No pasará mucho tiempo antes de que se lance el Telescopio Espacial James Webb, una hazaña de ingeniería enorme y compleja, pero todo en una sola pieza. Eso es bueno por ahora, pero una nueva investigación sugiere que, en un futuro cercano, telescopios gigantes como el Webb podrían ser reemplazados (o al menos aumentados) por enjambres de pequeñas naves espaciales que trabajan en concierto.
Un avance, de la Universidad Ben-Gurion en Israel, es un salto en las capacidades de los llamados sistemas de apertura sintética. Es una técnica en la que una sola cámara pequeña se mueve a través de un espacio, capturando imágenes a medida que avanza, y mediante un análisis muy cuidadoso de los datos que recopila, puede producir imágenes como las creadas por una cámara mucho más grande, esencialmente sintetizando una apertura más grande.
Como se documentó en un artículo publicado hoy en Optica, el equipo salta los métodos existentes de manera interesante. Dos satélites se mueven en sincronía alrededor del borde de un círculo, recolectando datos sobre la marcha y transmitiéndolos a un tercero estacionario; este círculo describe la apertura sintética que están creando las dos cámaras.
“Descubrimos que solo necesita una pequeña parte de la lente de un telescopio para obtener imágenes de calidad”, explicó Angika Bulbul, estudiante graduada de BGU, quien dirigió la investigación, en un comunicado de prensa. “Incluso al utilizar la apertura del perímetro de una lente, tan baja como 0.43 por ciento, logramos obtener una resolución de imagen similar en comparación con el área de apertura completa de los sistemas de imágenes basados en lentes / espejos”.
En otras palabras, básicamente pudieron obtener los resultados de una cámara 50 veces más grande. Eso sería impresionante en cualquier lugar, pero en el espacio es especialmente importante. Poner algo tan grande y complejo como el Webb en órbita es un esfuerzo increíblemente complicado y extenso. Y está poniendo muchos huevos en una canasta (revisada y revisada muy cuidadosamente).
Pero si en su lugar podría usar un puñado de satélites trabajando juntos, y simplemente reemplazar uno si falla, eso realmente abre el campo. “Podemos reducir el enorme costo, tiempo y material necesario para los gigantescos telescopios ópticos espaciales tradicionales con grandes espejos curvos”, dijo Bulbul.
Uno de los desafíos de los telescopios espaciales, sin embargo, es que necesitan tomar medidas con extrema precisión. Y mantener un satélite perfectamente quieto es lo suficientemente difícil como para no decir que se mueva perfectamente dentro de fracciones de un milímetro.
Para mantenerse al tanto, en este momento muchos satélites utilizan fuentes de luz fijas y confiables, como estrellas brillantes, como puntos de referencia al calcular varias cosas relacionadas con sus operaciones. Algunos astrónomos incluso han usado láseres para excitar un punto alto en la atmósfera para proporcionar una especie de estrella artificial para que estos sistemas los utilicen.
Ambos métodos tienen sus fortalezas y debilidades, pero los investigadores del MIT creen que han encontrado una solución más permanente y de alta precisión: un satélite “estrella guía” que se ubicaría a miles de kilómetros y entrenaría un láser fuerte en la Tierra y su órbita. región.
Esta fuente de luz sería confiable, estable y altamente visible; Los satélites podrían usarlo para calcular su posición y los cambios diminutos en sus aparatos de imágenes causados por el calor y la radiación, quizás en un grado que no es posible con estrellas reales o puntos atmosféricos.
Estas dos tecnologías intrigantes aún están en el laboratorio, pero la teoría es donde comienzan todos los grandes avances, y podría ser que en pocos años, se envíen al espacio enjambres de satélites no para proporcionar comunicaciones terrestres, sino para crear una Telescopio sintético mirando hacia el universo.
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