مقياس تصويرى جديد أصغر حجمًا وأخف وزنًا للتصوير الفضائى

ابتكر باحثو ناسا مقياس تصويري جديد وخفيف الوزن وفعال من حيث التكلفة للاستخدام في الفضاء، حيث توفر هذه التصاميم مطيافية عالية الدقة في شكل مضغوط، مما قد يؤدي إلى توسيع تطبيقاتها في دراسة الغلاف الجوي.

وسيقدم جيمس بي ماكجواير جونيور من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في جنوب كاليفورنيا البحث الجديد في مؤتمر Optica Design and Fabrication ، الذي يعقد في الفترة من 4 إلى 8 يونيو 2023 في مدينة كيبيك، كندا.

وقال ماكجواير: “يوفر مقياس الطيف هذا نفس إمكانات القياس مثل التصميمات التقليدية، ولكن بعُشر الحجم والكتلة وبتكلفة أقل، أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأرخص سعرًا يفتح الباب أمام التطبيقات والأسواق الجديدة”.

يكتسب التحليل الطيفي للتصوير، المعروف أيضًا باسم التصوير الطيفي الفائق، معلومات عبر الطيف الكهرومغناطيسي لكل بكسل في صورة المشهد، عندما يتم إجراؤه من الفضاء، فإنه يُستخدم عادةً لمراقبة المواد الصلبة أو السائلة، الأمر الذي يتطلب دقة مكانية عالية ودقة طيفية منخفضة، ومع ذلك، هناك حاجة إلى مقاييس طيفية للتصوير الفضائي أصغر وأخف وزنًا تجمع معلومات الغلاف الجوي، الأمر الذي يتطلب دقة طيفية عالية واستبانة مكانية منخفضة.

في العمل الجديد، وصف الباحثون تصميمات مطياف التصوير بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) والأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR) التي يمكن أن تساعد في سد هذه الحاجة، وتجمع تصميمات مقياس الطيف بين الميزات المرغوبة من العديد من التصميمات الحالية، بما في ذلك شبكة مغمورة تقلل من حجم الشبكة بقدر معامل الانكسار، والتكوين البصري Littrow الذي يستخدم نفس البصريات قبل وبعد الشبكة، وصريف على سطح كروي لمجرد تصحيح الخطأ البصري المعروف باسم انحناء مجال بيتزفال، تُفصل الحِبَاطات الضوء الأبيض إلى طيف الألوان المكوِّن له.

طور الباحثون تصميمًا لمقياس طيف التصوير NIR الذي يغطي نطاقًا طيفيًا من 2302 نانومتر إلى 2370 نانومتر مع 2048 بكسل طيفي و512 بكسل مكاني بفتحة f / 1.9، باستخدام مواد مختلفة، قاموا أيضًا بتصميم إصدار LWIR يغطي 8 ميكرومتر إلى 12 ميكرومتر مع 1536 بكسل طيفي و 256 بكسل مكاني عند f / 1.7.