Vaizdo kreditas: NSO
Nauja adaptyvi optikos sistema padeda Nacionalinei saulės observatorijai nufotografuoti daug ryškesnius Saulės vaizdus. Su nauja NSO sistema; tačiau saulės teleskopai dabar gali būti pastatyti 4 metrus ar didesnius. Tai turėtų leisti saulės astronomams geriau suprasti saulės magnetizmo procesus ir kitą veiklą.
Įspūdingi, ryškūs saulės vaizdai gali būti sukurti naudojant patobulintą adaptyviąją optinę sistemą, kuri suteiks naują gyvybę esamiems teleskopams ir atvers kelią didelės kartos saulės teleskopų kartai. Ši AO sistema pašalina neramumus, atsirandančius dėl žemės audringos atmosferos, ir taip aiškiai matoma mažiausia Saulės struktūra.
Naujoji AO76 sistema - adaptyvioji optika, 76 subpertūros - yra didžiausia saulės stebėjimams skirta sistema. Kaip neseniai parodė Nacionalinės saulės observatorijos komanda Sunspot mieste, NM, AO76 sukuria ryškesnius vaizdus, esant blogesnėms atmosferos iškraipymo sąlygoms, nei AO24 sistema, naudojama nuo 1998 m.
„Pirmoji lemputė“ su nauja AO76 sistema buvo 2002 m. Gruodžio mėn., O po to 2003 m. Balandžio mėn. Prasidėjo bandymai su nauja greitaeigiu fotoaparatu, kuris žymiai patobulino sistemą.
„Jei pirmieji prototipo rezultatai 2002 m. Pabaigoje būtų įspūdingi“, - sakė NSO AO projekto mokslininkas dr. Thomas Rimmele, „Aš pavadinčiau spektaklį, kurį dabar darome tikrai nuostabiu. Labai džiaugiuosi vaizdo kokybe, kurią teikia ši naujoji sistema. Manau, kad teisinga sakyti, kad mūsų gaunami vaizdai yra geriausi bet kada sukurti „Dunn“ saulės teleskopu. “ „Dunn“ yra viena iš svarbiausių šalies saulės stebėjimo įrenginių.
Dviejų tikslų programa
Nauja aukšto lygio AO sistema tarnauja dviem tikslams. Tai leis esamiems saulės teleskopams, tokiems kaip 76 cm (30 colių) Dunn, gaminti didesnės skiriamosios gebos vaizdus ir žymiai pagerinti jų mokslinį našumą esant įvairesnėms matymo sąlygoms. Tai taip pat parodo galimybę išplėsti sistemos mastelį, kad būtų galima naujos kartos didelės diafragmos prietaisus, įskaitant siūlomą 4 metrų pažangių technologijų saulės teleskopą (žr. Toliau), kuris matys didesnę skiriamąją gebą, nei gali pasiekti dabartiniai teleskopai.
Didelės skyros saulės stebėjimai tampa vis svarbesni sprendžiant daugelį iškilusių saulės fizikos problemų. Norint ištirti srauto elementų fizikines savybes arba saulės smulkiąją struktūrą, reikia smulkiųjų struktūrų spektroskopijos ir poliarimetrijos. Ekspozicijos paprastai yra maždaug 1 sekundės ilgio, o spektroskopiniais / polarimetriniais duomenimis šiuo metu pasiekiama skiriamoji geba paprastai yra 1 lanko sekundė, kurios nepakanka smulkių saulės struktūrų tyrimui. Be to, teoriniai modeliai numato struktūras, esančias žemiau esančių saulės teleskopų 0,2 lanko sekos skyros ribų. Norint ištirti svarbius fizinius procesus, vykstančius tokiuose mažuose masteliuose, reikia stebėti žemiau 0,2 lanko sekos skyros ribos. Tik AO gali užtikrinti nuoseklią erdvinę skiriamąją gebą, ne mažesnę kaip 0,1 lanko sek., Iš antžeminių observatorijų.
