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受蛾眼启示缔造的SOFIA新仪器

作者:宇宙小百科

受蛾眼启示缔造的sofia新仪器

nasa研制的一台新照相机能够拍照远较从前也许做到的程度愈加活络的天体印象,而其中用到的技能遭到了自然界尤其是蛾眼的启示。

这个概念非常简略。当近距离观看物体的时分,蛾子的双眼具备由一种小型锥头圆柱凸起构成的极细密摆放。这种构造的作用是削减反射光,让这些夜行生物能够尽也许吸收更多的光线,这么它们乃至在夜间也能够辨明方向。

如果将相似的吸收体概念用于远红外吸收体,咱们就得到了具有数千个严密摆放、由机械微加工成形的尖刺(柱状凸起),它们的高度不超越一枚沙粒。这是马里兰州格林贝尔特(greenbelt)nasa戈达德太空飞行基地的科学家和技能小组为高分辨率机载宽波段照相机+(hawc+)开发的4台1280像素测辐射热计阵列的要害元件之一。

受蛾眼启示缔造的SOFIA新仪器

这张运用地道扫描电子显微镜拍照的相片展现了一种新的吸收体构造,它使sofia的新仪器——高分辨率机载宽波段照相机+(hawc+)进行观测成为了也许。这么的“尖刺”构造是受蛾眼启示而规划的。(图像供给:x射线:nasa/cxc/sao/m.mccollough et al;射电:asiaa/sao/sma)

nasa刚刚完成了hawc+在同温层红外地理台(sofia)上的启用。sofia是nasa与德国航空航天基地(dlr)的联合项目。这架通过大幅度改造的波音747sp型飞机搭载着一架8英尺望远镜以及6台仪器飞向足够高的空域,在这里望远镜不会遭到地球大气中的水分搅扰。水分阻挠了天体宣布的大多数红外辐射。

晋级后的这架照相机不只要拍照相片,还会丈量来自银河系尘土辐射的偏振光。科学家运用这台仪器能够研讨恒星和行星形成前史的前期阶段,而凭仗hawc+的偏振计,还能丈量银河系基地特大质量黑洞周围环境中的磁场。

凭仗这台从未在地理学中有过先例的仪器,咱们乃至还能够丈量光线频率和方向发作的细小改变。来自戈达德的科学家埃德·沃拉克(ed wollack)说:“这使得这台探测器能够在更宽的波段上运用,还让探测器的活络度大大增加,尤其是在远红外波段。”沃拉克与戈达德的探测器专家克里斯廷·贾布瓦拉(christine jhabvala)一起规划并缔造了微加工成形的吸收体,而这关于戈达德开发的这台测辐射热计探测器而言至关重要。

受蛾眼启示缔造的SOFIA新仪器

nasa近来完成了一台新式机载照相机在nasa的sofia机载地理台上的启用。上图展现了架设在sofia望远镜上的hawc+仪器。(图像供给:nasa/afrc)

测辐射热计在红外(热)辐射的丈量中很常用,它们本质上即是非常活络的温度计。当辐射被聚集,并碰击吸收性的元件(一般为涂有电阻涂层的物质)后,元件就会升温。随后一台超导传感器丈量了由此导致的温度改变,给出入射红外光的强度。

sofia的这台测辐射热计是探测器技能中名为背照式下网格传感器(bugs)的一种变体。如今这种传感器用于一系列别的对红外活络的仪器上。在sofia的运用中,反射性的光学构造(所谓的背照)被微加工成形的吸收体取代,吸收体阻挠并吸收了光线。

小组用碳纳米管做了试验,希望能用它作为潜在的吸收体。但是,这种柱状的管子虽然如今已被用于一系列的航天技能,但对吸收远红外线功率并不高。最终,沃拉克求助于蛾子作为也许的解决方案。

受蛾眼启示缔造的SOFIA新仪器

克里斯廷·贾布瓦拉与埃德·沃拉克手持他们规划的吸收体草图。这种吸收体由数千紧凑摆放的微加工成形尖刺(柱状突起)构成,突起的高度不及沙粒。它是hawc+所运用的4台1280像素探测器阵列的要害元件。(图像供给:nasa/w. hrybyk)

沃拉克说:“你也许会遭到自然界一些东西的启示,不过仍是要用到手头的东西来制作它。这是人、机器与资料的结合。如今咱们有了从前所不具备的新才能。这即是立异的真义地点。”

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