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亚博新成像技术让太空望远镜将不再庞大

发布时间:2019-02-05 作者:亚博

1月3日10时26分,玉兔二号”成功着陆月球背面,在月球背面留下了“人类首次行走”足迹。不过美国的詹姆斯·韦伯空间望远镜由于种种原因,发射时间数次推迟,目前发射时间改为2021年3月30日。

最近以色列的本古里安大学在“合成孔径成像系统”(synthetic aperture systems)技术方面觉得重大进步。该技术可以通过单个小相机在空间中移动中捕获图像,通过搜集数据进行精细分析,获取一个更大相机产生的图像,本质上是合成一个更大的光圈。根据在光学期刊《Optica》上发表的一篇论文显示,国外一个科研团队设计提出了一种新颖的基于合成孔径的成像系统。使用两个同步卫星沿着合成孔径的边界移动,并从观察到的场景中捕获光图案。随后将这两个移动卫星反射的光传输到第三颗卫星中的图像传感器里,通过处理卫星移动过程中捕获到的图案的总和以获得的更大的高质量图像。

BGU研究生Angika Bulbul在新闻发布会上表示:“我们发现只需要一小部分望远镜镜头就可以获得高质量的图像,即使最小的孔径面积仅占全合成孔径面积的0.43%,我们也能获得与镜头成像系统全光圈区域相似分辨率的图像。”换句话说,他们基本上能够获得50倍大小的相机结果。这在任何地方都会令人印象深刻,但在太空中它尤为重要。像把韦伯这样的庞然大物发射放入轨道需要付出相当大的成本和努力。“通过这项技术可以减少巨大的传统光学空间望远镜所需的超高成本”Bulbul表示。“但是如果改为使用少数几颗卫星一起工作,只要其中一颗故障或损坏就可以将其替换掉,这真的开启了新的领域。”

然后这种太空望远镜的最大挑战之一是工作的卫星需要以极高的精度进行测量,目前要保持卫星完全静止是很难的,更不用说让卫星移动到几分之一毫米。为了保持精度,目前许多卫星在计算与作业时,需要使用可靠的固定光源作为参考点。一些天文学家甚至考虑使用激光为这些系统提供一种参考点。无论那种方法都有其优点和缺点,但麻省理工学院的研究人员认为他们已经找到了一种更加永久,高精度的解决方案:将一颗“导星”卫星放置于数千英里外,在地球及其轨道上布置激光区域。这种光源可靠,稳定且高度可见; 卫星可以用它来计算自己的位置,避免由热量和辐射引起的成像装置的微小变化,这种方法可能达到参照恒星坐标点不可能达到的精度。目前这项技术仍然在实验中,随着技术理论中取得的重大进展,相信在未来几年内,成群的卫星将被送入太空,以合成一个巨大的空间望远镜。

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