激光偏振檢測可知太空垃圾成分

來源:科技日報    關鍵詞:激光檢測, 激光偏振,    發布時間:2018-11-14

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 據物理學家組織網20日報道,美國麻省理工學院(MIT)的工程師最近開發出一種激光偏振檢測新技術,不僅能確定太空垃圾位置,還能分析其成分。
 
在地球空間軌道上,數以億計的太空垃圾高速旋轉著,給航天器和衛星帶來巨大威脅。目前,美國國家航空航天局(NASA)和國防部在用陸基望遠鏡和激光雷達(Ladars)跟蹤17000塊碎片,但這一系統只能確定目標的位置。研究人員指出,新技術能分析出一塊殘骸由什么組成,有助于確定其質量、動量及可能造成的破壞力。
 
該技術利用激光來檢測材料對光的偏振效應。MIT航空航天系的邁克爾·帕斯科爾說,涂料的反射光偏振模式和金屬鋁有明顯區別,所以識別偏振特征是鑒定太空殘骸的一種可靠方法。
 
為檢驗這一理論,研究人員設計了一臺偏光儀來檢測反射光的角度,所用激光波長為1064納米,與Ladars激光類似,并選擇了6種衛星中常用的材料:白色、黑色涂料、鋁和鈦,還有保護衛星的兩種膜材料聚酰亞胺和特氟龍(聚四氟乙烯),用偏振濾鏡和硅探測器檢測它們反射光的偏振狀態。他們識別出16種主要的偏振態,并將這些狀態特征與不同材料對應起來。每種材料的偏振特征都非常獨特,足以和其他5種區別開來。
 
帕斯科爾認為,其他航天材料如防護膜、復合天線、太陽能電池、電路板等,其偏振效應可能也各有特色。他希望用激光偏振儀建一個包含各種材料偏振特征的數據庫,給現有陸基Ladars裝上濾波器,就能直接檢測太空殘骸的偏振態,與特征庫數據對比,就能確定殘骸構成。
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