Metodă revoluționară dezvoltată pentru a reduce drastic lumina pierdută în telescoapele spațiale

Descompunerea luminii pierdute din imaginea timpului de zbor rapid. Credit: Lionel Clermont / Centrul spațial Liège / Universitatea din Liège

O echipă de cercetători de la Centrul Spațial de Liège (CSL) de la Universitatea din Liège tocmai a dezvoltat o metodă de identificare a contribuabililor și a originii luminii pierdute în telescoapele spațiale. Aceasta este o descoperire majoră în domeniul ingineriei spațiale care va ajuta la achiziționarea de imagini și mai fine ale spațiului și la dezvoltarea instrumentelor spațiale din ce în ce mai eficiente. Acest studiu tocmai a fost publicat în jurnal Rapoarte științifice.

Telescoapele spațiale devin din ce în ce mai puternice. Evoluțiile tehnologice din ultimii ani au făcut posibilă, de exemplu, observarea din ce în ce mai multe obiecte din univers sau măsurarea compoziției atmosferei Pământului cu o precizie crescândă. Cu toate acestea, există încă un factor care limitează performanța acestor telescoape: lumina pierdută. Un fenomen cunoscut de multă vreme, pierderea luminii are ca rezultat reflexii ale luminii (reflexii fantomă între lentile, împrăștiere etc.) care afectează calitatea imaginii și duc adesea la imagini neclare. Până în prezent, metodele de control și caracterizare a acestei pierderi de lumină în timpul fazei de dezvoltare a telescopului au fost foarte limitate, făcând posibilă știința „pur și simplu” dacă instrumentul a fost sensibil la fenomen, forțând inginerii să își revizuiască toate calculele în cazuri pozitive, conducând la întârzieri semnificative în punerea în funcțiune a acestor instrumente avansate.


Pe măsură ce timpul trece, diferiți factori de lumină pierdută (fantome) apar și dispar în detector. Timpul de sosire este legat de lungimea căii optice, putem identifica fiecare contribuabil și le putem compara cu modelul teoretic. Credit: Lionel Clermont / Centrul spațial Liège / Universitatea din Liège

Cercetătorii de la Spatial de Liège Centre (CSL), în colaborare cu Universitatea din Strasbourg, tocmai au dezvoltat o metodă revoluționară pentru rezolvarea acestei probleme folosind un laser femto-secundar pulsat pentru a trimite raze de lumină pentru a ilumina telescopul. „Razele de lumină pierdute primesc (în telescop) căi optice diferite de razele care formează imaginea”, explică Lionel Clermont, expert în sisteme optice spațiale și lumină pierdută în CSL. Datorită acestui fapt și folosind un detector ultrarapid (de ordinul a 10-9 secunde de rezoluție, adică o miime de milionime de secundă), măsurăm imaginea și efectele diferite ale luminii pierdute în momente diferite. În plus față de această descompunere, putem identifica fiecare dintre contribuabili folosind timpii de sosire, care sunt direct legați de calea optică și, astfel, cunoaștem originea problemei. “

Inginerii CSL au demonstrat acum eficacitatea acestei metode într-o lucrare, publicată recent în jurnal Rapoarte științifice, în care prezintă primul film care prezintă reflexele fantomelor pe un telescop refractar care sosesc în momente diferite. „Am reușit, de asemenea, să folosim aceste măsurători pentru a converti modelele teoretice ale inginerului”, spune Lionel Clermont, „ceea ce va face posibilă, de exemplu, construirea unor modele mai bune de procesare a imaginii în„ viitorul ”.

Prin raportarea acestor măsurători la modelele numerice, oamenii de știință vor putea acum să determine cu exactitate originea luminii pierdute și astfel să acționeze în consecință pentru a îmbunătăți sistemul, atât prin îmbunătățirea hardware-ului, cât și prin dezvoltarea algoritmilor de corecție.

Mai mult decât o curiozitate științifică, această metodă dezvoltată în CSL ar putea duce la o mică revoluție în domeniul instrumentelor spațiale de înaltă performanță. „Am primit deja mult interes de la ESA (Agenția Spațială Europeană) și de la industriașii din sectorul spațial”, spune Marc Georges, expert în metrologie și laser la CSL și coautor al studiului. Această metodă răspunde la o problemă urgentă care a fost rezolvată până acum. ”

În viitorul apropiat, cercetătorii CSL își propun să continue dezvoltarea acestei metode, să crească TRL (Technology Readiness Level) și să o aducă la un nivel industrial. O aplicație industrială este deja planificată pentru proiectul FLEX (Fluorescence Explorer), un telescop de observare a solului care face parte din Programul Planetei Vii a ESA. Cercetătorii speră să o poată aplica și instrumentelor științifice.

Referință: „Caracterizarea luminii pierdute cu o imagine rapidă a timpului de zbor” de L. Clermont, W. Uhring și M. Georges, 12 mai 2021, Rapoarte științifice.
DOI: 10.1038 / s41598-021-89324-y

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.