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新成像技術讓太空望遠鏡將不再龐大

MEMS ? 來源:cc ? 2019-01-09 16:34 ? 次閱讀

1月3日10時26分,玉兔二號”成功著陸月球背面,在月球背面留下了“人類首次行走”足跡。不過美國的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡由于種種原因,發射時間數次推遲,目前發射時間改為2021年3月30日。

最近以色列的本古里安大學在“合成孔徑成像系統”(synthetic aperture systems)技術方面覺得重大進步。該技術可以通過單個小相機在空間中移動中捕獲圖像,通過搜集數據進行精細分析,獲取一個更大相機產生的圖像,本質上是合成一個更大的光圈。根據在光學期刊《Optica》上發表的一篇論文顯示,國外一個科研團隊設計提出了一種新穎的基于合成孔徑的成像系統。使用兩個同步衛星沿著合成孔徑的邊界移動,并從觀察到的場景中捕獲光圖案。隨后將這兩個移動衛星反射的光傳輸到第三顆衛星中的圖像傳感器里,通過處理衛星移動過程中捕獲到的圖案的總和以獲得的更大的高質量圖像。

BGU研究生Angika Bulbul在新聞發布會上表示:“我們發現只需要一小部分望遠鏡鏡頭就可以獲得高質量的圖像,即使最小的孔徑面積僅占全合成孔徑面積的0.43%,我們也能獲得與鏡頭成像系統全光圈區域相似分辨率的圖像。”換句話說,他們基本上能夠獲得50倍大小的相機結果。這在任何地方都會令人印象深刻,但在太空中它尤為重要。像把韋伯這樣的龐然大物發射放入軌道需要付出相當大的成本和努力。“通過這項技術可以減少巨大的傳統光學空間望遠鏡所需的超高成本”Bulbul表示。“但是如果改為使用少數幾顆衛星一起工作,只要其中一顆故障或損壞就可以將其替換掉,這真的開啟了新的領域。”

然后這種太空望遠鏡的最大挑戰之一是工作的衛星需要以極高的精度進行測量,目前要保持衛星完全靜止是很難的,更不用說讓衛星移動到幾分之一毫米。為了保持精度,目前許多衛星在計算與作業時,需要使用可靠的固定光源作為參考點。一些天文學家甚至考慮使用激光為這些系統提供一種參考點。無論那種方法都有其優點和缺點,但麻省理工學院的研究人員認為他們已經找到了一種更加永久,高精度的解決方案:將一顆“導星”衛星放置于數千英里外,在地球及其軌道上布置激光區域。這種光源可靠,穩定且高度可見; 衛星可以用它來計算自己的位置,避免由熱量和輻射引起的成像裝置的微小變化,這種方法可能達到參照恒星坐標點不可能達到的精度。目前這項技術仍然在實驗中,隨著技術理論中取得的重大進展,相信在未來幾年內,成群的衛星將被送入太空,以合成一個巨大的空間望遠鏡。

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原文標題:一項新的成像技術正在實驗中,太空望遠鏡將不再是龐然大物

文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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