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  • 自適應光學的由來

    作者:佚名 來源:中國科學院國家天文臺 時間:2019-01-16 23:01 閱讀:9819 [投稿]
    這項聽上去非常神秘的自適應光學技術,是怎樣解決前面提到的大氣抖動的問題的呢?讓我們從光開始講起。

    太空望遠鏡建不了太大,而且極其昂貴。地面望遠鏡雖然可以做得大很多,卻因為大氣抖動的原因,讓我們無法看清楚遠處天體的細節。

    幸運的是,有一種方法,能夠讓地面望遠鏡克服大氣抖動,也就是牛頓所說的大氣不夠寧靜所帶來的影響,幫助地面望遠鏡提高分辨能力。這種方法就叫做自適應光學。

    在冷戰時期,美國和蘇聯都往天上發射各種間諜衛星。對于其中任何一方來說,如果可以分辨出天空中對方的衛星是什么型號,并且監測到間諜衛星經常在偷 窺什么地方,就可以盡早轉移敏感目標,并且迷惑對手。這些衛星和天體目標一樣,和觀測者中間也隔著時刻變化的大氣。即使用4米口徑的望遠鏡去看這些衛星,能看到的也只是模糊一團,什么也分不清楚。


    圖1.俄國監測到的美國間諜衛星。各種各樣,有長方形天線的(A),有盤狀天線的(B)。知道對手的動作是反偵察的重要一步

    這個時候,美國國防高級研究計劃局(DARPA)發現,之前有一位名叫巴布科克(Babcock)的天文學家,提出過關于一種儀器的構想,這種儀器能夠消除大氣抖動對天文成像的影響。于是他們開始對這種儀器展開秘密的研制工作。最終,在上世紀70年代末,美國軍方利用該儀器實現了,對低軌道間諜衛星的高分辨成像監測。而這項技術就是我們現在所說的自適應光學技術。后來,在美國軍方對此技術解密之后,這項技術才逐漸在天文領域發展和應用起來。


    圖2.美國星火靶場觀測到的間諜衛星。A:沒有使用自適應光學;B:使用自適應光學;C:使用自適應光學+后期圖像處理

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