Применение лазеров в космических системах лазеров. Доклад.. Применение лазеров в космических системах лазеров
 Скачать 21.7 Kb.
|
|
Применение лазеров в космических системах лазеров Вступление Что такое лазер? Лазер - усилитель микроволн с помощью вынужденного излучения, которое было предсказано Альбертом Эйнштейном еще в 1916 году. Лазер представляет собой прибор, который излучает пучок света. С помощью такого «прибора» можно передавать энергию на любые расстояния со скоростью света. Лазерный луч же, состоит из квантовых частиц света, это достигается путем принудительной активации атомов прозрачной среды. Актуальность Для чего он нужен? Появление лазеров сразу оказало и продолжает оказывать влияние на различные области науки и техники, где стало возможным применение лазеров для решения конкретных научных и технических задач. Уникальные свойства лазерного излучения обеспечили значительный прогресс или привели к совершенно новым научным и техническим решениям. Высокая монохроматичность и когерентность лазерного излучения обеспечивают успешное применение лазеров в спектроскопии, инициировании химических реакций, в разделении изотопов, в системах измерения линейных и угловых скоростей, во всех приложениях, основанных на использовании интерференции, в системах связи и светолокации. Свойства и направленность лазерного излучения обеспечивают успешное применение лазеров в военной технике. Направленность лазерного излучения, его малая расходимость применяются в космических системах связи. Характеристика Что из себя представляет? Космические системы связи В космосе широко используются системы связи самого различного назначения: для передачи информации, для передачи сигналов команд и управления космическим аппаратом, для проведения траекторных измерений. Без систем космической связи не может обойтись ни один космический аппарат. Более широко используется радиосвязь, но в ряде случаев применяется и оптическая связь. Системы космической связи можно разделить по направлению связи на три вида: между земными пунктами связи и ИСЗ или другими КЛА; между двумя или, — несколькими земными пунктами связи через какие-либо аппараты или искусственные средства, расположенные в космосе; между КЛА. Лазер в космосе Эксперимент по «лазерной локации Луны», который проводился в 60х годах 20го века, был одним из первых случаев использования лазерных технологии в космосе. С тех пор лазеры стали важной частью освоения космоса, научных исследований со спутника, технологий связи и анализа образцов. В этой части нашей статьи про лазерные системы в космосе мы обратим свое внимание на лазерные «путеводные звезды», различные способы использования лазеров в исследованиях и ориентации оборудования и его компонентов в реальном времени при полетах в космос. Лазерные «путеводные звезды» являются частью адаптивной оптики в астрономии. Данная технология используется для того, чтобы добавить резкости дальним объектам при их рассмотрении через телескоп. Когда свет от звезды проходит через слои атмосферы, вихревые потоки делают изображение размытым. Лазеры используются для того, чтобы создать искусственную звезду или «путеводную звезду», которая становится относительно стабильной точкой в космосе. Лазерный луч искажается при его излучении с Земли, и адаптивная оптика используется для коррекции данное искажение. Сверхмощный компьютер измеряет искривление лазерного луча и передает их на зеркало с изменяемой поверхностью отражения. Когда «искривленный» свет от искусственной звезды достигает зеркала, компьютер изменяет поверхность зеркала так, чтобы волна отраженного света выпрямлялась. Следуя той же последовательности действий можно создать четкое изображение находящихся рядом планет и звезд. В течение последних двадцати лет использование лазеров в исследованиях космоса получило широкое распространение. Один из проектов НАСА фокусируется на анализе атмосферы с использованием оснащенных лазерами спутников для получения данных по содержанию углекислого газа, испарений воды и других частиц в воздухе. Целью исследования является сбор достаточного количества данных для того, чтобы предотвратить ухудшение состояния озонового слоя Земли. С другой стороны мощные лазеры также используются для спектрального анализа поверхности различных планет, например, инфракрасный диодный лазер на марсоходе Кьюриосити. Другие разработки в области исследований сосредотачивают внимание на различных новых областях, таких как использование лазеров для расчистки космоса от обломков, для обнаружения гравитационных волн, для запуска ракет с помощью лазера, а также для того, чтобы существенную увеличить скорость передачи данных с космических кораблей на землю. Правильное расположение компонентов и различного оборудования крайне важно для безопасности космической миссии. Лазеры используются для того, чтобы обеспечить точное расположение частей и компонентов во время производства космических кораблей (так же, как и для производства самолетов), маломощные лазеры также располагаются на борту корабля для того, чтобы отслеживать расположение компонентов или лабораторных инструментов во время миссии. Стоящая за этим наука. позволяющая осуществлять такие точные измерения, называется лазерная метрология. Примером ее использования в том числе является сближение и стыковка при полетах в космос. |