имидж-сканер Френеля

Сканер Френеля — это предлагаемая сверхлегкая конструкция космического телескопа, в которой Френеля в качестве основной оптики вместо обычной линзы используется матрица . Он фокусирует свет с помощью тонкого непрозрачного листа фольги с отверстиями специальной формы, фокусируя таким образом свет в определенной точке, используя явление дифракции . Такие узорчатые листы, называемые зонными пластинками Френеля , уже давно используются для фокусировки лазерных лучей, но до сих пор не использовались в астрономии. Никакой оптический материал не участвует в процессе фокусировки, как в традиционных телескопах . Скорее, свет, собранный матрицей Френеля, концентрируется на классической оптике меньшего размера (например, 1/20 размера матрицы), чтобы сформировать окончательное изображение. ^[1]

Большие фокусные расстояния тепловизора Френеля (несколько километров) ^[2]^[3] требуют эксплуатации группировкой из двух кораблей, летающих в космосе в точке Лагранжа L2 Солнце-Земля . ^[1] В этом летательном приборе, состоящем из двух космических аппаратов, один космический корабль содержит фокусирующий элемент: интерферометрическую решетку Френеля; на другом космическом корабле находится полевая оптика, фокусные приборы и детекторы. ^[4]^[5]

Преимущества

Френелевский формирователь изображения с листом заданного размера имеет такое же острое зрение, как и традиционный телескоп с зеркалом того же размера, хотя он собирает около 10% света. ^[6]^[7]
Использование вакуума для отдельных субапертур устраняет фазовые дефекты и спектральные ограничения, которые могут возникнуть в результате использования прозрачного или отражающего материала. ^[6]
Помимо видимого света, он может наблюдать в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне. ^[7]
Он позволяет получать изображения высокой контрастности, позволяя наблюдать очень слабый объект в непосредственной близости от яркого. ^[7]
Поскольку в его конструкции вместо зеркал используется фольга, ожидается, что он будет более легким и, следовательно, менее дорогим в запуске, чем традиционный телескоп. ^[3]
30-метровый тепловизор Френеля будет достаточно мощным, чтобы увидеть планеты размером с Землю в радиусе 30 световых лет от Земли и измерить световой спектр планет для поиска признаков жизни, таких как атмосферный кислород. Сканер Френеля также может измерять свойства очень молодых галактик в далекой Вселенной и делать подробные изображения объектов Солнечной системы . ^[3]

Разработка

Концепция была успешно протестирована в видимом диапазоне и ожидает испытаний в УФ-диапазоне . Формируется международная группа по интересам, в которую входят специалисты различных научных направлений. Предложение о миссии на 2025-2030 годы было представлено на рассмотрение ESA Cosmic Vision . ^[4]^[6]В 2008 году Лоран Кёхлин из обсерватории Юг-Пиренеи в Тулузе, Франция, и его команда планировали построить небольшой наземный телескоп Френеля, прикрепив 20-сантиметровый узорчатый лист к монтировке телескопа. ^[3]

Кехлин и его команда завершили наземный прототип в 2012 году. В качестве зонной пластины используется кусок медной фольги площадью 20 см с 696 концентрическими кольцами. Его фокусное расстояние составляет 18 метров. С его помощью им удалось отделить спутники Марса от родительской планеты. ^[8]

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Л. Кехлин; Д. Серр; П. Дюшон (2005). «Визуализация высокого разрешения с помощью интерферометрических решеток Френеля: пригодность для обнаружения экзопланет» . Астрономия и астрофизика . 443 (2): 12 Глава 9, Параграф 1. arXiv : astro-ph/0510383 . Бибкод : 2005A&A...443..709K . дои : 10.1051/0004-6361:20052880 .
^ Л. Кехлин; Д. Серр; П. Дюшон (2005). «Визуализация высокого разрешения с помощью интерферометрических решеток Френеля: пригодность для обнаружения экзопланет» . Астрономия и астрофизика . 443 (2): 1 Глава 1, Параграф 2. arXiv : astro-ph/0510383 . Бибкод : 2005A&A...443..709K . дои : 10.1051/0004-6361:20052880 . Фокусное расстояние такой решетки Френеля может варьироваться от 200 м до 20 км, в зависимости от типа решетки и используемой длины волны.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Сига, Дэвид (1 мая 2008 г.). «Телескоп мог фокусировать свет без зеркала и линзы» . Новый учёный .
^ Перейти обратно: ^а ^б Лоран Кёхлин. «УФ-сторона эволюции галактик с помощью изображений FRESNEL» (PDF) . Лаборатория астрофизики Тулузы-Тарба. Университет Тулузы . Проверено 8 сентября 2009 г.
^ Кехлин, Л; Серр, Д; Деба, П. (2009). «Интерферометрический формирователь изображений Френеля». Астрофизика и космическая наука . 320 (1–3): 225. Бибкод : 2009Ap&SS.320..225K . дои : 10.1007/s10509-008-9793-8 . hdl : 10871/16076 . S2CID 119749945 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Лоран Кехлин; Дени Серр; Пол Деба; Трусвин Раксасатая; Кристель Пейон. «Интерферометрический формирователь изображения Френеля, предложение ESA Cosmic Vision 2007» (PDF) . стр. 2–3. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 года . Проверено 9 сентября 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Предлагаемый телескоп фокусирует свет без зеркала или линзы» . science.slashdot.org.
^ «Мерцай, мерцай, маленькая планета: недооцененный оптический трюк может помочь найти жизнь в других солнечных системах» . Экономист . 9 июня 2012 г.

