天文科普：微型望遠(yuǎn)鏡聚焦太空中的遙遠(yuǎn)物體

美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）的可變形鏡面立方星。圖片來源：美國國家航天局（NASA）
美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）部署的一顆立方體衛(wèi)星展示了一種技術(shù)，可以改善空間中遙遠(yuǎn)物體的成像質(zhì)量，并把強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡塞進(jìn)小型衛(wèi)星中。美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）的可變形反射鏡(DeMi)立方星于7月13日部署在國際空間站，開始了帶有微型可變形反射鏡的微型太空望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)演示，該微型可變形反射鏡稱為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）反射鏡。
發(fā)射約一周后， DeMi首次與太空接觸，展現(xiàn)了其太陽能電池陣列的預(yù)期功率，以及正確的航天器指向和穩(wěn)定的溫度。該團(tuán)隊(duì)將在未來幾天內(nèi)集中精力進(jìn)行有效載荷檢查。


圖片來源：BCT
DeMi可以調(diào)整其反射面的形狀，以校正溫度和機(jī)械變化對太空望遠(yuǎn)鏡的影響，從而提高圖像質(zhì)量。該實(shí)驗(yàn)將測試MEMS可變形反射鏡從火箭發(fā)射到太空軌道上，經(jīng)歷高溫和輻射環(huán)境時的性能。
“目前軌道上正在運(yùn)行的太空望遠(yuǎn)鏡在探測和區(qū)分小而暗淡的物體和大而明亮的物體的能力上是有限的，例如，明亮恒星旁邊暗淡的系外行星?？勺冃畏瓷溏R已經(jīng)在地面應(yīng)用中被證明是成功的，但是它們的性能尚未在長期太空作業(yè)中得到測試。”DARPA戰(zhàn)術(shù)技術(shù)辦公室DeMi的項(xiàng)目經(jīng)理Stacie Williams說， “我們的目標(biāo)是證明MEMS可變形反射鏡的優(yōu)勢，以主動校正空間中遙遠(yuǎn)物體的圖像?！?br>

圖片來源：DeMi Team
DeMi望遠(yuǎn)鏡的主鏡大約一英寸寬，可變形鏡面和一角硬幣大小相當(dāng)。DeMi可以用望遠(yuǎn)鏡觀測恒星，并使用內(nèi)部激光對可變形反射鏡進(jìn)行校準(zhǔn)測量。當(dāng)觀測到恒星時，可變形反射鏡將使恒星保持在相機(jī)視野的中心位置。MEMS反射鏡有140個驅(qū)動器，微小的可移動表面可以控制反射鏡的形狀。校準(zhǔn)測量將在太空環(huán)境中使用約50個執(zhí)行器跟蹤其性能。
DeMi還旨在演示波前校正，它裝載的有效載荷將用于測量波前或光學(xué)系統(tǒng)中未對準(zhǔn)的形狀?？勺冃畏瓷溏R通過改變形狀來校正這些錯誤，就像哈哈鏡一樣。完成觀測后， DeMi航天器將下行傳回波前傳感器的圖像，以便操作員從地面監(jiān)測可變形反射鏡的狀態(tài)。
DARPA的DeMi團(tuán)隊(duì)包括極光飛行科學(xué)公司（AFS）；麻省理工學(xué)院（MIT），他們設(shè)計(jì)并研發(fā)出了光學(xué)有效載荷；以及設(shè)計(jì)和制造航天飛機(jī)的藍(lán)峽谷科技公司（BCT）。今年2月， DeMi搭載在一枚執(zhí)行貨物補(bǔ)給任務(wù)的納諾克斯立方星部署器（NRCSD）上，抵達(dá)空間站。這次任務(wù)預(yù)計(jì)將持續(xù)一年左右。
翻譯：周琪
審校：張和持
文章來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
文章鏈接：https://phys.org/news/2020-07-miniature-telescope-focuses-sharpening-view.html


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