Почему космический лазер Aeolus так быстро теряет мощность?

В статье BBC News Aeolus: космический лазер для картографирования ветра теряет мощность, говорится, что

Европейский спутник Aeolus был запущен в прошлом году для сбора данных для улучшения прогнозов погоды, и его наблюдения, несомненно, доказали свою ценность.

Однако сейчас лазер деградирует и уже потерял половину своей мощности.

Инженеры планируют переключить Aeolus на резервный источник света в июне, чтобы посмотреть, что это может изменить.

Если возникнут те же проблемы, космический корабль британской сборки, возможно, не сможет завершить миссию в течение как минимум трех лет.

«Мы теряем силу исходящего излучения примерно на 1 миллиджоуль в неделю», — сказал д-р Йозеф Ашбахер, директор по наблюдению за Землей в Европейском космическом агентстве (ЕКА).

« Мы не знаем, почему. У нас есть некоторые предположения, но это все.

«Это плохая новость; хорошая новость заключается в том, что, несмотря на ухудшение качества лазера, качество данных о ветре просто фантастическое». (выделение добавлено)

Какова наиболее вероятная причина или, по крайней мере, каковы предположения? Мой ответ на вопрос, пачкаются ли вещи в космосе? описывает проблемы деградации оптических поверхностей под воздействием УФ-излучения, которые преследовали Эола в течение десятилетия:

В статье Би-би-си Aeolus: «Спутник ветра выдерживает технический шторм» резюмируется драма более чем десятилетнего периода, когда проект космического корабля по наблюдению за земным ветром был отложен из-за того, что ультрафиолетовая оптика продолжала загрязняться даже в моделируемом космическом вакууме.

Дегазация (упомянутая в ответе @ Called2voyage на вопрос « Загрязняются ли вещи в космосе? ») часто содержит молекулы на основе углерода, и когда они сочетаются с ультрафиолетовым светом (как упоминалось в комментарии @Tristan ), они могут треснуть и стать более прочно прикрепленными к поверхности. В данном случае это были чрезвычайно важные и многочисленные оптические поверхности.

Скорее всего, они так и не решили эту проблему, или это, скорее всего, будет что-то новое, например, атомарный кислород? Aeolus (2018-066A, 43600) всего около 320 км .

Источник «Инженерам нужно было найти способ не дать лазеру повредить собственную оптику»

https://www.bbc.com/news/science-environment-44415752 «Инженерам нужно было найти способ не дать лазеру повредить собственную оптику»

Альтернативное и сильно апострофированное название: Почему мощность лазера ESA Aeolus снижается так быстро?
Примечательно, что этот вопрос может остаться без ответа до тех пор, пока оперативная группа Aeolus не опубликует свои окончательные отчеты по этому делу.
Я не понимаю, почему этот вопрос был помечен как основанный на мнении. Существует фактическая причина отказа лазера. Если проблема в том, что мы не знаем эту причину сейчас, то лучшее действие — оставить вопрос открытым и без ответа до тех пор, пока мы его не узнаем. Закрытие вопроса только затрудняет ответ на него позже.
Ваш ответ с двойным голосованием * ;)? Спасибо, что прислали мне эту кроличью нору с поиском информации об УФ-деградации.
@MagicOctopusUrn о, хех, я и забыл об этом. Ладно, теперь со вселенной все в порядке.
@uhoh ссылка, предоставленная мне в этом вопросе ( space.stackexchange.com/a/17198/12102 ), на самом деле не принадлежит мне.
@OrganicMarble исправлено... наконец

Ответы (1)

Краткая версия: я не знаю. Но я могу сказать, что космические лазеры имеют историю аномалий полета. ICESat-1 является ярким примером.

В этом случае комиссия по рассмотрению отказов пришла к выводу (ссылка ниже):

...что наиболее вероятной причиной отказа GLAS Laser 1 был неожиданный механизм отказа в матрице диодов накачки, который привел к чрезмерному снижению мощности и катастрофическому отказу. При изготовлении массивов лазерных диодов было введено чрезмерное количество индиевого припоя, что привело к металлургической реакции, которая постепенно разрушала золотые проводники за счет образования непроводящего интерметаллида золота и индия, индида золота, со скоростью, зависящей от температуры.

Вторым необходимым фактором, способствовавшим катастрофическому отказу, было развитие токового шунта в линейке диодной матрицы, что сочеталось с относительно высокими требованиями к току (по сравнению с MOLA) в соединениях из золотой проволоки. Токовый шунт вызвал перераспределение тока, что ускорило образование индида золота и усталость проволоки из-за повышенных термических напряжений и, в конечном итоге, способствовало размыканию проволок связи. В какой-то момент оставшиеся провода не выдержали нагрузки и перегорели. Затем дуга образовала короткое замыкание на землю, которое вызвало перенапряжение других диодов и также расплавило их.

Обратите внимание, что это очень конкретная причина, а не что-то общее, и я очень сомневаюсь, что причина аномалии Эола, какой бы она ни оказалась, будет той же.

ICESat-2 тоже запускал лазер, и, насколько я знаю, он до сих пор хорошо летал. Однако у разработки лазера были серьезные проблемы с разработкой, как описано во второй ссылке.

Лазеры ICESat работают в ближнем инфракрасном диапазоне, а Aeolus — в ультрафиолетовом. Генерация этой частоты — еще один технологический шаг. А ультрафиолетовая оптика чрезвычайно чувствительна к загрязнениям. Такие проблемы, конечно, прискорбны, и я уверен, что команда сделала все возможное, чтобы добиться успеха. Но, учитывая послужной список космических лазеров, не могу сказать, что это стало для меня большим сюрпризом.

"Я не знаю." & «Я очень сомневаюсь, что причина аномалии Эола, чем бы она ни оказалась, будет той же самой». Значит, не ответ на заданный вопрос?
Если бы вопрос касался сбоев электроники, это был бы интересный частичный ответ. Но этот вопрос касается конкретного отказа конкретного лазера на конкретном космическом корабле, и источник медленного ухудшения оптических характеристик, по-видимому, ... оптический и связан с выделением газа, а не с плохой пайкой. Кроме того, что такое «индиде золота»?
Органический мрамор: Верно, я не знаю. Я подумал, что было бы полезно рассказать о проблемах с подобными системами.
uhoh: Вопрос процитирован следующим образом: «Мы теряем силу исходящей мощности примерно на 1 миллиджоуль в неделю», — сказал д-р Йозеф Ашбахер, директор отдела наблюдения Земли в Европейском космическом агентстве (ЕКА). знаю, почему. У нас есть некоторые предположения, но это все». Дегазация — это одна из возможностей, и, безусловно, она сильная. Но отнюдь не единственный. Я пытался дать некоторую предысторию в качестве полезной информации, а не утверждать, что знаю, чем обернется их расследование провала. Что касается индия золота, похоже, что это соединение золота и индия. Его называют интерметаллидом.
Почему космический лазер Aeolus так быстро теряет мощность?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v