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聚沙成塔,成群的小卫星可以像一个巨大的太

来源:水星 时间:2023/10/28
不久,詹姆斯·韦伯太空望远镜就要发射了,这是一项巨大而复杂的工程壮举,但都是一体的。目前这是一件好事,但新的研究表明,在不久的将来,像韦伯这样的巨型望远镜可能会被成群结队的小型宇宙飞船所取代(至少会被增强)。   以色列本古里安大学的一项进步是所谓的合成孔径系统能力的飞跃。这是一种技术,一台小型相机在空间中移动,在移动过程中捕捉图像,并且通过对收集到的数据进行非常仔细的分析,它可以产生像大得多的相机所产生的图像——基本上是合成一个更大的光圈。   正如今天在optica上发表的一篇论文所记载的,这个团队以一种有趣的方式跳过了现有的方法。两颗卫星围绕一个圆的边缘同步移动,在移动过程中收集数据并将其传送到第三个静止的卫星上;这个圆描述了两个摄像头正在创建的合成孔径。“我们发现你只需要望远镜镜头的一小部分就能获得高质量的图像,”领导这项研究的BGU研究生AngikaBulbul在新闻发布会上解释说。“即使使用低至0.43%的透镜周界光圈,与基于镜/透镜的成像系统的全光圈面积相比,我们也能获得相似的图像分辨率。”换句话说,他们基本上能够得到50倍大小的相机的结果。这在任何地方都会令人印象深刻,但在太空中,这一点尤为重要。把像韦伯这样巨大而复杂的物体送入轨道是一项极其复杂和旷日持久的工作。它把很多鸡蛋放在一个篮子里(经过仔细检查和复查)。但是,如果你可以用几个卫星一起工作,如果失败了就更换一个,那就真的打开了这个领域。“我们可以削减巨大的成本,时间和材料所需的巨大传统光学空间望远镜与大曲面镜,”布尔说。然而,太空望远镜的一个挑战是,它们需要以极高的精度进行测量。保持一颗卫星完全静止是非常困难的,更不用说让它完全移动到一毫米之内了。了保持跟踪,现在许多卫星在计算与运行有关的各种情况时,都使用可靠的固定光源,如明亮的恒星作为参考点。一些天文学家甚至用激光激发大气中的一个高点,为这些系统提供一种人造恒星。这些方法都有各自的优点和缺点,但麻省理工学院的研究人员认为,他们已经找到了一种更持久、更高精度的解决方案:一颗“导航星”卫星,它可以坐在数千英里外,在地球及其轨道区域训练强大的激光。   这种光源将是可靠的、稳定的和高度可见的;卫星可以利用它来计算它们的位置,以及由热和辐射引起的成像设备的微小变化,这在一定程度上可能与实际的恒星或大气点是不可能的。   这两项有趣的技术仍在实验室里,但理论是所有重大进展的起点,而且可能在几年后,成群的卫星将被送入太空,不是为了提供地面通信,而是为了创造一个可以观察宇宙的大型合成望远镜。拓展介绍:小卫星:   现代小卫星的用途十分广泛。在民用方面,它可以应用在通信、对地观测、空间遥感、气象观测、海洋探测、科学研究等各个领域。其中利用小卫星进行移动通信已成为当今发展的热点,铱星和全球星就是典型例子。在军事上小卫星也有重要的作用,因为它能快速研制、快速发射,及时投入使用,因而能满足战时的特殊要求。实例:北京时间年4月18日11时59分,在西昌卫星发射中心,长征二号丙运载火箭成功地将哈尔滨工业大学牵头自主研制的实验卫星一号送上太空[1],同时还搭载发射了航天清华卫星技术有限公司研制的纳星一号实验卫星,这标志着我国小卫星研制技术取得了重要突破。实验卫星是我国第一颗由高神七首次使用伴星对自身进行拍摄校牵头自主研制的具有明确应用任务的微小卫星。试验卫星一号是我国第一颗传输型立体测绘小卫星,重公斤,由哈工大联合中国空间技术研究院、中国科学院长春光机所和西安测绘研究所共同研制,主要用于国土资源摄影测量、地理环境监测和测图科学试验。这颗卫星采用了多项微小卫星的前沿技术,探索了我国微小卫星技术发展的新途径。年4月18日23时59分,由哈工大抓总,联合航天科技集团所属中国空间技术研究院、中国科学院长春光机所、西安测绘研究所共同研制的试验卫星一号在西昌发射基地由长征二号丙运载火箭成功发射升空,卫星运行正常并已开始了在太空的试验任务。火箭按预定计划准时点火升空飞行10多分钟后,释放试验卫星一号;30秒钟后,释放纳星一号。从西安卫星测控中心传来的测控数据表明,试验卫星一号和纳星一号两颗科学实验小卫星已准确进入了各自的预定轨道,这次一箭双星发射获得圆满成功。哈工大航天学院院长韩杰才是四川巴中人,发射成功后,他紧紧握住本报记者的手说:我的心情无比激动!希望有更多的四川老乡加入我们航天人队伍!纳星一号是一颗用于高新技术探索试验的纳型卫星,重量小于25公斤,由清华大学和航天清华卫星技术有限公司研制并使用。年9月,中国的神七在太空第一次通过伴星(小卫星)拍摄了宇宙飞船的外景太空望远镜:太空望远镜一直是天文学家的梦想。因为通过地面望远镜观测太空总会受到大气层的影响,因而在太空设立望远镜意味着把人类的眼睛放到了太空,盲点将降到最小。地球的大气层对许多波段的天文观测影响甚大,天文学家便设想若能将望远镜移到太空中,便可以不受大气层的干扰得到更精确的天文资料。斯皮策太空望远镜发现星云自从年这个以美国天文学家埃德温·哈勃命名的望远镜进入太空以来,它已经成为最多产的天文望远镜之一。这要归功于它的环境优势:在距离地面数百公里的轨道上,它不会受到大气层的干扰。大气层在保护人类的同时,也过滤掉了大量珍贵的来自宇宙的信息。地面上的光学天文望远镜因此望尘莫及。哈勃望远镜的重大发现括拍摄到了遥远星系的引力透镜和新的恒星诞生的摇篮等等。天文学家越来越热衷于把望远镜送入太空,从而获得更多在地面上无法获得的信息!除此之外,还有其他一些太空技术转为民用。在美国实施水星载人飞行计划的时期,地面的人们对宇航员在太空中的生理状态知之甚少。在后来为阿波罗登月计划做准备的双子座载人飞行计划中,使用了新的生理监视系统,人们可以在地面上监视宇航员的心跳和呼吸等生理状态。如今,这类系统已经被广泛用于病人特别是重症病人的监护!

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