AO technologija sujungia kompiuterius ir lanksčius optinius komponentus, kad sumažintų atmosferos suliejimo („matymo“) poveikį astronominiams vaizdams. „Sunspot“ saulės AO76 sistema pagrįsta Shacko-Hartmanno koreliacijos technika. Iš esmės tai padalina gaunamą vaizdą į apertūros matricą, kurią mato bangos fronto jutiklio kamera. Kaip atskaitos vaizdas pasirinktas vienas subperturas. Skaitmeniniai signalų procesoriai (DSP) apskaičiuoja, kaip derinti kiekvieną subpertūrą, kad ji atitiktų pamatinį vaizdą. Tada DSP įsako 97 pavaroms formuoti ploną, 7,7 cm (3 colių) deformuojamą veidrodį, kad būtų panaikinta didžioji dalis suliejimo. DSP taip pat gali vairuoti pakreipimo / galo veidrodėlį, sumontuotą priešais AO sistemą, kuris pašalina atmosferos sukeltą bendrą vaizdo judesį.
Uždaroma aštresnių vaizdų kilpa
„Pagrindinis astronomų iššūkis yra pakoreguoti į jų teleskopus patenkančią šviesą, kad ji paveiktų Žemės atmosferą“, - paaiškino Kit Richards, NSO AO vadovaujančio projekto inžinierius. „Virš teleskopo besimaišantis skirtingos temperatūros oras atmosferą sukuria tarsi guminį lęšį, kuris save formuoja maždaug šimtą kartų per sekundę“. Tai yra sunkesnė saulės astronomams, dienos metu stebintiems, kaip saulė kaitina Žemės paviršių, tačiau vis tiek naktį žvaigždės mirga.
Toliau saulės fizikai nori ištirti prailgintus šviesius regionus, kuriuose yra mažas kontrastas. Dėl to AO sistemai tampa sudėtingesnė koreliuoti tas pačias kelių šiek tiek skirtingų subpertpertų dalis ir išlaikyti koreliaciją tarp vieno vaizdo rėmo į kitą, kai atmosfera keičia formą.
(Naktinė astronomija keletą metų naudoja kitokią techniką. Lazeriai sukuria dirbtines žvaigždes, nukreipiančias į atmosferą. Astronomams leidžiama išmatuoti ir ištaisyti atmosferos iškraipymus. Tai nėra praktiška naudojant prietaisus, stebinčius Saulę.)
1998 m. NSO pirmą kartą pradėjo naudoti žemos kokybės AO24 sistemą saulės stebėjimams. Jis turi 24 diafragmas ir kompensuoja 1 200 kartų per sekundę (1 200 Hz (Hz)). Nuo 2000 m. Rugpjūčio mėn. Komanda sutelkė dėmesį į sistemos mastelio keitimą iki aukšto rango AO76 su 76 apertūromis ir pataisymą dvigubai greičiau, 2500 Hz. Lūžis prasidėjo 2002 m. Pabaigoje.
Pirma, pirmosios aukšto rango AO sistemos servo kilpa buvo sėkmingai uždaryta per pirmąjį inžinerinį važiavimą Dunne gruodžio mėn. Servo „uždaro ciklo“ sistemoje išėjimas grąžinamas į įvestį, o paklaidų vertė sumažinama iki 0. „Atvirojo ciklo“ sistema nustato klaidas ir jas taiso, tačiau ištaisyta išvestis negrąžinama įėjimui. „Servo“ sistema nežino, ar ji pašalina visas klaidas, ar ne. Šio tipo sistema yra greitesnė, tačiau ją labai sunku kalibruoti ir išlaikyti. Šiuo metu sistema naudojo DALSA kamerą, kuri veikia 955 Hz dažniu, kaip tarpinį bangos fronto jutiklį. Optinė sąranka nebuvo baigta ir preliminari; „Be kaulų“ programinė įranga valdė sistemą.
