Forscher der Australian National University (ANU) finden neue Anwendungsmöglichkeiten für die laserbasierte Technologie, die die Teleskopbilder – sogenannte adaptive Optik – schärft, und sie könnte dazu beitragen, das weltweit wachsende Problem mit Weltraummüll zu mildern. Speziell angefertigte Laser könnten verfallenen Satelliten einen leichten „Push“ von Photonen geben und gerade genug Energie abgeben, um die Umlaufbahn der Trümmer zu ändern und eine bevorstehende Kollision zu verhindern.
Laser haben in der Astronomie eine lange Geschichte. Teleskope im Weltraum wie Hubble sind in der Lage, spektakuläre Bilder aufzunehmen, da sie nicht mit atmosphärischen Verzerrungen (dem Effekt, der Sterne am Nachthimmel zu „funkeln“ erscheinen lässt) umgehen müssen. Aber Weltraumteleskope können nur so groß sein, dass bodengebundene Observatorien mit ein wenig Hilfe von adaptiver Optik viel mehr Sehkraft bieten können.
Als ANU-Professor Celine D'Orgeville erklärt , „Ohne adaptive Optik sieht ein Teleskop ein Objekt im Raum wie einen Lichtfleck. Dies liegt daran, dass unsere Atmosphäre das Licht verzerrt, das sich zwischen der Erde und diesen Objekten bewegt. Aber mit adaptiver Optik werden diese Objekte leichter zu sehen und ihre Bilder werden viel schärfer. Im Wesentlichen durchschneidet die adaptive Optik die Verzerrung in unserer Atmosphäre und stellt sicher, dass wir die unglaublichen Bilder, die unsere leistungsstarken Teleskope aufnehmen, klar sehen können.“
Celine D’Orgeville mit dem EOS 1,8-Meter-Teleskop am Mount Stromlo-Observatorium, das adaptive Optik verwendet, um Satelliten zu verfolgen und abzubilden. Bildquelle: Celine D'Orgeville/The Australian National University.
Das System funktioniert, indem es einen leistungsstarken Laser in den Himmel strahlt und Partikel in der Natriumschicht anregt, die sich am Rand des Weltraums befindet (die Schicht wird durch das Verbrennen von Meteoriten erzeugt). Die angeregten Natriumatome erscheinen dem Teleskop wie ein heller künstlicher Stern – hell genug, um zu messen, wie die Atmosphäre das Licht auf dem Weg zurück zum Teleskop verzerrt. Mit diesen Informationen kann der Spiegel des Teleskops ganz leicht verformt werden, um die atmosphärischen Effekte auszugleichen. Er muss dies tausende Male pro Sekunde tun, um mit den sich ständig ändernden atmosphärischen Bedingungen Schritt zu halten.
Diese Technik funktioniert gut für die Beobachtung entfernter Sterne und Galaxien, die sich langsam über den Himmel bewegen, aber ANU-Forscher haben die Technologie verbessert, damit sie sich schnell bewegende Satelliten und Weltraummüll verfolgen kann.
Wenn sich ein Stück Weltraummüll auf Kollisionskurs mit einem anderen Objekt befindet (was passiert häufiger als wir denken möchten), könnte ein Tracking-Laser mit adaptiver Optik einen sekundären Infrarotlaser zum Ziel führen, der den Weltraumschrott auf eine andere Flugbahn schieben würde. Ein System dieser Laser auf der ganzen Welt könnte katastrophale Kollisionen verhindern.
Eine Darstellung von Objekten in der Erdumlaufbahn. Ungefähr 95 % der Objekte sind Orbitaltrümmer und keine funktionsfähigen Satelliten. Bildnachweis: NASA.
Ein solches System ist jedoch politisch herausfordernd. Neben technologischen Verbesserungen könnten auch Innovationen in der Regulierung und im Weltraumrecht erforderlich sein. Der Missbrauch von Lasern, die die Flugbahn verändern, könnte zu einem diplomatischen Sumpf führen, obwohl die Vorteile einer globalen Zusammenarbeit beim Thema Weltraumschrott offensichtlich sind. Wenn wir Glück haben, könnte die Forschung der ANU der Katalysator für neue kooperative Regelungen an dieser Front sein.
Die Forschung der ANU hat auch einen Wert im Bereich der Kommunikation. Ein kommerzieller Partner des Forschungsprogramms, Electro Optic Systems (EOS), hofft, das System nutzen zu können, um laserbasierte Kommunikation zwischen Satelliten und dem Boden zu entwickeln.
Auf der ganzen Linie macht adaptive Optik Laser zu einem der nützlichsten Werkzeuge, die uns bei der Erforschung des Weltraums zur Verfügung stehen, und ihre Zukunft, verzeihen Sie das Wortspiel, ist glänzend.
Weiterlesen:
- ' Neuer Laser soll helfen, den Himmel von Weltraumschrott zu befreien . 'ANU.
- Tony Travouillon, Céline d'Orgeville, Francis Bennet, ' Adaptive Optik verzweigt sich . 'Wissenschaftlicher Amerikaner.
- Steven Freeland und Annie Handmer“, Es kommt nicht darauf an, wie groß Ihr Laser ist, sondern wie Sie ihn verwenden: Weltraumgesetze sind ein wichtiger Bestandteil im Kampf gegen Weltraummüll. 'Die Unterhaltung.
Vorgestelltes Bild: Künstlerische Darstellung des Extremely Large Telescope. Bildnachweis: ESO/L. Calçada.