Trumpai

Kaip kosmoso aplinka – radiacija, temperatūrų kaita, vibracijos ar mikrodalelės – veikia optinę sistemą . Studentams keliama užduotis sumodeliuoti vieno ar kelių aplinkos veiksnių įtaką optinės sistemai vertinant jos optinę skyrą.

Apie įmonę

Ados-Tech yra inžinierių komanda, turinti daugiau nei 10 metų patirtį produktų kūrimo ir gamybos srityje. Pagrindinės kompetencijos apima optiką, lazerius, mechatroniką ir vizualizavimo technologijas, aprėpiančias spektrą nuo matomosios šviesos iki tolimųjų infraraudonųjų spindulių (LWIR). Produktų portfelį sudaro prietaisai gaminami tiek mokslinai tiek gynybos rinkai.

 Poreikis

 Šiuo metu atliekami praktiniai katadioptrinės sistemos, tinkam naudoti žemėje-ore, testavimai ir matavimai naudojant specializuotą įrangą.  Įmonės patirtis – MIL klasės elektrooptinės sistemos galinčios atlaikyti atšiaurias sąlygas žemėje, tačiau viskas, kas žemutinė žemės orbita (eng. Low Earth Orbit) sistemų, turi dar griežtesnius reikalavimus.

Katadioptrinė sistema – tai optinė sistema, kuri vienu metu naudoja lęšius ir veidrodžius.  Pavyzdys – teleskopas, kuriame šviesa pirmiausia atsispindi nuo išgaubto ar įgaubto veidrodžio, o tada praeina pro koreguojantį lęšį, kad būtų suformuotas aiškus vaizdas. Tokios sistemos gali būti ilgo židinio nuostolio tačiau mažų matmenų. Veidrodžiai patogus dar dėl to, jog nepasireiškia chromatinės aberacijos.

Kodėl tai naudinga kosmose?

Kompaktiškumas: vienas iš pagrindinių savybių projektuojant, bet kokią optinę sistemą. Veidrodžiai šioje vietoje leidžia aprėpti daug platesnį spektrą, nei kitos refrakcinės optinės medžiagos.
Didelė skaitinė apertūra: veidrodžiai įgalina daryti sąlyginai šviesesnes optines sistemas, nei analogiško židinio refrakcinės sistemos.
Aberacijų korekcija: lęšių ir veidrodžių derinys leidžia sumažinti spalvines klaidas (chromatinę aberaciją), kurios būdingos vien tik lęšiams.
Tinka kosmoso sąlygoms: veidrodžiai, priešingai nei stori stikliniai lęšiai, mažiau jautrūs temperatūrų pokyčiams ir radiacijai; lęšiai naudojami tik ten, kur reikia subtilios korekcijos. Tačiau jų buvimas reikalauja didesnio tikslumo, kadangi atsisopinėjusi šviesa patiria dvigubą kelio skirtumą, jei veidrodžio geometrijoje yra netikslumų.

Praktiniai pavyzdžiai:

Hubble kosminis teleskopas – katadioptrinės architektūros pagrindu (Cassegrain tipo).
Žemės stebėjimo palydovų kameros – dažnai naudoja katadioptriką, kad gautų didelės raiškos vaizdus iš kompaktiško prietaiso.

Katadioptrinės sistemos, tinkamos naudoti kosmose, aplinkos poveikio modeliavimas ir vertinimas:

• Optinių medžiagų atsparumas radiacijai – jų elgsena veikiant ultravioletinei, rentgeno bei kosminei spinduliuotei.
• Šiluminio režimo valdymas – sistemų veikimas esant ekstremalioms temperatūroms, intensyviems šilumos srautams ir cikliniams temperatūros pokyčiams.
• Mechaninės apkrovos ir poveikiai – atsparumas paleidimo vibracijoms, akustinėms bangoms bei eksploatavimui mikrogravitacinėje aplinkoje.
• Užterštumo kontrolė – dujų išsiskyrimo reiškiniai, mikrodalelių poveikis, optinių dangų senėjimo procesai.
• Optinės ašies bei komponentų suderinimo stabilumas – išlyginimo ir padėties pokyčiai esant kintančioms aplinkos sąlygoms.
• Tiksliosios gamybos ir metrologijos reikalavimai – veidrodžių, lęšių bei optinių dangų gamybos tikslumas ir kokybės užtikrinimo metodai

Galimas sprendimas

Turint teorinę 0.5 arba 1 metro židinio optinę sistemą, įvertinti aukščiau (vieno ar kelių) pateiktų galimų išorės poveikių įtaką sistemos optinei skyrai esant 100-200km aukštyje.

 Kviečiami studentai

Fizika, inžinerija ar kiti tikslieji mokslai