一颗卫星上的激光器,从出厂到入轨,中间要经历什么?答案不是"装上去就行",而是辐射、振动、热真空一轮轮地过。格拉斯哥的航天工程公司 Craft Prospect 正在联合 Fraunhofer 应用光子学中心(Fraunhofer CAP)和 Vector Photonics,启动一个名为 PERSEUS 的新项目,专门回答这个问题。
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PERSEUS 的全称是"PCSEL 环境与辐射敏感性:空间适用性评估"。它要考察的对象,是一种叫光子晶体表面发射激光器(Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers,PCSELs)的新激光技术,看它是否适合在太空环境中工作,以及能否在星间链路和星地网络中提供差异化的能力。
项目的落点很具体:在与空间部署相关的条件下评估这项技术,验证它与代表性航天硬件的兼容性,并找出走向商用方案所需的下一步工程动作。
为什么盯上 PCSEL
PCSEL 技术被认为有望缓解现有空间光通信和射频通信系统的一些局限,支撑地面站、卫星乃至更深远空间资产之间更长距离、更高容量、更安全的自由空间光链路。PERSEUS 想做的,是把组件和空间系统之间的那段空白接上,让一项颠覆性技术变成在轨可用的差异化能力。
换句话说,实验室里跑得通不算数,得在发射和空间环境里也站得住。
从器件测试到整星集成
项目会按空间合格技术该有的标准,给 PCSEL 安排一系列测试:
- 辐射、振动、热真空等环境试验,摸清它在发射段和空间环境下的表现;
- 长距离、高带宽的自由空间演示,展示早期性能;
- 与飞行代表性硬件的早期集成验证,跑通端到端数据传输;
- 开发能发挥 PCSEL 独特能力的任务概念。
这些结果会汇入一套未来的通信系统设计概念,并帮助划定把 PCSEL 推进到差异化空间通信方案所需的工程路线图。
谁在做
Craft Prospect 方面,工程负责人 Kevin Quillien 担任项目负责人,首席工程师 Paul Yarr 以及系统工程师 Lauryn Atkinson、Kairavi Pandit 提供支持。Fraunhofer CAP 的分包负责人是 Dr Gerald Bonner;Vector Photonics 的分包负责人是 Dr Richard Taylor,项目经理是 Dr Graham Goldberg。
项目由 Innovate UK 交付、数字文化媒体和体育部(DCMS)出资的先进连接技术(ACT)计划资助。ACT 研发计划由部长 Ian Murray 于 2026 年 9 月 9 日在 Connected Britain 演讲时宣布。
PERSEUS 也建立在 Craft Prospect 不断增长的量子光通信能力之上,包括其在 OPS-SAT VOLT 上的工作——开发并测试星地自由空间量子与光通信技术,服务于"智能安全太空"(Smart Secure Space)的整体目标。
Quillien 在谈到这个项目时说,PERSEUS 是一个把有前景的新光子学技术拿去理解其对航天产业潜在价值的机会。他表示,通过完成测试和表征 PCSEL 所需的全部早期工作,团队将对这项技术在构建下一代通信方案中的潜力形成扎实认识,也期待与 Fraunhofer CAP 和 Vector Photonics 一起看看这条路线图会把他们带到哪里。
Vector Photonics 总部同样在格拉斯哥,正把其专有的 PCSEL 技术从成熟的研发和商用晶圆厂环境推向大规模制造。Fraunhofer CAP 则是一家非营利研究与技术组织,为产业提供光子学、激光和量子技术领域的开发能力。
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