Созданная в РФ оптическая система поможет астрономам получать четкие снимки космоса
Наука

Созданная в РФ оптическая система поможет астрономам получать четкие снимки космоса

18 марта 2024 года, 11:42

Российские ученые создали адаптивную оптическую систему, которая с рекордной скоростью компенсирует влияние атмосферных искажений на лазерное излучение. Это позволит телескопам делать более четкие изображения при проведении астрономических наблюдений.

Новая технология разработана специалистами Национального центра физики и математики (НЦФМ) при поддержке Росатома. «Впервые при создании адаптивной оптической системы использованы программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), которые позволяют намного быстрее универсальных процессоров осуществлять операции по обработке изображений. Они работают не как универсальные процессоры, которые последовательно обрабатывают цифровой поток, а, скорее, как видеокарты, более эффективные, например, при просмотре фильмов», — пояснил научный руководитель НЦФМ, академик РАН Александр Сергеев.

Турбулентность земной атмосферы не только снижает фокусировку лазерного излучения на мишень в установках, но и ограничивает разрешающую способность телескопов при получении изображений из космоса. 

Благодаря ПЛИС ученым удалось достигнуть рекордного быстродействия адаптивной системы до 4 кГц в экспериментах в закрытом пространстве, на 200-300-метровой павильонной трассе. В условиях реальной трассы до космического аппарата быстродействие составило больше 2 кГц. Важные составляющие оптической системы — адаптивное зеркало в сборе и корректор наклонов волнового фронта.

Корректор наклонов волнового фронта
1 / 2
Корректор наклонов волнового фронта

Технология пригодится для получения четких изображений в ходе астрономических наблюдений. «Несколько килогерц — это тот уровень, который позволяет нам корректировать искажения излучения в условиях реальной, постоянно меняющейся атмосферы, поэтому и идет гонка за этими килогерцами», — отметил Сергеев.

Помимо компенсации атмосферных искажений, разработка позволит более эффективно фокусировать лазерное излучение в «земных» условиях для достижения рекордной мощности в Центре исследований экстремальных световых полей НЦФМ. Уникальную установку исследователи планируют создать в России к 2030 году. Она, в числе прочего, позволит понять, как ведет себя вещество в экстремальных, не достижимых ранее условиях. 

«В установке класса "мегасайенс" мы должны задать волновые фронты всех двенадцати каналов лазерного излучения так, чтобы они, сойдясь в одной точке, дали максимум интенсивности», — резюмировал Александр Сергеев.

Фото: Иван Петров.