在地球空間軌道上,數(shù)以億計(jì)的太空垃圾高速旋轉(zhuǎn)著,給航天器和衛(wèi)星帶來(lái)巨大威脅。目前,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)和國(guó)防部在用陸基望遠(yuǎn)鏡和激光雷達(dá)(Ladars)跟蹤17000塊碎片,但這一系統(tǒng)只能確定目標(biāo)的位置。研究人員指出,新技術(shù)能分析出一塊殘骸由什么組成,有助于確定其質(zhì)量、動(dòng)量及可能造成的破壞力。
該技術(shù)利用激光來(lái)檢測(cè)材料對(duì)光的偏振效應(yīng)。MIT航空航天系的邁克爾·帕斯科爾說(shuō),涂料的反射光偏振模式和金屬鋁有明顯區(qū)別,所以識(shí)別偏振特征是鑒定太空殘骸的一種可靠方法。
為檢驗(yàn)這一理論,研究人員設(shè)計(jì)了一臺(tái)偏光儀來(lái)檢測(cè)反射光的角度,所用激光波長(zhǎng)為1064納米,與Ladars激光類似,并選擇了6種衛(wèi)星中常用的材料:白色、黑色涂料、鋁和鈦,還有保護(hù)衛(wèi)星的兩種膜材料聚酰亞胺和特氟龍(聚四氟乙烯),用偏振濾鏡和硅探測(cè)器檢測(cè)它們反射光的偏振狀態(tài)。他們識(shí)別出16種主要的偏振態(tài),并將這些狀態(tài)特征與不同材料對(duì)應(yīng)起來(lái)。每種材料的偏振特征都非常獨(dú)特,足以和其他5種區(qū)別開(kāi)來(lái)。
帕斯科爾認(rèn)為,其他航天材料如防護(hù)膜、復(fù)合天線、太陽(yáng)能電池、電路板等,其偏振效應(yīng)可能也各有特色。他希望用激光偏振儀建一個(gè)包含各種材料偏振特征的數(shù)據(jù)庫(kù),給現(xiàn)有陸基Ladars裝上濾波器,就能直接檢測(cè)太空殘骸的偏振態(tài),與特征庫(kù)數(shù)據(jù)對(duì)比,就能確定殘骸構(gòu)成。
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