Συρρικνώνοντας τα Τηλεσκόπια

[terring]

Ερευνητές τις Lockheed Martin ανακοίνωσαν ότι δουλεύουν πάνω στο S.P.I.D.E.R., ένα νέο σύστημα άμεσης συλλογής του φωτός που θα καθιστά ξεπερασμένα τα κάτοπτρα και τους φακούς, συρρικνώνοντας κατά πολύ τα τηλεσκόπια.

 

The telescope gets its first major upgrade in centuries

 

 

[Δροσος Γεωργιος]

SPIDER: Επανάσταση στα διαστημικά τηλεσκόπια.

Από την εποχή του Γαλιλαίου μέχρι σήμερα, η γενική φιλοσοφία/ σχέδιο πίσω από τα τηλεσκόπια ήταν σε γενικές γραμμές η ίδια, και στην ουσία ήταν η ίδια διαδικασία σχηματισμού εικόνας που χρησιμοποιείται και στα μάτια. Ακόμα και στα τηλεσκόπια που χρησιμοποιούνται δορυφόρους, δεν υπάρχουν σημαντικές διαφορές στη βάση.

Ωστόσο, στα διαστημικά τηλεσκόπια, η ανάγκη για λήψη εικόνων υψηλότερης ανάλυσης από πολύ μακρινά αντικείμενα απαιτεί όλο και μεγαλύτερα τηλεσκόπια, στο σημείο που καθίσταται δύσκολη η αποστολή τους στο Διάστημα. Επιστήμονες της Lockheed Martin προσπαθούν να το αλλάξουν αυτό, αξιοποιώντας τις δυνατότητες της συμβολομετρίας (interferometry), στην οποία τα φωτόνια (αυτό που βλέπουμε δηλαδή) εκλαμβάνεται μέσω ενός συστήματος μικροσκοπικών φακών, που αντικαθιστούν τους μεγάλους καθρέφτες ή φακούς που χρησιμοποιούνται στα παραδοσιακά τηλεσκόπια. Μεγάλα συμβολομετρικά συστήματα, σε αστεροσκοπεία ανά τον κόσμο, χρησιμοποιούνται για συλλογή στοιχεία σε μεγάλες χρονικές περιόδους, με σκοπό τη σύνθεση εικόνων εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης από αντικείμενα στο Διάστημα.

Αυτό που κάνει η τεχνολογία SPIDER είναι να παίρνει αυτή τη φιλοσοφία και να την τοποθετεί στο Διάστημα, αντικαθιστώντας ογκώδη τηλεσκόπια και πολύπλοκα οπτικά συστήματα με εκατοντάδες χιλιάδες μικροσκοπικούς φακούς οι οποίοι συνεργάζονται με PICs (photonic integrated circuits) για τη «σύνθεση» του φωτός. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μιας εικόνας υψηλής ανάλυσης και, όπως αναφέρει η εταιρεία, πρόκειται για μια ιδέα ανάλογη αυτής που οδήγησε στην αντικατάσταση των παλαιών, ογκωδών τηλεοράσεων με τις μοντέρνες, με τις λεπτές οθόνες.

Όπως εκτιμάται, η τεχνολογία SPIDER (Segmented Planar Imaging Detector form Electro-optical Reconnaissance) θα μπορούσε να μειώσει το μέγεθος, το βάρος και τις ενεργειακές ανάγκες των τηλεσκοπίων κατά 10 με 100 φορές, κάτι που θα έκανε μεγάλη διαφορά στον τομέα των δορυφόρων. «Αυτό που είναι καινούριο είναι η δυνατότητα δημιουργίας συμβολομετρικών συστημάτων που έχουν τον ίδιο αριθμό καναλιών με μια ψηφιακή κάμερα» αναφέρει ο Άλαν Ντάνκαν, στέλεχος της Lockheed Martin. «Μπορούν να πάρουν μια φωτογραφία, να την επεξεργαστούν και έτοιμη η εικόνα. Είναι βασικά το να αντιμετωπίζεις τα συμβολομετρικά συστήματα ως μια κάμερα point-and-shoot».

