- 27,545
- 46
- 8 Ноя 2022
Инженеры создали линзу, которая совершит революцию в изучении солнечных вспышек.
Инженеры создали оптический элемент размером всего шесть миллиметров, который по точности измерения магнитных полей Солнца смог соперничать с крупным спутником NASA. Разработка может упростить космические телескопы, снизить стоимость миссий и помочь быстрее отслеживать солнечные вспышки и выбросы плазмы, способные нарушать работу энергосетей, спутников и связи.
Устройство разработала команда Калифорнийского университета в Сан-Диего совместно с BAE Systems Space & Mission Systems. В основе лежит метаповерхность - плоский оптический компонент с наноструктурами, способными управлять светом способами, недоступными для обычных линз и зеркал. Компонент одновременно разделяет и анализирует разные поляризационные каналы света, поэтому телескоп получает больше данных за один снимок.
Раньше подобные решения чаще оставались лабораторными демонстраторами. Для подготовки к космическим миссиям миниатюрную линзу подвергли жестким испытаниям на вибрацию и экстремальные температуры. Проверки завершились успешно, после чего устройство признали пригодным для работы в космосе.
Наблюдение за магнитными полями Солнца помогает прогнозировать корональные выбросы массы и другие опасные явления космической погоды. Современные космические телескопы обычно делают серию снимков, каждый раз механически поворачивая оптический элемент, а затем объединяют кадры программно. Подход работает медленно, требует сложной стабилизации и плохо переносит даже слабые вибрации аппарата. По словам одного из авторов работы Ноя Рубина, системы стабилизации часто стоят дороже самого телескопа.
Новая метаповерхность убирает подвижные детали из схемы. Компонент одновременно разделяет входящий солнечный свет на несколько поляризационных каналов и собирает магнитные данные одним кадром. Более высокая скорость съемки позволяет фиксировать процессы, которые прежние приборы не успевали зарегистрировать.
Для проверки технологии исследователи встроили метаповерхность в самодельный телескоп и провели наблюдения на солнечной обсерватории Данна в штате Нью-Мексико. Во время эксперимента солнечный свет попадал на зеркало на вершине башни высотой 136 футов, проходил 228 футов под землей, отражался обратно к поверхности и затем шел через шестимиллиметровый компонент. Миниатюрная линза успешно построила карту магнитных полей внутри активных солнечных пятен.
Ученые сравнили результаты с данными орбитальной обсерватории Solar Dynamics Observatory NASA. Измерения оказались почти идентичными, поэтому шестимиллиметровый компонент показал уровень крупного научного спутника. После пяти лет разработки и финансирования со стороны NASA команда подала заявку на дальнейшее изучение концепции космической миссии. В случае одобрения компактный прибор сможет отправиться на орбиту и стать частью нового поколения солнечных телескопов. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Инженеры создали оптический элемент размером всего шесть миллиметров, который по точности измерения магнитных полей Солнца смог соперничать с крупным спутником NASA. Разработка может упростить космические телескопы, снизить стоимость миссий и помочь быстрее отслеживать солнечные вспышки и выбросы плазмы, способные нарушать работу энергосетей, спутников и связи.
Устройство разработала команда Калифорнийского университета в Сан-Диего совместно с BAE Systems Space & Mission Systems. В основе лежит метаповерхность - плоский оптический компонент с наноструктурами, способными управлять светом способами, недоступными для обычных линз и зеркал. Компонент одновременно разделяет и анализирует разные поляризационные каналы света, поэтому телескоп получает больше данных за один снимок.
Раньше подобные решения чаще оставались лабораторными демонстраторами. Для подготовки к космическим миссиям миниатюрную линзу подвергли жестким испытаниям на вибрацию и экстремальные температуры. Проверки завершились успешно, после чего устройство признали пригодным для работы в космосе.
Наблюдение за магнитными полями Солнца помогает прогнозировать корональные выбросы массы и другие опасные явления космической погоды. Современные космические телескопы обычно делают серию снимков, каждый раз механически поворачивая оптический элемент, а затем объединяют кадры программно. Подход работает медленно, требует сложной стабилизации и плохо переносит даже слабые вибрации аппарата. По словам одного из авторов работы Ноя Рубина, системы стабилизации часто стоят дороже самого телескопа.
Новая метаповерхность убирает подвижные детали из схемы. Компонент одновременно разделяет входящий солнечный свет на несколько поляризационных каналов и собирает магнитные данные одним кадром. Более высокая скорость съемки позволяет фиксировать процессы, которые прежние приборы не успевали зарегистрировать.
Для проверки технологии исследователи встроили метаповерхность в самодельный телескоп и провели наблюдения на солнечной обсерватории Данна в штате Нью-Мексико. Во время эксперимента солнечный свет попадал на зеркало на вершине башни высотой 136 футов, проходил 228 футов под землей, отражался обратно к поверхности и затем шел через шестимиллиметровый компонент. Миниатюрная линза успешно построила карту магнитных полей внутри активных солнечных пятен.
Ученые сравнили результаты с данными орбитальной обсерватории Solar Dynamics Observatory NASA. Измерения оказались почти идентичными, поэтому шестимиллиметровый компонент показал уровень крупного научного спутника. После пяти лет разработки и финансирования со стороны NASA команда подала заявку на дальнейшее изучение концепции космической миссии. В случае одобрения компактный прибор сможет отправиться на орбиту и стать частью нового поколения солнечных телескопов. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