Дальнейшее чтение

http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/publisenligne/PropalFresnel-CosmicVision_20070706.pdf. Архивировано 21 июля 2011 г. в Wayback Machine. Интерферометрический формирователь изображения Френеля, предложение ESA Cosmic Vision 2007.
http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/FresnelArraysPosterA4V3.pdf . Архивировано 21 июля 2011 г. в Wayback Machine. Интерферометрические матрицы Френеля как интерферометры визуализации, Л.Кехлин, Д.Серр, П. Деба, Д.Массонне
http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/publisenligne/aa2880-05.pdf Архивировано 21 июля 2011 г. в Wayback Machine Получение изображений в высоком разрешении с помощью интерферометрических решеток Френеля: пригодность для обнаружения экзопланет, Л. Кёхлин, Д. Серр и П. Дюшон
http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/publisenligne/papierFresnelV1.pdf Архивировано 21 июля 2011 г. на тепловизоре Wayback Machine Fresnel для высокого углового разрешения и высокодинамических наблюдений, Л. Кехлин, Д.Серр, П.Деба

[fifth-1] Перейти обратно: ^а ^б Л. Кехлин; Д. Серр; П. Дюшон (2005). «Визуализация высокого разрешения с помощью интерферометрических решеток Френеля: пригодность для обнаружения экзопланет» . Астрономия и астрофизика . 443 (2): 12 Глава 9, Параграф 1. arXiv : astro-ph/0510383 . Бибкод : 2005A&A...443..709K . дои : 10.1051/0004-6361:20052880 .

[2] Л. Кехлин; Д. Серр; П. Дюшон (2005). «Визуализация высокого разрешения с помощью интерферометрических решеток Френеля: пригодность для обнаружения экзопланет» . Астрономия и астрофизика . 443 (2): 1 Глава 1, Параграф 2. arXiv : astro-ph/0510383 . Бибкод : 2005A&A...443..709K . дои : 10.1051/0004-6361:20052880 . Фокусное расстояние такой решетки Френеля может варьироваться от 200 м до 20 км, в зависимости от типа решетки и используемой длины волны.

[first-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Сига, Дэвид (1 мая 2008 г.). «Телескоп мог фокусировать свет без зеркала и линзы» . Новый учёный .

[fourth-4] Перейти обратно: ^а ^б Лоран Кёхлин. «УФ-сторона эволюции галактик с помощью изображений FRESNEL» (PDF) . Лаборатория астрофизики Тулузы-Тарба. Университет Тулузы . Проверено 8 сентября 2009 г.

[third-5] Кехлин, Л; Серр, Д; Деба, П. (2009). «Интерферометрический формирователь изображений Френеля». Астрофизика и космическая наука . 320 (1–3): 225. Бибкод : 2009Ap&SS.320..225K . дои : 10.1007/s10509-008-9793-8 . hdl : 10871/16076 . S2CID 119749945 .

[sixth-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Лоран Кехлин; Дени Серр; Пол Деба; Трусвин Раксасатая; Кристель Пейон. «Интерферометрический формирователь изображения Френеля, предложение ESA Cosmic Vision 2007» (PDF) . стр. 2–3. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 года . Проверено 9 сентября 2009 г.

[second-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Предлагаемый телескоп фокусирует свет без зеркала или линзы» . science.slashdot.org.

[8] «Мерцай, мерцай, маленькая планета: недооцененный оптический трюк может помочь найти жизнь в других солнечных системах» . Экономист . 9 июня 2012 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]