Realizare istorică: radar laser cu rezoluție milimetrică la 100 km distanță

Un progres semnificativ în tehnologia de imagistică radar a fost raportat de cercetătorii chinezi, care au reușit să obțină imagini de înaltă rezoluție la distanțe de peste 100 km folosind radarul laser cu apertură sintetică (SAL). Această realizare marchează un avans remarcabil în domeniul teledetecției și al observațiilor la distanță mare, demonstrând aplicabilitatea SAL ca o tehnologie cheie pentru monitorizarea spațială și alte aplicații strategice.

Tehnologie laser - Imagine decorativă generată de HD Satelit România

Ce este radarul laser cu apertură sintetică (SAL)?

Radarul cu apertură sintetică pe bază de laser (SAL) este o tehnologie activă de imagistică coerentă, care utilizează lasere pentru a obține imagini de înaltă rezoluție ale țintelor aflate la mari distanțe. Spre deosebire de radarul clasic cu microunde (SAR), care funcționează în spectrul radio, SAL operează în spectrul optic și poate obține o rezoluție mult mai bună datorită lungimii de undă mai mici.

Principiul său de funcționare implică:

• Emiterea unui semnal laser modulat în frecvență cu o lățime de bandă extinsă;
• Reflexia semnalului de la țintă și captarea undelor de întoarcere;
• Utilizarea tehnicii de compresie a impulsurilor și a acumulării coerente a semnalului pentru a obține imagini bidimensionale de înaltă fidelitate.

Un aspect esențial al SAL este că rezoluția imaginii nu depinde de distanța până la țintă, ceea ce îl face ideal pentru observații pe raze mari.

Rezultatele experimentului – imagini la rezoluție milimetrică de la peste 100 km

Echipa de cercetători de la Institutul de Inovare în Informații Aerospațiale al Academiei Chineze de Științe a depășit barierele tehnice anterioare, reușind să creeze un sistem SAL capabil să captureze imagini de o claritate excepțională la o distanță de 101,8 km.

În cadrul testelor desfășurate în Qinghai, China, sistemul SAL a capturat imagini cu o rezoluție de 15,6 mm în direcția distanței și de 1,7 mm în direcția unghiulară, ceea ce reprezintă un avans semnificativ față de încercările anterioare realizate la distanțe de sub 10 km.

Configurarea experimentală a inclus:

• Poziționarea radarului în Qinghai, la vest de Lacul Qinghai;
• Țintele plasate la 101,8 km distanță, pe malul opus al lacului;
• Condiții meteorologice caracterizate de o temperatură de 15°C, vânt dinspre sud-est și o umiditate de 41%.

Aceasta este cea mai mare distanță la care s-a realizat imagistica SAL cu succes, atât în China, cât și la nivel global.

Tehnologiile inovatoare utilizate

Pentru a atinge această performanță, echipa de cercetători a dezvoltat un sistem SAL bazat pe mai multe inovații tehnologice, inclusiv:

1. Modulație laser cu bandă largă – utilizarea unui semnal laser cu o lățime de bandă de peste 10 GHz, ceea ce îmbunătățește claritatea imaginilor.
2. Amplificator laser de mare putere – sistemul emite un semnal cu o putere de 101,3 W, având o lățime de linie spectrală de 877 Hz.
3. Detecție coerentă cu matrice de apertură segmentată – combinarea mai multor receptoare mici pentru a forma o apertură mai mare, echivalentă cu una de 68,8 mm, îmbunătățind astfel calitatea imaginilor.
4. Procesare digitală avansată – compensarea zgomotului de fază al laserului și utilizarea tehnicilor de corelare digitală, care reduc distorsiunile și îmbunătățesc claritatea.

Un alt aspect important al acestui experiment a fost reducerea zgomotului de fază la doar 1/104 din valoarea inițială, ceea ce a permis acumularea coerentă a semnalelor și obținerea unor imagini extrem de clare.

Compararea cu experimente anterioare

În ultimele decenii, s-au realizat mai multe experimente de imagistică SAL, însă niciunul nu a atins performanțele recente:

• 2011 – Lockheed Martin a obținut imagini cu o rezoluție de 2 cm × 3 cm la 1,6 km;
• 2016 – Prima demonstrație SAL aeropurtată în China, la 3 km și rezoluție sub 5 cm;
• 2022 – Academia Chineză de Științe a raportat o distanță maximă de 6,9 km pentru imagistica SAL;
• 2025 – Actualul experiment stabilește un record de 101,8 km și rezoluție de sub 2 mm, un avans de peste 14 ori față de încercările anterioare.

Implicațiile și aplicațiile viitoare ale SAL

Performanța îmbunătățită a radarului laser cu apertură sintetică deschide noi posibilități în numeroase domenii:

• Monitorizare și supraveghere – SAL poate fi utilizat pentru supravegherea la distanță a obiectelor și structurilor fără a fi necesară apropierea fizică.
• Explorare spațială – această tehnologie poate îmbunătăți observațiile prin satelit, oferind imagini detaliate ale suprafețelor planetare.
• Aplicații militare și de securitate – utilizarea SAL pentru recunoaștere și detecție precisă a țintelor la distanțe mari.
• Teledetecție pentru științe ale Pământului – analiza schimbărilor climatice, monitorizarea dezastrelor naturale și cartografierea teritoriilor greu accesibile.

În prezent, echipa de cercetători chinezi continuă să îmbunătățească această tehnologie, lucrând la dezvoltarea unor sisteme SAL și mai avansate, cu aplicații extinse în diverse industrii.

Radarul laser cu apertură sintetică (SAL) a atins un nou record mondial, reușind să obțină imagini de rezoluție milimetrică la peste 100 km distanță. Acest progres marchează o etapă importantă în tehnologia imagistică, demonstrând potențialul SAL pentru utilizări viitoare în supraveghere, explorare spațială și observații de înaltă precizie. Cu astfel de progrese rapide, SAL ar putea deveni în curând o tehnologie esențială în domeniul observațiilor la distanță lungă.