Складные космические телескопы с мембранной оптикой от DARPA.
Складные космические телескопы с мембранной оптикой позволят развернуть на орбите по-настоящему мощные астрономические инструменты
Несмотря на все существующие достижения современной науки и техники, космические телескопы, некоторое количество которых находится на околоземной орбите прямо сейчас, основаны на использовании тяжелых стеклянных линз и других оптических элементов, которые оставались практически неизменными еще со времен Галилея. Но, благодаря новому проекту Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, в недалеком будущем на орбите смогут появиться "складные" телескопы, использующие оптику мембранного типа, которая изготовлена из тончайшего и легкого материала. Такой подход позволит обойти ограничения на габариты и вес отправляемого в космос оборудования, что в свою очередь позволит развернуть в околоземном пространстве телескопы, размеры зеркал которых и, следственно характеристики, будут во много раз превышать показатели существующих космических телескопов.
[Spoiler (click to open)]
Оптика, изготовленная из специального просветленного стекла, весьма тяжела, что является огромной проблемой при запуске в космос новых астрономических инструментов, кроме этого, тяжеловесные узлы чрезвычайно точного и хрупкого оборудования имеют склонность ломаться под воздействием перегрузок, воздействующих на это оборудование при запуске ракеты-носителя. DARPA пытается обойти все выше указанные неприятности и ограничения с помощью реализации новых технологий, разрабатываемых в рамках своей программы Membrane Optical Imager for Real-Time Exploitation (MOIRE). Когда эта программа подойдет к своему концу ученые получат возможность размещать на геостационарной орбите универсальные телескопы, которые смогут не только делать высококачественные снимки глубин космоса и поверхности Земли, но и производить видеосъемку в режиме реального времени.
Использование космических телескопов с мембранной оптической системой является далеко не новой идеей. Вместо того, чтобы отражать падающий свет, как это делают зеркала традиционных телескопов, мембранные линзы Френели преломляют этот свет, фокусируя его на светочувствительном датчике телескопа. Однако, характеристики мембранной оптики намного ниже характеристик обычной стеклянной оптики, а полная эффективность мембранных линз в настоящее время не превышает отметки в 30 процентов. В рамках проекта MOIRE ведутся работы и исследования, направленные на увеличение эффективности мембранной оптики, но с другой стороны никто не мешает следовать и экстенсивным путем, наращивая до необходимых пределов геометрические размеры оптических элементов телескопов.
Но самым главным преимуществом технологий MOIRE является то, что за счет использования легких элементов конструкции, космический телескоп MOIRE может быть на 86 процентов легче и гораздо компактней в сложенном состоянии, чем обычный телескоп со стеклянными линзами, при условии того, что оба телескопа будут обладать схожими характеристиками. Новые технологии мембранной оптики, которые разрабатываются в рамках проекта MOIRE, позволят увеличить эффективность этой оптики до 55 процентов, а оставшаяся часть компенсируется за счет геометрических размеров оптической системы, и все это позволит телескопам MOIRE делать высококачественные снимки при значительно меньшей стоимости самих телескопов и при меньшем количестве затрат по из запуску в космическое пространство.
"Использование мембранной оптики позволит нам отправлять в космос небольшие и легкие "пакеты" телескопов, имеющих крайне высокую чувствительность и разрешающую способность" - рассказывает подполковник (Lt. Col.) Ларри Ганн (Larry Gunn), руководитель программы DARPA MOIRE в официальном заявлении, - "Сейчас мы занимается тем, что ломаем "стеклянный свод" ограничений, накладываемых на оптические элементы использованием традиционных материалов. Мы рассчитываем на то, что наши исследования позволят значительно сократить затраты и позволят быстрое развертывание космических телескопов с помощью ракет-носителей малого и среднего класса".
Несмотря на все существующие достижения современной науки и техники, космические телескопы, некоторое количество которых находится на околоземной орбите прямо сейчас, основаны на использовании тяжелых стеклянных линз и других оптических элементов, которые оставались практически неизменными еще со времен Галилея. Но, благодаря новому проекту Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, в недалеком будущем на орбите смогут появиться "складные" телескопы, использующие оптику мембранного типа, которая изготовлена из тончайшего и легкого материала. Такой подход позволит обойти ограничения на габариты и вес отправляемого в космос оборудования, что в свою очередь позволит развернуть в околоземном пространстве телескопы, размеры зеркал которых и, следственно характеристики, будут во много раз превышать показатели существующих космических телескопов.
[Spoiler (click to open)]
Оптика, изготовленная из специального просветленного стекла, весьма тяжела, что является огромной проблемой при запуске в космос новых астрономических инструментов, кроме этого, тяжеловесные узлы чрезвычайно точного и хрупкого оборудования имеют склонность ломаться под воздействием перегрузок, воздействующих на это оборудование при запуске ракеты-носителя. DARPA пытается обойти все выше указанные неприятности и ограничения с помощью реализации новых технологий, разрабатываемых в рамках своей программы Membrane Optical Imager for Real-Time Exploitation (MOIRE). Когда эта программа подойдет к своему концу ученые получат возможность размещать на геостационарной орбите универсальные телескопы, которые смогут не только делать высококачественные снимки глубин космоса и поверхности Земли, но и производить видеосъемку в режиме реального времени.
Использование космических телескопов с мембранной оптической системой является далеко не новой идеей. Вместо того, чтобы отражать падающий свет, как это делают зеркала традиционных телескопов, мембранные линзы Френели преломляют этот свет, фокусируя его на светочувствительном датчике телескопа. Однако, характеристики мембранной оптики намного ниже характеристик обычной стеклянной оптики, а полная эффективность мембранных линз в настоящее время не превышает отметки в 30 процентов. В рамках проекта MOIRE ведутся работы и исследования, направленные на увеличение эффективности мембранной оптики, но с другой стороны никто не мешает следовать и экстенсивным путем, наращивая до необходимых пределов геометрические размеры оптических элементов телескопов.
Но самым главным преимуществом технологий MOIRE является то, что за счет использования легких элементов конструкции, космический телескоп MOIRE может быть на 86 процентов легче и гораздо компактней в сложенном состоянии, чем обычный телескоп со стеклянными линзами, при условии того, что оба телескопа будут обладать схожими характеристиками. Новые технологии мембранной оптики, которые разрабатываются в рамках проекта MOIRE, позволят увеличить эффективность этой оптики до 55 процентов, а оставшаяся часть компенсируется за счет геометрических размеров оптической системы, и все это позволит телескопам MOIRE делать высококачественные снимки при значительно меньшей стоимости самих телескопов и при меньшем количестве затрат по из запуску в космическое пространство.
Click to view"Использование мембранной оптики позволит нам отправлять в космос небольшие и легкие "пакеты" телескопов, имеющих крайне высокую чувствительность и разрешающую способность" - рассказывает подполковник (Lt. Col.) Ларри Ганн (Larry Gunn), руководитель программы DARPA MOIRE в официальном заявлении, - "Сейчас мы занимается тем, что ломаем "стеклянный свод" ограничений, накладываемых на оптические элементы использованием традиционных материалов. Мы рассчитываем на то, что наши исследования позволят значительно сократить затраты и позволят быстрое развертывание космических телескопов с помощью ракет-носителей малого и среднего класса".