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In-orbit demonstration of acquisition and tracking on OSIRIS4CubeSat

Rüddenklau, René und Rein, Fabian und Roubal, Christian und Rödiger, Benjamin und Schmidt, Christopher (2024) In-orbit demonstration of acquisition and tracking on OSIRIS4CubeSat. Optics Express, 32 (23), Seiten 41188-41200. Optical Society of America. doi: 10.1364/OE.537889. ISSN 1094-4087.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-32-23-41188&id=561950

Kurzfassung

OSIRIS4CubeSat is the smallest commercially available laser communication terminal within the confines of 0.3-units. It was launched as PIXL-1 inside of a 3-unit CubeSat into space to demonstrate optical direct to earth links. This work primarily focuses on the commissioning phase, particularly emphasizing the performance of the active fine pointing and tracking mechanism. This steering mechanism, with a 1 degree radius field of regard, plays a decisive role in compensating for pointing inaccuracies from the satellite’s attitude determination and control system. The design and validation of open-loop acquisition and closed-loop tracking are presented. The feedback sensor adapts to changing beacon power levels, that occur during a direct to earth link, by an adaptive gain control. Subsequent evaluation of satellite passes, with telemetry recordings obtained from the deployed CubeSat, showcases superior performance that meets the pointing requirements of the link budget. By using the developed control-loop logic, OSIRIS4CubeSat achieves a mean tracking error of 71 µrad, with a 3-sigma deviation of 140 µrad down to low power levels of 238 pW. These results serve as validation of OSIRIS4CubeSat, demonstrating its capability to enable high-speed data transmission from low Earth orbit to the Earth’s surface at data rates of up to 100 Mbit/s.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208615/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:In-orbit demonstration of acquisition and tracking on OSIRIS4CubeSat
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rüddenklau, RenéRene.Rueddenklau (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2876-8591171721212
Rein, FabianFabian.Rein (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roubal, ChristianChristian.Roubal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7974-6977NICHT SPEZIFIZIERT
Rödiger, BenjaminBenjamin.Roediger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-9856-1806171721213
Schmidt, ChristopherChristopher.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Oktober 2024
Erschienen in:Optics Express
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:32
DOI:10.1364/OE.537889
Seitenbereich:Seiten 41188-41200
Verlag:Optical Society of America
ISSN:1094-4087
Status:veröffentlicht
Stichwörter:free-space optical communications, aquisition, tracking, CubeSat, direct-to-earth, communication
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Project PROSIRIS, R - OSIRIS Future
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Rüddenklau, René
Hinterlegt am:14 Nov 2024 13:58
Letzte Änderung:14 Nov 2024 13:58

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