Кредитна слика: НСО
Нови прилагодљиви оптички систем помаже Националном соларном опсерваторију да снима много живописније слике Сунца. Са новим системом НСО; међутим, сада се могу градити соларни телескопи величине 4 и више метара. Ово би требало да омогући соларним астрономима да боље разумеју процесе соларног магнетизма и друге активности.
Упечатљиве, оштре слике Сунца могу се произвести напредним адаптивним оптичким системом који ће дати нови живот постојећим телескопима и отворити пут генерацији соларних телескопа великог отвора. Овај АО систем уклања замућење које је унела Земљина бурна атмосфера и на тај начин пружа јасну визију најмање грађе на Сунцу.
Нови АО76 систем - Адаптиве Оптицс, 76 субапертурес - највећи је систем дизајниран за соларна осматрања. Као што је недавно показао тим Националног соларног опсерваторија у Сунспоту, НМ, АО76 производи оштрије слике под лошијим условима за атмосферску дисторзију од АО24 система који је коришћен од 1998. године.
„Прво светло“ са новим АО76 системом било је у децембру 2002, након чега су уследили тестови који су почели у априлу 2003. са новом камером велике брзине која је значајно побољшала систем.
„Да су први резултати крајем 2002. са прототипом били импресивни“, рекао би др Тхомас Риммеле, научник АО пројекта у НСО, „назвао бих перформансе које сада добијамо заиста невероватне. Доста сам одушевљен квалитетом слике коју пружа овај нови систем. Верујем да би било поштено рећи да су слике које добијамо најбоље које је икада произвео Дунн соларни телескоп. " Дунн је један од водећих соларних посматрачких објеката у земљи.
Двоструки програм
Нови АО систем високог реда служи у две сврхе. Омогућиће постојећим соларним телескопима, попут 76-цм (30-инчни) Дунн, да производе слике веће резолуције и значајно побољшају свој научни резултат у ширем распону услова гледања. Такође показује могућност повећања система како би се омогућила нова генерација инструмената великог отвора, укључујући предложени 4-метарски соларни телескоп напредне технологије (види доле) који ће се видети у већој резолуцији него што то могу постићи тренутни телескопи.
Проматрања Сунца високе резолуције постају све важнија за рјешавање многих нерешених проблема у соларној физици. Проучавање физике елемената флукса или соларне фине структуре уопште, захтева спектроскопију и полариметрију финих структура. Излагања су обично дугачка око 1 секунде, а резолуција тренутно постигнута у спектроскопским / полариметријским подацима обично је 1 лук-секунде, што је недовољно за проучавање финих соларних структура. Надаље, теоријски модели предвиђају структуре испод границе резолуције од 0,2 лучног пресека постојећих соларних телескопа. Потребна су запажања испод границе резолуције од 0,2 лука у секунди за проучавање важних физичких процеса који се дешавају на тако малим скалама. Само АО може да обезбеди конзистентну просторну резолуцију од 0,1 лучне секунде или боље из опсерваторија заснованих на земљи.
АО технологија комбинује рачунаре и флексибилне оптичке компоненте да би се смањили ефекти замућења атмосфере („виђење“) на астрономске слике. Сунспот-ов соларни АО76 систем заснован је на корекцијској техници Схацк-Хартманн. У суштини, ово дели долазну слику на низ под-структура које прегледава таласна камера са таласом фронта. Као подстицајна слика изабрана је једна подмакса. Дигитални процесор сигнала (ДСП) израчунава како да подесите сваки подналазни облик тако да одговара референтној слици. ДСП-ови тада заповедају 97 покретача да преобликују танко, 7,7 цм (3-инчно) огледало за деформацију како би се отклонила велика замућења. ДСП такође може да покрене огледало са нагибом / врхом, постављено испред АО система, што уклања бруто кретање слике настало услед атмосфере.
Затварање петље за оштрије слике
„Главни изазов за астрономе је исправљање светлости која улази у њихове телескопе да би утицало на Земљину атмосферу“, објаснио је Кит Рицхардс, инжењер АО водећег пројекта за НСО. "Зрак различитих температура који се мешају изнад телескопа чини атмосферу попут гумених сочива која се мења око сто пута сваке секунде." Ово је озбиљније за соларне астрономе који током дана посматрају површину Сунца која загрева Земљу, али ипак узрокује да звезде трепере ноћу.