Ακόμη, τα κυκλώματα του SPIDER δεν απαιτούν ακριβή ευθυγραμμισμό μεγάλων φακών και καθρεφτών, κάτι που διευκολύνει τα πράγματα στο Διάστημα. Επίσης, τα πολλά αυτά «μάτια» μπορούν να διαρρυθμιστούν κατά βούληση, κάτι που θα καθιστούσε πιο «ευέλικτα» τα διαστημικά τηλεσκόπια. Γενικότερα, θεωρείται ότι η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον χώρο, καθώς θα μπορούσε να σημάνει μια εποχή συστημάτων μικρού πάχους (στην ουσία δίσκων) αντί για κλασικών κυλινδρικών τηλεσκοπίων, διευκολύνοντας τη χρήση τους σε διαστημόπλοια.

http://www.naftemporiki.gr/story/1057700/spider-epanastasi-sta-diastimika-tileskopia

Το επεξεργάστηκε Ιανουάριος 12 ο Δροσος Γεωργιος

[terring]

Πριν από καιρό, είχα οραματιστεί τα τηλεσκόπια του μέλλοντος πολύ πιο λεπτά απ' ό,τι είναι σήμερα. Η μόνη διαφορά με το S.P.I.D.E.R. είναι ότι τα δικά μου μελλοντικά τηλεσκόπια είναι ακόμη πιο λεπτά, σαν ένα ύφασμα αποτελούμενα από θαύματα της νανοτεχνολογίας., με αποτέλεσμα να μοιάζουν περισσότερο με τους σημερινούς μεγεθυντικούς φακούς παρά με τηλεσκόπια. Πάντως η τεχνολογία S.P.I.D.E.R. θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί και αλλού. Αν αναβαθμίσαμε τα μάτια μας με την εγκατάσταση ενός τέτοιου συστήματος, δε θα χρειαζόμασταν να κουβαλάμε ογκώδη τηλεσκόπια κι ένα κάρο προσοφθάλμια και λοιπό εξοπλισμό. Αρκεί να κοιτάξουμε πάνω, στο ουράνιο αντικείμενο που επιθυμούμε, και θα συλλέγουμε φως και πληροφορίες πολύ πιο εύκολα.

Με το S.P.I.D.E.R., θα είμαστε εμείς τα τηλεσκόπια

[Δροσος Γεωργιος]

Μετά από 400 χρόνια, ο αρχικός σχεδιασμός του τηλεσκοπίου λαμβάνει μια σημαντική αναβάθμιση. Μέρος ενός έργου που χρηματοδοτήθηκε από την DARPA, το τηλεσκόπιο SPIDER's Segmented Planar Imaging Detector for Electro-optical Reconnaissance (SPIDER) αντικαθιστά τους μεγάλους κύριους φακούς που χρησιμοποιούνται στα διαθλαστικά τηλεσκόπια με μια σειρά από μικροσκοπικά που επιτρέπουν στα όργανα να συρρικνώνονται κατά 10 έως 100 φορες.
Ο βασικός σχεδιασμός του διαθλαστικού τηλεσκοπίου παρέμεινε ουσιαστικά ο ίδιος από την εφεύρεση του το 1608. Μπροστά υπάρχει ένας μεγάλος φακός σαν μεγεθυντικός φακός που συγκεντρώνεται στο φως και τον τροφοδοτεί σε έναν μικρότερο φακό που τον μετατρέπει σε εικόνα. Αν και υπήρξαν πολλές βελτιώσεις κατά τη διάρκεια των αιώνων, τέτοια τηλεσκόπια παρεμποδίστηκαν από το γεγονός ότι για να γίνει ένα διαθλαστικό τηλεσκόπιο πιο ισχυρό, ο μπροστινός ή ο κύριος φακός πρέπει να είναι μεγαλύτερος και επομένως βαρύτερος.
Αναπτύχθηκε από τους ερευνητικούς εταίρους της Lockheed Martin στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Davis, το SPIDER αντικαθιστά τον κύριο φακό με μια λεπτή σειρά μικροσκοπικών φακών σαν το μάτι ενός εντόμου. Καθένας από αυτούς τους φακούς τροφοδοτεί το φως σε ένα τσιπ πυριτίου φωτονικά ολοκληρωμένα κυκλώματα (PIC), επομένως το τηλεσκόπιο είναι ουσιαστικά μια τράπεζα φωτογραφικών μηχανών.
Το έξυπνο κομμάτι είναι ότι το SPIDER λειτουργεί με βάση την αρχή της συμβολομετρίας. Κανονικά, αυτό χρησιμοποιείται από τους αστρονόμους ως ένας τρόπος μετατροπής ενός αριθμού οπτικών ή ραδιοτηλεσκοπίων που κατανέμονται σε μια περιοχή σε ένα γιγαντιαίο τηλεσκόπιο. Αυτό το κάνει συνδυάζοντας τις εικόνες από αυτά τα τηλεσκόπια, έτσι ώστε να παρεμβάλλονται το ένα με το άλλο. Αναλύοντας το πλάτος και τη φάση των μοτίβων παρεμβολών, οι επιστήμονες μπορούν να τα μετατρέψουν σε μια νέα εικόνα πολύ υψηλότερης ανάλυσης.
Η Lockheed χρησιμοποιεί αυτήν την αρχή για να φτιάξει ένα πολύ μικρότερο και ελαφρύτερο τηλεσκόπιο που μπορεί να μεταφερθεί σε ένα διαστημόπλοιο.

