Kína megépíti a világ legerősebb kémkameráját, amely milliméteres részleteket lát 100 kilóméterről, képes rögzíteni az alacsony Föld körüli pályáról, fejlesztve ezzel a megfigyelési technológiát.
A kínai tudósok nagy ugrást tettek az optikai képalkotás terén egy új lézertechnológiával, amely hatalmas távolságból képes ultra-nagy felbontású képeket rögzíteni.
A nagy teljesítményű rendszer újradefiniálhatja a globális megfigyelési képességeket, potenciálisan lehetővé téve Peking számára, hogy példátlan részletességgel megfigyelje a külföldi katonai műholdakat, vagy akár emberi arcokat is azonosítson az alacsony Föld körüli pályáról.
A Kínai Tudományos Akadémia Repülési Információs Kutatóintézetének csapata milliméter szintű felbontást mutatott be 100 km-t (62 mérföldet) meghaladó távolságból. Ezt az egykor elérhetetlennek hitt mérföldkövet részletezte az új tanulmány.
Sikeres teszt a Csinghaj-tónál
A csapat tesztet végzett a Csinghaj-tónál, egy hegyvidék alján elterülő vízterület Kína északnyugati részén. Egy fejlett szintetikus apertúrájú lidar rendszer – egy széles látómezővel rendelkező lézer alapú képalkotó technológia – használatával a kutatók kivételes tisztaságot értek el a képalkotás során, amint arról a South China Morning Post számolt be.
A kínai Csinghaj-tó (Qinghai-lake) látképe. Forrás: wikipedia
A tó északi partján elhelyezett eszköz 101,8 km-re (63,3 mérföldre) elhelyezett fényvisszaverő prizmát célzott meg. A próba során az optimális légköri viszonyok, a tiszta égbolt, a minimális felhőtakaró és a stabil szél kedvező volt.
A rendszer 1,7 mm-es (1/16 hüvelyk) apró részleteket észlelt, és a távolságokat 15,6 mm-es (5/8 hüvelyk) pontossággal mérte. Ez a teljesítmény 100-szor jobb, mint a jelenlegi hagyományos objektívekre támaszkodó kémkamerák és teleszkópok.
Ennek elérése érdekében a tudósok számos technológiai újítást alkalmaztak. A lézersugarat egy 4 × 4-es mikrolencse tömbre osztva a rendszer optikai apertúráját 17,2 mm-ről (0,68 hüvelyk) 68,8 mm-re (2,71 hüvelykre) bővítették, felülmúlva a rekeszméret és a látómező közötti szokásos kompromisszumot.
Speciális lézermodult is használtak a 10 gigahertzen meghaladó frekvenciájú jelek küldésére. Ez finom tartomány felbontást biztosított, lehetővé téve a precíz távolságmérést. Ugyanakkor a keskeny színspektrumot megtartották az azimut felbontás növelése érdekében, ami javítja a vízszintes részletek észlelését.
Következmények a megfigyelésre és a térfigyelésre
A rendszer képességei jelentős előrelépést jelentenek a nagy hatótávolságú képalkotás terén. A jelentés szerint a Fan Zhongwei, az intézet lézermérnöki központjának igazgatója által vezetett csapat a koherens optika, a tömbfotonika és a jelfeldolgozás terén szerzett szakértelmet kamatoztatta a technológia finomítása érdekében.
"Ez nem csak arról szól, hogy látunk egy műholdat, hanem a sorozatszámait is le tudjuk olvasni" – mondta egy pekingi képalkotó tudós.
A 103 wattos lézer lényegesen erősebb, mint a hagyományos lidar rendszerek, és valós idejű digitális feldolgozás támogatja a hatalmas mennyiségű adat kezelését.
A hagyományos mikrohullámú alapú szintetikus apertúrájú radaroktól eltérően ez a rendszer optikai hullámhosszon működik, így sokkal élesebb képeket készít. Kína előrehaladása az extrém hatótávolságú képalkotás terén felülmúlja a nagy védelmi vállalkozók korábbi eredményeit.
2011-ben a Lockheed Martin 2 cm-es azimutfelbontást ért el 1,6 km-ről (1 mérföldről), míg a kínai kutatók később 5 cm-es (2 hüvelykes) felbontást jegyeztek fel 6,9 km-ről (4,3 mérföldről). Kína mára elérte a 100 km-es (62 mérföld) távolságból történő képalkotást, ami döntő mérce az adott magasságban fellépő légköri interferencia szempontjából.
„Ezekkel a felbontásokkal észlelhető a mikrometeoroid károsodás a napelemeken, vagy azonosítható az érzékelők konkrét hasznos terhelése” – tette hozzá a tudós .
Az áttörés ellenére továbbra is vannak kihívások. A lézeres képalkotás minősége nagymértékben függ az időjárási viszonyoktól, és a mozgó célok ilyen nagy távolságra történő követése rendkívüli mechanikai pontosságot igényel.
Ezeket az akadályokat le kell küszöbölni, mielőtt a technológiát gyakorlati alkalmazásokra lehetne bevetni a megfigyelésben, az űrmegfigyelésben vagy a katonai hírszerzésben.
A tanulmány a lektorált Chinese Journal of Lasers folyóiratban jelent meg.
Forrás: Interesting Engineering
Borítókép: Pixabay