Поред тога, соларни физичари желе да проучавају проширене светле области са малим контрастом. Због тога је за АО систем изазовније да повеже исте делове неколико мало различитих под-облика и да одржи корелацију од једног до другог оквира слике док атмосфера мења облик.
(Ноћна астрономија користи другу технику већ неколико година. Ласери генеришу вештачке водеће звезде у атмосфери, омогућавајући астрономима да мере и исправљају атмосферске дисторзије. То није практично са инструментима који посматрају Сунце.)
1998. године НСО је покренуо употребу система АО24 ниског реда за соларна осматрања. Има 24 отвора и компензује 1.200 пута / секунду (1.200 Херз [Хз]). Од августа 2000. године, тим се фокусирао на скалирање система до АО76 високе класе са 76 отвора и корекцијом двоструко бржег, 2.500 Хз. Пробој је започео крајем 2002.
Прво, серво петља је успешно затворена на новом АО систему високог реда током првог инжењерског трчања у Дунну у децембру. У серво систему „затворене петље“ излаз се враћа на улаз и грешке се преносе на 0. Систем „отворене петље“ открива грешке и врши исправке, али исправљени излаз се не враћа на улаз. Серво систем не зна да ли уклања све грешке или не. Овај тип система је бржи, али веома тежак за калибрацију и одржавање калибрације. У овом тренутку систем је користио ДАЛСА камеру која ради на 955 Хз као сензор привремене таласне фронте. Оптичко подешавање није завршено и прелиминарно; Софтвер „голе кости“ управљао је системом.
Сензор таласне фронте велике брзине
Чак и у овом прелиминарном стању - намијењен да покаже да су компоненте радиле заједно као систем - и под осредњим условима виђења, АО систем високог реда произвео је импресивне слике ограничене дифракцијом. Временски низи исправљених и некоригираних слика показују да нови АО систем пружа прилично конзистентно снимање високе резолуције, чак и ако вид знатно варира, што је типично за дневно гледање.
Након ове прекретнице, тим је инсталирао нову сензорну камеру за брзе таласне фронте прилагођену АО пројекту Баја Тецхнологи-а и Рицхардс-ове НСО-е. Ради на 2.500 сличица у секунди, што више него удвостручује пропусни серво опсег који је могућ са ДАЛСА камером. Рицхардс је такође имплементирао побољшани софтвер за контролу. Поред тога, систем је унапређен како би покренуо огледало за корекцију врха / нагиба било директно са АО таласног фронта или из посебног система корелације / тачака за праћење који ради на 3 кХз.
Нови АО76 првог реда је први пут тестиран у априлу 2003. године и одмах је почео да производи одличне слике у ширем распону услова гледања који обично онемогућавају слике високе резолуције. Нови АО76 првог реда је први пут тестиран у априлу 2003. године и одмах је почео да производи одличне слике у ширем распону услова гледања који обично онемогућавају слике високе резолуције. Упадљиве разлике са АО наспрам и искључене лако су видљиве на сликама активних подручја, гранулацији и другим карактеристикама.
"То не значи да виђење више није важно", приметио је Риммеле. „Супротно томе, посматрање ефеката као што је анисопланатизам - таласне разлике између циља корелације и подручја коју желимо да проучимо - и даље су ограничавајући фактори. Али на пола пута пристојног виђења можемо се закључити на гранулацији и снимити одличне слике. "
Да би се омогућили велики инструменти попут соларног телескопа напредне технологије, високотехнолошки АО систем ће се морати повећати више од десет пута на најмање 1.000 суперспектива. А НСО гледа даље од тога на сложенију технику, мултикоњугатан АО. Овај приступ, који је већ развијен за ноћну астрономију, ствара тродимензионални модел турбулентне регије, а не третира га као једноставно искривљено сочиво.
За сада ће се, међутим, пројектни тим фокусирати на завршетак оптичког постављања на Дунну, постављање АО клупе у Соларном опсерваторију Биг Беар, праћено инжењерским радовима, оптимизацијом реконструкције једнаџби и контролама серво-петље, и карактеризацијом система перформансе на обе локације. Затим, Дунн АО систем треба да почне да ради у јесен 2003. године. Планиран је Диффрацтион Лимитед Спецтро-Полариметер (ДЛСП), главни научни инструмент који може искористити дифракционо ограничен квалитет слике испоручен од стране АО високог реда. за прво пуштање у погон покренуто је у јесен 2003. НСО развија ДЛСП у сарадњи са Опсерваторијем високих висина у Боулдеру.
Изворни извор: НСО Невс Релеасе
