Китайские ученые испытали «умную линейку» для космических телескопов
Исследователи из Сидяньского университета и Пекинского института управления предложили способ точнее измерять расстояние между космическими телескопами. Разработка предназначена для интерферометров — комплексов, где несколько аппаратов работают вместе, чтобы получить изображение с разрешением выше, чем получилось бы у одного телескопа.
Астрономы хотят получать более детальные изображения экзопланет, но для этого нужны телескопы с гораздо большей апертурой. Запустить в космос цельное зеркало нужного размера трудно: оно не поместится в обтекатели современных ракет. Поэтому инженеры предлагают использовать вместо этого несколько небольших телескопов, разнесенных на большое расстояние. Но для работы им нужно очень точно знать положение друг друга.
Экзопланеты: какие бывают, как их открыли и есть ли среди них пригодные для жизни
Лазеры — основной инструмент, с помощью которого инженеры точно измеряют расстояние между двумя спутниками в космосе. В новой работе авторы использовали частотно-сканирующую интерферометрию: лазерный луч меняет частоту, отражается от цели, а система по возвращающемуся свету рассчитывает расстояние. На точность могут влиять движение аппаратов, вибрации и небольшие ошибки в работе самого лазера.
Чтобы компенсировать ошибку от движения цели, исследователи использовали два лазерных сигнала: один менял частоту в одну сторону, второй — в другую. Затем результаты сравнивали и усредняли. Для проверки работы лазера добавили оптический эталон Фабри — Перо. Это небольшая полость с двумя параллельными зеркалами, через которую свет проходит только на заданных частотах. Система может сверить реальную работу лазера с расчетной и поправить измерение.
Прототип проверили в лаборатории: два макета аппаратов разместили в 5,7 м друг от друга. За час работы оптический эталон снизил дрейф ошибки с 20,11 до 13,38 мкм — почти на треть. Затем систему сравнили с коммерческим лазерным интерферометром Renishaw XL-80: расхождение составило около 44,3 мкм. Кроме того, установка смогла отследить цель, которая удалялась со скоростью до 20 мм/с.
До применения в космосе технологию еще нужно доработать. На измерения могут влиять перепады температуры, радиация и микрогравитация, а расстояния между телескопами будут намного больше, чем в лаборатории.
Иллюстрация Space: Science & Technology
Самое популярное