Διευρυμένη όψη μιας διάταξης SPIDER
«Το νέο είναι η δυνατότητα κατασκευής συστοιχιών συμβολομέτρων που έχουν τον ίδιο αριθμό καναλιών με μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή», δήλωσε ο Alan Duncan, ανώτερος συνεργάτης της Lockheed Martin. "Μπορούν να τραβήξουν ένα στιγμιότυπο, να το επεξεργαστούν και να υπάρχει η εικόνα σας. Βασικά αντιμετωπίζει τις συστοιχίες συμβολομέτρων σαν μια κάμερα point-and-shoot."
Η Lockheed λέει ότι οι μικροσκοπικοί φακοί και τα PIC του SPIDER σημαίνουν ότι η κατασκευή δεν απαιτεί την περίτεχνη εργασία λείανσης ή ευθυγράμμισης των συμβατικών φακών. Ενώ για να επιτευχθεί η ίδια απόδοση με έναν φακό τηλεσκοπίου 40 ιντσών, η συστοιχία SPIDER θα πρέπει να έχει την ίδια διάμετρο, θα ήταν πολύ λεπτή συγκριτικά, με αποτέλεσμα 99 τοις εκατό εξοικονόμηση κόστους και βάρους και η κατασκευή να μετράται σε εβδομάδες αντί για χρόνια. Επιπλέον, ένα τηλεσκόπιο SPIDER δεν χρειάζεται να είναι σωλήνας. Ως επίπεδος δίσκος, μπορεί να είναι οποιοσδήποτε αριθμός σχημάτων από κύκλο έως εξάγωνο και μπορεί να διαμορφωθεί για να ταιριάζει σε μια συγκεκριμένη επιφάνεια.
Επί του παρόντος, το SPIDER βρίσκεται στα αρχικά στάδια ανάπτυξης και μπορεί να περάσουν πέντε έως δέκα χρόνια μέχρι να βρει τις πρώτες του εφαρμογές.
"Το SPIDER έχει τη δυνατότητα να επιτρέψει συναρπαστικές ανακαλύψεις τοποθετώντας συστήματα απεικόνισης υψηλής ανάλυσης σε τροχιές συστήματος εξωτερικού πλανήτη όπως ο Κρόνος και ο Δίας", λέει ο Duncan." Η ικανότητα μείωσης μεγέθους, βάρους και ισχύος θα μπορούσε να αλλάξει σημαντικά το παιχνίδι. Με 10 με 100 φορές την ανάλυση ενός παραδοσιακού τηλεσκοπίου συγκρίσιμου βάρους, φανταστείτε τι θα μπορούσατε να ανακαλύψετε».
Το παρακάτω βίντεο εξηγεί την τεχνολογία SPIDER.

 

https://newatlas.com/spider-telescope-lockheed-martin/41403/