列日大学列日中心空间研究中心(CSL)的一组研究人员刚刚开发出一种方法,用于识别太空望远镜上杂散光的起源。这是空间工程领域的一项重大进步,将有助于获取更精细的空间图像并开发效率更高的空间仪器。这项研究刚刚发表在《科学报告》杂志上。


太空望远镜正变得越来越强大。近年来,技术的发展使人们有可能越来越深入地观察宇宙中的物体,或者以越来越高的精度测量地球大气的组成。但是,仍然有一个因素限制这些望远镜的性能:杂散光。长期以来已知的现象是,杂散光会导致光反射(镜片之间的重影反射、散射等),从而损害图像质量并经常导致图像模糊。到目前为止,在望远镜开发阶段检查和表征这种杂散光的方法非常有限,仅仅知道仪器是否对这种现象敏感。

革命性的方法!新研究可彻底减少太空望远镜的杂散光

随着时间的流逝,不同的杂散光贡献者(鬼影)出现并消失在探测器上。到达时间与光程长度有关,我们可以确定每个起源。


列日空间中心(CSL)的研究人员与史特拉斯堡大学合作,刚刚开发出一种革命性的方法来解决此问题,方法是使用飞秒脉冲激光发送光束以照亮望远镜。


CSL太空光学系统和杂散光专家莱昂内尔·克莱蒙(Lionel Clermont)解释说,杂散光线(在望远镜中)与形成图像的光线具有不同的光路。 因此,使用超快速检测器(分辨率为10-9秒的量级,即千分之一秒),我们可以在不同的时间测量图像和不同的杂散光效果。除了这种分解之外,我们还可以使用其到达时间来确定每个贡献者,这些到达时间与光路直接相关,在《科学报告》上,他们展示了第一部胶片,该胶片显示了在不同时间到达的折射望远镜中的幻影反射。

革命性的方法!新研究可彻底减少太空望远镜的杂散光

通过超快速飞行时间成像进行杂散光分解。


莱昂内尔·克莱蒙(Lionel Clermont)说,我们还能够使用这些测量值对理论模型进行逆向工程,这将有可能例如在将来构建更好的图像处理模型。通过将这些测量值与数值模型相关联,科学家现在将能够精确地确定杂散光的起源,从而通过改进硬件和开发校正算法来采取行动来改善系统。


在CSL上开发的这种方法不仅是出于科学的好奇心,还很可能导致高性能太空仪器领域的一次小革命。这项研究的共同作者,CSL的计量学和激光专家Marc Georges说,欧洲航天局(ESA)和太空工业家已经对我们很感兴趣了。这种方法可以解决迄今为止尚未解决的紧急问题。


在不久的将来,CSL研究人员打算继续开发这种方法,以提高其TRL(技术就绪水平)并将其推向工业水平。 FLEX(Fluorescence Explorer)项目已经规划了该应用程序,该项目是地球观测望远镜,是ESA生命星球计划的一部分。


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