เทคโนโลยีการถ่ายภาพวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ในวงโคจร

เทคโนโลยีการถ่ายภาพวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ในวงโคจร

ประเทศจีนทีมนักวิทยาศาสตร์ด้านการทหารได้พัฒนาเทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยเลเซอร์ที่ช่วยให้สถานีภาคพื้นดินสามารถระบุและติดตามเป้าหมายในอวกาศได้อย่างแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน

อุปกรณ์เรดาร์ที่ออกแบบโดยศาสตราจารย์ Han Fei จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีป้องกันประเทศแห่งชาติในมณฑลอานฮุย สามารถจับภาพวัตถุขนาดเล็กเท่ากำปั้นในวงโคจรใกล้โลกด้วยความละเอียดสูงสุด 3 มม. Han และเพื่อนร่วมงานของเขารายงานในวารสารActa Physica Sinica ฉบับวันที่ 12 มีนาคม เทคโนโลยีนี้สามารถช่วยแนะนำลำแสงเลเซอร์จากพื้นดินเพื่อกำจัดขยะอวกาศชิ้นเล็กๆ ที่คุกคามดาวเทียมและยาน อวกาศ

ปัญหาที่ทำให้วิศวกรอวกาศปวดหัวมากที่สุดคือเศษชิ้นส่วนขนาดใหญ่ 1 - 10 ซม. เนื่องจากดาวเทียมมีชั้นป้องกันที่ป้องกันขยะชิ้นเล็กๆ ในขณะที่ชิ้นใหญ่สามารถตรวจจับได้โดยเทคโนโลยีปัจจุบันด้วยเวลาจำกัด ในช่วงต้น เพียงพอที่จะปรับเส้นทางการบิน ในปี 2559 ระบบเรดาร์อวกาศที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของจีนสูญเสียสายไฟไป 4% หลังจากเศษซากที่มีความยาวมากกว่า 1 ซม. ชนเข้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ของดาวเทียม

เลเซอร์กำลังสูงสามารถทำให้เศษเล็กเศษน้อยดังกล่าวเปลี่ยนเส้นทางและตกลงสู่ชั้นบรรยากาศของโลกได้ในที่สุด ทีมวิจัยของ Han กล่าว แต่เลเซอร์จำเป็นต้องยิงอย่างแม่นยำโดยมีข้อผิดพลาดในระดับมิลลิเมตร ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ เศษขยะส่วนใหญ่จะลอยได้อย่างอิสระ ทำให้การระบุและการติดตามทำได้ยากขึ้น

เทคโนโลยีใหม่นี้เรียกว่าเลเซอร์สะท้อนแสงเอกซ์เรย์ ได้แรงบันดาลใจจากการสแกน CAT ที่ใช้ในโรงพยาบาลซึ่งใช้ลำแสงเลเซอร์หลายๆ ลำในการส่องพื้นผิวเป้าหมาย แล้วสร้างภาพจากอนุภาคแสงที่ปล่อยออกมาใหม่ในหลายทิศทาง ความละเอียดของภาพที่ถ่ายด้วยวิธีนี้จะพิจารณาจากความแตกต่างเล็กน้อยในมุมของลำแสงเลเซอร์เมื่อไปถึงเป้าหมายมากกว่าระยะห่างจากผู้สังเกต ด้วยการปรับปรุงคุณภาพของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์และความไวของเครื่องรับ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถได้ภาพที่คมชัดมากของวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ในระยะไกล

เรดาร์ที่สร้างโดย Han และเพื่อนร่วมงานของเขาจะยิงพัลส์สั้นๆ จำนวนมากด้วยกำลังส่งสูงสุดมากกว่า 100 กิโลวัตต์ วางบนริมอ่างเก็บน้ำในเขตชานเมืองของเมืองเหอเฟย์ อุปกรณ์สร้างภาพที่คมชัดของเป้าหมายกว้าง 5 ซม. ซึ่งหมุนได้ในระยะทาง 1 กม. ผลลัพธ์ที่ได้แสดงหลักฐานว่าอุปกรณ์มีศักยภาพในการใช้งานในอวกาศ

Han กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาเทคโนโลยีโดยใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์ระดับไฮเอนด์ ซึ่งช่วยลดสัญญาณรบกวนที่ส่งผลต่อคุณภาพสัญญาณได้อย่างมาก พวกเขายังได้พัฒนาอัลกอริธึมใหม่โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อประเมินการเคลื่อนที่แบบสุ่มของเป้าหมายขนาดเล็ก ช่วยให้เรดาร์สร้างภาพคุณภาพสูงด้วยข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์และเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว