Výzkumníci z Australské národní univerzity (ANU) nacházejí nová využití pro technologii založenou na laseru, která zostřuje snímky dalekohledu – tzv. adaptivní optika – a může pomoci zmírnit narůstající světový problém s vesmírným odpadem. Účelově postavené lasery by mohly dát opuštěným satelitům mírný „tlak“ fotonů a předat právě tolik energie, aby změnily oběžnou dráhu trosek a zabránily hrozící srážce.
Lasery mají v astronomii dlouhou historii. Vesmírné dalekohledy, jako je Hubble, dokážou pořizovat velkolepé snímky, protože se nemusejí vypořádat s atmosférickým zkreslením (efekt, který způsobuje, že hvězdy na noční obloze „blikají“). Vesmírné dalekohledy však mohou být jen tak velké, takže pozemní observatoře mohou nabídnout mnohem větší pozorovací schopnost, s malou pomocí adaptivní optiky.
Jako profesor ANU vysvětluje Celine D'Orgeville , „Bez adaptivní optiky vidí dalekohled objekt ve vesmíru jako kapku světla. Je to proto, že naše atmosféra deformuje světlo putující mezi Zemí a těmito objekty. Ale s adaptivní optikou jsou tyto objekty snáze vidět a jejich obrazy jsou mnohem ostřejší. Adaptivní optika v podstatě protíná zkreslení v naší atmosféře a zajišťuje, že jasně vidíme neuvěřitelné obrazy, které zachycují naše výkonné teleskopy.“
Celine D’Orgeville s 1,8metrovým dalekohledem EOS na observatoři Mount Stromlo, který využívá adaptivní optiku ke sledování a snímkování satelitů. Obrazový kredit: Celine D'Orgeville/The Australian National University.
Systém funguje tak, že na oblohu svítí výkonný laser, vzrušující částice ve vrstvě sodíku, která existuje blízko okraje vesmíru (vrstva je vytvořena spalováním meteoritů). Vzrušené atomy sodíku se teleskopu jeví jako jasná umělá hvězda – dostatečně jasná na to, aby mohla být použita k měření, jak atmosféra deformuje světlo na cestě zpět k dalekohledu. S touto informací může být zrcadlo dalekohledu deformováno tak trochu, aby se zrušily atmosférické efekty. Musí tak činit tisíckrát za sekundu, aby držel krok s neustále se měnícími atmosférickými podmínkami.
Tato technika funguje dobře pro pozorování vzdálených hvězd a galaxií, které se po obloze pohybují pomalu, ale výzkumníci z ANU tuto technologii vylepšují, aby bylo možné sledovat rychle se pohybující satelity a vesmírný odpad.
Pokud je kus vesmírného odpadu na kolizním kurzu s jiným objektem (což se stane častěji než bychom si rádi mysleli), pak by sledovací laser využívající adaptivní optiku mohl navést sekundární infračervený laser k cíli, který by vytlačil vesmírný odpad na jinou trajektorii. Systém těchto laserů po celém světě by mohl zabránit katastrofickým srážkám.
Znázornění objektů na oběžné dráze Země. Přibližně 95 % objektů jsou orbitální úlomky a nefunkční satelity. Kredit: NASA.
Takový systém je však politicky náročný. Spolu s technologickými vylepšeními mohou být zapotřebí inovace v oblasti regulace a mezinárodního vesmírného práva. Zneužití laserů měnících trajektorii by mohlo vytvořit diplomatickou bažinu, i když výhody globální spolupráce v otázce vesmírného smetí jsou zřejmé. Pokud budeme mít štěstí, výzkum ANU by mohl být katalyzátorem nových kooperativních předpisů na této frontě.
Výzkum ANU má také hodnotu v oblasti komunikací. Komerční partner ve výzkumném programu, společnost Electro Optic Systems (EOS), doufá, že systém využije k vývoji laserové komunikace mezi satelity a zemí.
Adaptivní optika obecně mění lasery na jeden z nejužitečnějších nástrojů, který máme k dispozici při průzkumu vesmíru, a jejich budoucnost, pardon za slovní hříčku, je jasná.
Další čtení:
- ' Nový laser, který pomůže vyčistit oblohu od vesmírného odpadu .'ANU.
- Tony Travouillon, Céline d'Orgeville, Francis Bennet, ' Adaptivní optika se rozvětvuje .'Scientific American.
- Steven Freeland a Annie Handmer, ' Nezáleží na tom, jak velký je váš laser, ale na tom, jak jej používáte: vesmírné zákony jsou důležitou součástí boje proti vesmírnému odpadu. 'Konverzace.
Vybraný obrázek: Umělecký dojem z extrémně velkého dalekohledu. Kredit: ESO/L. Calçada.
