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05 de diciembre 2013
Programa MUARE crea imágenes por primera vez utilizando la óptica de membrana ligeros, lo que podría ayudar a redefinir la forma en que construimos, lanzamiento y usamos telescopios orbitales
La capacidad de los telescopios orbitales para ver amplias zonas de la tierra a la vez los ha hecho indispensable para las principales responsabilidades de la seguridad nacional, tales como la predicción del tiempo, reconocimiento y respuesta a desastres. A pesar de que el diseño de telescopios ha avanzado, sin embargo, un aspecto se ha mantenido constante desde que Galileo: el uso de vidrio para lentes y espejos, también conocido como la óptica. Imágenes de alta resolución que tradicionalmente ha requerido espejos de vidrio de gran diámetro, que son gruesos, pesados, difíciles de hacer y caro. Como la necesidad de mayor resolución se expande de imágenes orbitales, espejos de vidrio se están acercando rápidamente al punto en que será demasiado grande, pesado y costoso, incluso para el más grande de los cohetes de hoy en día para llevar a la órbita.
DARPA Membrana Optical Imager for Real-Time Explotación (muaré) programa trata de abordar estos desafíos. MUARE pretende crear tecnologías que permitan a los futuros telescopios orbitales de alta resolución para proporcionar el vídeo y las imágenes de la Tierra en tiempo real desde la órbita geosíncrona la Tierra (GEO)-aproximadamente 22.000 millas por encima de la superficie del planeta. Tamaño y costo limitaciones han impedido hasta ahora la colocación de satélites de imágenes a gran escala en el GEO, por lo muaré es el desarrollo de tecnologías que hacen que los telescopios orbitales mucho más ligero, más transportable y más rentable.
Actualmente en su segunda y última fase, el programa ha demostrado recientemente con éxito un prototipo basado en tierra que incorpora varias tecnologías críticas, incluyendo nuevas ópticas de membrana de polímero liviano para reemplazar los espejos de vidrio. La óptica de membrana han sido tradicionalmente demasiado ineficientes para usar en la óptica del telescopio. MUARE ha logrado una primera tecnológica para la óptica de la membrana por casi duplicando su eficiencia, del 30 por ciento a 55 por ciento. La eficiencia mejorada habilitada MUARE para tomar las primeras imágenes nunca con la óptica de la membrana.
Mientras que la membrana es menos eficiente que el vidrio, que es casi el 90 por ciento de eficiencia, su peso mucho más ligero permite la creación de grandes lentes que más que compensar la diferencia. La membrana es también sustancialmente más ligero que el vidrio. Con base en el desempeño del prototipo, un nuevo sistema que incorpora la óptica MOIRE vendría en aproximadamente una séptima parte del peso de un sistema tradicional de la misma resolución y masa. Como una prueba de concepto, el prototipo MUARE valida la óptica de la membrana como una tecnología viable para los telescopios orbitales.
"La óptica de membrana podrían permitirnos encajar mucho más grandes, los telescopios de mayor resolución en paquetes más pequeños y más ligeros", dijo el teniente Coronel Larry Gunn , director del programa DARPA. "En ese sentido, estamos 'romper el techo de cristal" que los materiales tradicionales imponen en el diseño óptico. Esperamos que nuestra investigación también podría ayudar a reducir en gran medida los costos generales y permiten un despliegue más oportuno utilizar, menos costosos vehículos de lanzamiento más pequeños ".
En lugar de reflejar la luz con espejos o refractar con lentes, la óptica de la membrana de MOIRE difractan la luz. Aproximadamente el espesor de la envoltura de plástico del hogar, cada membrana sirve como una lente de Fresnel-que está grabado con ranuras concéntricas circulares como anillos de los árboles microscópicamente finas, con las ranuras cientos de micras de ancho en el centro hacia abajo a sólo 4 micras en el borde exterior. El patrón de difracción enfoca la luz en un sensor que el satélite se traduce en una imagen.
Tecnología MUARE alberga las membranas en metales "pétalos" delgadas que lanzaría en una configuración apretada alrededor de 20 pies de diámetro. Al llegar a su órbita de destino, un satélite sería entonces desplegar los pétalos para crear las de tamaño completo la óptica multi-lentes. El diámetro previsto de 20 metros (unos 68 pies) serían los más grandes de la óptica del telescopio que se han hecho y empequeñecer los espejos de vidrio contenidas en los telescopios más famosos del mundo.
Desde GEO, se cree, un satélite utilizando la óptica MOIRE pudo ver aproximadamente 40 por ciento de la superficie de la tierra a la vez. El satélite será capaz de concentrarse en un área de 10 kilometros por 10 km con una resolución de 1 metro, y proporcionar video en tiempo real a 1 fotograma por segundo.
Ball Aerospace y Technologies Corp. es el contratista principal para el programa de muaré.
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