called first...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2025
Main Author: Hovorukha, Mykhailo
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2025
Subjects:
супутник
лазер
системи координат супутника
параметри орбіт
типи лазерів
Online Access:https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/527
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Problems of Control and Informatics

Institution

Problems of Control and Informatics
id oai:ojs2.jais.net.ua:article-527
record_format ojs
institution Problems of Control and Informatics
baseUrl_str
datestamp_date 2025-10-22T12:28:31Z
collection OJS
language Ukrainian
topic супутник
лазер
системи координат супутника
параметри орбіт
типи лазерів
spellingShingle супутник
лазер
системи координат супутника
параметри орбіт
типи лазерів
Hovorukha, Mykhailo
Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі
topic_facet супутник
лазер
системи координат супутника
параметри орбіт
типи лазерів
satellite
laser
satellite coordinate systems
orbit parameters
types of lasers
format Article
author Hovorukha, Mykhailo
author_facet Hovorukha, Mykhailo
author_sort Hovorukha, Mykhailo
title Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі
title_short Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі
title_full Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі
title_fullStr Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі
title_full_unstemmed Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі
title_sort перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками землі
title_alt Prospects of laser communication between artificial earth satellites
description The introduction briefly describes the physical principle of operation of lasers of various types. The use of lasers in various industries, construction, medicine, computing, military affairs, education, trade, etc. is mentioned. The main part of the article resolves the issue of the so-called first and necessary step (stage) of communication — this is «aiming». Let us assume that the optical axes of laser devices are structurally coplanar with the coordinate axes of satellites, which are collinear with the velocity vectors of the latter. Since communication can occur only when the optical axes of lasers coincide with the chord, which conditionally connects their points of location in orbit. It is clear that there will be certain angles between the chord and the velocity vectors. The task of «aiming» is to align the optical axes of laser devices. Satellites can be in circular or elliptical common orbits or in the same different orbits. As is known, the satellite linear velo­city vector coincides with the tangent to the trajectory and for circular orbits it is perpendicular to the satellite radius-vector. The distance between the satellites (chord) for circular orbits was determined from purely geometric considerations. Since for elliptical orbits the tangents are not perpendicular to the radius-vectors, and the normal is perpendicular to the tangent, it is necessary to make a correction to the definition of the angle between the chord and the linear velocity vector (optical axis of the laser device). The angle between the radius-vectors of elliptical orbits is determined through the vector product between them and the area of the parallelogram constructed on these vectors (Heron’s formula), and then use the sines theorem. It is assumed that such turns of the satellites will be performed by onboard navigation and stabilization systems based on input data from ground-based satellite observation points. Based on these theoretical considerations, a computer program was developed in Fortran 90/95. Calculations confirmed the correctness of the theory.
publisher V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
publishDate 2025
url https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/527
work_keys_str_mv AT hovorukhamykhailo prospectsoflasercommunicationbetweenartificialearthsatellites
AT hovorukhamykhailo perspektivilazernogozvʼâzkumížštučnimisuputnikamizemlí
first_indexed 2025-10-30T02:49:20Z
last_indexed 2025-10-30T02:49:20Z
_version_ 1847373395784630272
spelling oai:ojs2.jais.net.ua:article-5272025-10-22T12:28:31Z Prospects of laser communication between artificial earth satellites Перспективи лазерного звʼязку між штучними супутниками Землі Hovorukha, Mykhailo супутник лазер системи координат супутника параметри орбіт типи лазерів satellite laser satellite coordinate systems orbit parameters types of lasers The introduction briefly describes the physical principle of operation of lasers of various types. The use of lasers in various industries, construction, medicine, computing, military affairs, education, trade, etc. is mentioned. The main part of the article resolves the issue of the so-called first and necessary step (stage) of communication — this is «aiming». Let us assume that the optical axes of laser devices are structurally coplanar with the coordinate axes of satellites, which are collinear with the velocity vectors of the latter. Since communication can occur only when the optical axes of lasers coincide with the chord, which conditionally connects their points of location in orbit. It is clear that there will be certain angles between the chord and the velocity vectors. The task of «aiming» is to align the optical axes of laser devices. Satellites can be in circular or elliptical common orbits or in the same different orbits. As is known, the satellite linear velo­city vector coincides with the tangent to the trajectory and for circular orbits it is perpendicular to the satellite radius-vector. The distance between the satellites (chord) for circular orbits was determined from purely geometric considerations. Since for elliptical orbits the tangents are not perpendicular to the radius-vectors, and the normal is perpendicular to the tangent, it is necessary to make a correction to the definition of the angle between the chord and the linear velocity vector (optical axis of the laser device). The angle between the radius-vectors of elliptical orbits is determined through the vector product between them and the area of the parallelogram constructed on these vectors (Heron’s formula), and then use the sines theorem. It is assumed that such turns of the satellites will be performed by onboard navigation and stabilization systems based on input data from ground-based satellite observation points. Based on these theoretical considerations, a computer program was developed in Fortran 90/95. Calculations confirmed the correctness of the theory. У статті описано фізичний принцип дії лазерів різних типів та їх застосування в різних галузях — промисловості, будівництві, медицині, обчислювальній техніці, військовій справі, освіті, торгівлі тощо. Розглянуто перший етап зв’язку — прицілювання. Припустимо, оптичні осі лазерних пристроїв конструктивно компланарні з координатними осями супутників, які колінеарні з векторами швидкості останніх. Зв’язок відбувається тільки тоді, коли оптичні осі лазерів збігаються з хордою, яка умовно з’єднує їхні точки перебування на орбіті. Між хордою та векторами швидкості існують певні кути. Задача прицілювання — сумістити оптичні осі лазерних пристроїв. Супутники можуть знаходитися на коловій чи еліптичній спільній орбіті або на таких самих різних орбітах. Вектор лінійної швидкості супутника збігається з дотичною до траєкторії; для колових орбіт вона перпендикулярна до радіуса-вектора супутника. Відстань між супутниками (хорда) для колових орбіт визначається з винятково геометричних міркувань. Оскіль­ки для еліптичних орбіт дотичні не перпендикулярні до радіусів-векторів, а нормаль перпендикулярна до дотичної, потрібно внести поправку до способу визначення кута між хордою та вектором лінійної швидкості (оптичної осі лазерного пристрою). Можна визначити кут між радіусами-векторами еліптичних орбіт через векторний добуток між ними та площу паралелограма, побудованого на цих векторах (формула Герона), а потім скористатися теоремою синусів. Передбачається, що такі повороти супутників виконують бортові системи навігації та стабілізації за вхідними даними з наземних пунктів спостереження за супутниками. На основі цих теоретичних міркувань розвинуто комп’ютерну програму на Фортрані 90/95. Розрахунки підтверджують правильність теорії. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2025-08-20 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/527 10.34229/1028-0979-2025-4-3 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 70 № 4 (2025): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 41-49 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 70 № 4 (2025): International Scientific Technical Journal «Problems of Control and Informatics»; 41-49 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 70 No. 4 (2025): International Scientific Technical Journal «Problems of Control and Informatics»; 41-49 2786-6505 2786-6491 10.34229/1028-0979-2025-4 uk https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/527/601 Copyright (c) 2025 Mykhailo Hovorukha https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Similar Items