ليزر جديد قوي سيعزز البصريات التكيفية

في بعض التطبيقات ، تعني أشعة الليزر الأكبر حجمًا ليزرًا أفضل. هذا هو الحال في علم الفلك ، حيث يتم استخدام الليزر في كل شيء من معايرة التلسكوب إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. المرصد الأوروبي الجنوبي ( الذي - التي ) وبعض شركائها التجاريين طوروا ليزرًا أقوى بثلاث مرات من معيار الصناعة الحالي. مع زيادة مستوى الطاقة هذا ، فإن النظام الجديد لديه القدرة على تحسين طريقة تعامل التلسكوبات بشكل كبير مع واحدة من أكثر المشاكل الأساسية في علم الفلك الأرضي - الاضطرابات الجوية.

يعد الاضطراب الجوي المنتظم أمرًا شائعًا على الأرض وهو سبب ما تراه العين البشرية كنجوم ' طرفة . ' ومع ذلك ، بالنسبة إلى التلسكوب ، يمكن أن يؤدي الاضطراب الذي لم يتم حسابه إلى التخلص من مجموعات البيانات بأكملها. تمتلك التلسكوبات تقنية قياسية للقضاء على أي من هذه التأثيرات - فهي تقوم بالمعايرة باستخدام نجم مستقر معروف.

يشرح فيديو يوتا يشرح الاضطرابات الجوية.

المشكلة الواضحة هي أنه في بعض الأحيان لا توجد نجوم يمكنهم استخدامها معايرة إلى. لذلك توصل العلماء إلى طريقة لعمل ' نجم صناعي 'من شأنه أن يسمح للمراصد بالمعايرة مقابل كائن ثابت يمكن ملاحظته بغض النظر عن الاتجاه الذي يواجهونه. تتضمن هذه التقنية تفجير ذرات الصوديوم على ارتفاع 90 كم في الغلاف الجوي بالليزر.

توجد هذه التكنولوجيا اليوم كمرفق نجمي لمرشد الليزر الرباعي ، والذي يقوم بتشغيل التلسكوب الكبير جدًا التابع لـ ESO ( VLT ). نظرًا لوجود قوة محترمة تبلغ 22 واط ، كانت أداة المعايرة هذه ضرورية لعملية VLT الناجحة. ومع ذلك ، كلما زادت قوة تأثير الليزر على ذرات الصوديوم ، زاد استقرار 'نجم' المعايرة. لذا فقد صدمت ESO مستوى الطاقة حتى 63 واط - ما يقرب من 3 أضعاف زيادة على النظام الحالي.

تُظهر هذه الصورة ذات المجال الواسع اختبار ليزر CaNaPy في السماء في مرصد Allgäuer VolksSternwarte Ottobeuren في ألمانيا. يعمل الليزر ، المستند إلى تقنية ESO الحاصلة على براءة اختراع ، على إثارة ذرات الصوديوم في الغلاف الجوي العلوي ، مما يخلق مصدرًا اصطناعيًا يمكن استخدامه لمراقبة الاضطرابات الجوية وتصحيحها. سيتم تثبيت هذا الليزر في النهاية في المحطة الأرضية البصرية لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في تينيريفي ، إسبانيا ، كجزء من التعاون بين ESO و ESA لاستخدام البصريات التكيفية لأغراض الاتصالات الفلكية والأقمار الصناعية.
الائتمان - ESO

هذه الزيادة هي بفضل العمل على تطوير متقدم مضخم ألياف رامان مصدر الليزر ، تم إنشاؤه بواسطة اتصالات MPB - شركة كندية تعمل كأحد شركاء ESO التجاريين. لم يكونوا وحدهم في تطوير التقنيات للمساعدة في تحسين ليزر المعايرة. الضوئيات TOPTICA Ag هي شركة ألمانية متخصصة في عمل التردد ' النقيق ”التي تسمح لليزر بالارتداد ذهابًا وإيابًا بين عدة ترددات. عرض النطاق الترددي الأكبر يعني المزيد من ذرات الصوديوم المتحمسة ونجمًا ساطعًا لاستخدامه في المعايرة.

مع ذلك ، فإن المعايرة ليست الشيء الوحيد الذي تفيده أجهزة الليزر المحسّنة. أصبحت أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية أكثر أهمية في الآونة الأخيرة ، حيث أدى Starlink من SpaceX إلى عصر جديد من الاتصالات الفضائية. ومع ذلك ، فهي محدودة في استخدامها لواحدة من أكثر تقنيات نقل البيانات عالية السرعة. الاتصال البصري بين الأقمار الصناعية والأرض نفسها معقد بسبب نفس ظاهرة الاضطراب الجوي التي يمكن أن تتسبب في التخلص من التلسكوبات. بفضل قدرة الليزر العالية هذه على إنشاء نقاط معايرة أكثر استقرارًا لهذه الأنظمة ، يصبح الاتصال البصري وسيلة نقل بيانات أكثر جاذبية.

تُظهر هذه الصورة ليزر CaNaPy بقوة 57 وات أثناء اختبار ميداني على التلسكوب 0.6 متر في مرصد Allgäuer VolksSternwarte Ottobeuren في ألمانيا. ينتقل ضوء الليزر من داخل التلسكوب إلى مرآته الثانوية ثم يرتد إلى المرآة الأساسية ، حيث ينعكس أخيرًا نحو السماء. الليزر ، الذي يعتمد على تقنية ESO الحاصلة على براءة اختراع ، سيشكل في النهاية جزءًا من نظام CaNaPy Laser Guide Star Adaptive Optics ليعمل في المحطة الأرضية البصرية لوكالة الفضاء الأوروبية في تينيريفي بإسبانيا. سيساعد في تصحيح الملاحظات الفلكية للتأثير الضبابي الناجم عن الاضطرابات في الغلاف الجوي للأرض.
الائتمان - ESO

يخطط العلماء لتثبيت نظام الليزر الجديد ، وهو جزء من نظام CaNaPy Laser Guide Star Adaptive Optics ، في مرصد ESA في تينيريفي بإسبانيا. إذا أثبت النظام قيمته ، فيمكن أن يكون بمثابة أساس لمعايرة وأدوات اتصال محسنة أخرى عبر منصات المراقبة والشبكات الموسعة المنتشرة في جميع أنحاء العالم.

يتعلم أكثر:
الذي - التي - ليزر قوي جديد يعتمد على تقنية ESO يجتاز اختبارًا ميدانيًا
الجواسيس - CaNaPy: منصة تجريبية SatComm LGS-AO مع تعويض مسبق للوصلة الصاعدة بالليزر
نوفوس لايت - اختبار ميداني قوي جديد لمرور الليزر
يوتا - النجم الاصطناعي يضيء في السماء الجنوبية

الصورة الرئيسية:
اختبار ليزر CaNaPy في ألمانيا.
الائتمان - ESO