Greitaeigis bangos fronto jutiklis
Net ir šioje išankstinėje būsenoje - skirtoje parodyti, kad komponentai veikia kartu kaip sistema - ir vidutiniškomis matymo sąlygomis, aukšto rango AO sistema sukūrė įspūdingus, ribotos difrakcijos vaizdus. Ištaisytų ir neištaisytų vaizdų seka rodo, kad naujoji AO sistema suteikia gana nuoseklų aukštos skiriamosios gebos vaizdą, net jei matymas labai skiriasi, kaip būdinga dienos matymui.
Vykdydama šį etapą, komanda įdiegė naują greitųjų bangų fronto jutiklių kamerą, sukurtą „Baja Technology“ ir NSO Richardso AO projektui. Jis veikia 2500 kadrų per sekundę greičiu, o tai daugiau nei dvigubai padidina DALSA kameros galimą uždaro ciklo servo pralaidumą. Richardsas taip pat įdiegė patobulintą valdymo programinę įrangą. Be to, sistema buvo patobulinta taip, kad nukreiptų galiuko / pakreipimo korekcijos veidrodėlį tiesiai iš AO bangos fronto jutiklio arba iš atskiros koreliacijos / taškinės sekimo sistemos, veikiančios 3 kHz dažniu.
Naujasis aukštos kokybės AO76 buvo pirmą kartą išbandytas 2003 m. Balandžio mėn. Ir iškart pradėjo gaminti puikius vaizdus esant įvairesnėms matymo sąlygoms, kurios paprastai neleistų didelės raiškos vaizdų. Naujasis aukštos kokybės AO76 buvo pirmą kartą išbandytas 2003 m. Balandžio mėn. Ir iškart pradėjo gaminti puikius vaizdus esant įvairesnėms matymo sąlygoms, kurios paprastai neleistų didelės raiškos vaizdų. Ryškūs skirtumai tarp AO įjungimo ir išjungimo yra aiškiai matomi aktyvių sričių vaizduose, granuliacijose ir kitose ypatybėse.
„Tai nereiškia, kad pamatyti daugiau nesvarbu“, - pažymėjo Rimmele. „Priešingai, matant tokius padarinius kaip anizoplanatizmas - bangos fronto skirtumai tarp koreliacijos tikslo ir srities, kurią norime ištirti - vis dar yra ribojantys veiksniai. Tačiau pusiaukelėje padoraus matymo metu mes galime užsiimti granuliavimu ir įrašyti puikius vaizdus. “
Kad būtų galima naudoti didelius instrumentus, tokius kaip Pažangios technologijos saulės teleskopas, aukšto lygio AO sistema turės būti padidinta daugiau nei dešimt kartų, kad būtų bent 1000 subpertpertų. NSO ne tik ieško sudėtingesnės technikos, daugiakonjuguoto AO. Šis metodas, jau kuriamas naktinei astronomijai, sukuria trimatį turbulencijos regiono modelį, o ne traktuoja jį kaip paprastą iškreiptą lęšį.
Tačiau kol kas projekto komanda sutelks dėmesį į optinio įrengimo įrengimą Dunn'e, AO stendo įrengimą „Big Bear“ saulės observatorijoje, po jo vyksiančius inžinerinius važiavimus, rekonstravimo lygčių ir servo kilpos valdymo optimizavimą bei sistemos apibūdinimą. pasirodymas abiejose vietose. Tada „Dunn AO“ sistema pradės veikti 2003 m. Rudenį. Suplanuotas ribotos spektro poliarimetro (DLSP), pagrindinio mokslo instrumento, galinčio pasinaudoti ribotos difrakcijos vaizdo kokybės, gaunamos iš aukštos eilės AO, vaizdas. NSO plėtoja DLSP bendradarbiaudama su Aukštumoje esančioje Boulderio observatorijoje.
Originalus šaltinis: „NSO News Release“
