Método revolucionario desarrollado para reducir drásticamente la luz parásita en los telescopios espaciales

Descomposición de luz parásita mediante imágenes ultrarrápidas de tiempo de vuelo. Crédito: Lionel Clermont / Centre Spatial de Liège / Université de Liège

Un equipo de investigadores del Centre Spatial de Liège (CSL) de la Universidad de Lieja acaba de desarrollar un método para identificar los contribuyentes y los orígenes de la luz parásita en los telescopios espaciales. Este es un avance importante en el campo de la ingeniería espacial que ayudará a la adquisición de imágenes espaciales aún más finas y al desarrollo de instrumentos espaciales cada vez más eficientes. Este estudio se acaba de publicar en la revista Informes científicos.

Los telescopios espaciales son cada vez más potentes. Los avances tecnológicos de los últimos años han hecho posible, por ejemplo, observar objetos cada vez más en el universo o medir la composición de la atmósfera terrestre con una precisión cada vez mayor. Sin embargo, todavía hay un factor que limita el rendimiento de estos telescopios: la luz parásita. Un fenómeno que se conoce desde hace mucho tiempo, la luz parásita da como resultado reflejos de luz (reflejos fantasma entre lentes, dispersión, etc.) que dañan la calidad de las imágenes y a menudo conducen a imágenes borrosas. Hasta ahora, los métodos para comprobar y caracterizar esta luz parásita durante la fase de desarrollo de los telescopios han sido muy limitados, lo que permite saber “simplemente” si el instrumento era o no sensible al fenómeno, lo que obligaba a los ingenieros a revisar todos sus cálculos. en casos positivos, provocando retrasos considerables en la puesta en servicio de estas herramientas avanzadas.


A medida que pasa el tiempo, aparecen y desaparecen en el detector diferentes contribuyentes de luz parásita (fantasmas). El tiempo de llegada está relacionado con la longitud del camino óptico, podemos identificar a cada colaborador y compararlos con el modelo teórico. Crédito: Lionel Clermont / Centre Spatial de Liège / Université de Liège

Investigadores del Centre Spatial de Liège (CSL), en colaboración con la Universidad de Estrasburgo, acaban de desarrollar un método revolucionario para resolver este problema mediante el uso de un láser pulsado femto-segundo para enviar rayos de luz para iluminar el telescopio. “Los rayos de luz parásita toman (en el telescopio) diferentes trayectorias ópticas de los rayos que forman la imagen”, explica Lionel Clermont, experto en sistemas ópticos espaciales y luz parásita en CSL. Gracias a ello, y utilizando un detector ultrarrápido (del orden de 10-9 segundos de resolución, es decir, una milésima de millonésima de segundo), estamos midiendo la imagen y los diferentes efectos de luz parásita en distintos momentos. Además de esta descomposición, podemos identificar a cada uno de los contribuyentes utilizando sus tiempos de llegada, que están directamente relacionados con la trayectoria óptica, y así conocer el origen del problema ”.

Los ingenieros de CSL ahora han demostrado la efectividad de este método en un artículo, recién publicado en la revista. Informes científicos, en el que presentan la primera película que muestra reflejos fantasmas en un telescopio refractivo que llegan en diferentes momentos. “También hemos podido utilizar estas mediciones para realizar ingeniería inversa de modelos teóricos”, dice Lionel Clermont, “lo que hará posible, por ejemplo, construir mejores modelos de procesamiento de imágenes en el futuro”.

Al correlacionar estas mediciones con modelos numéricos, los científicos ahora podrán determinar con precisión el origen de la luz parásita y actuar en consecuencia para mejorar el sistema, tanto mejorando el hardware como con el desarrollo de algoritmos de corrección.

Más que una simple curiosidad científica, este método desarrollado en el CSL bien podría conducir a una pequeña revolución en el campo de los instrumentos espaciales de alto rendimiento. “Ya hemos recibido mucho interés de la ESA (Agencia Espacial Europea) y de los industriales del sector espacial”, dice Marc Georges, experto en metrología y láseres de CSL y coautor del estudio. Este método responde a un problema urgente que no se ha resuelto hasta ahora ”.

En un futuro cercano, los investigadores de CSL tienen la intención de continuar el desarrollo de este método, para aumentar su TRL (Nivel de preparación tecnológica) y llevarlo a un nivel industrial. Ya está prevista una aplicación industrial para el proyecto FLEX (Fluorescence Explorer), un telescopio de observación de la Tierra que forma parte del Programa Planeta Vivo de la ESA. Los investigadores esperan poder aplicarlo también a instrumentos científicos.

Referencia: “Caracterización de luz parásita con imágenes ultrarrápidas de tiempo de vuelo” por L. Clermont, W. Uhring y M. Georges, 12 de mayo de 2021, Informes científicos.
DOI: 10.1038 / s41598-021-89324-y


Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.

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