211service.com
MEMS Tālo galaktiku apskatei
Centieni ieskatīties agrīnajā Visumā ir svarīgi, lai izprastu tā veidošanos, taču tas prasa ļoti vāju infrasarkano gaismu, kas ir grūti, jo tuvāk esošie, gaišāki objekti pārspēj tālāk esošo tumšāku objektu signālus. Tagad NASA inženieri ir izstrādājuši ļoti jutīgu ierīci ar 62 000 mikrometru mēroga slēģiem, kas ļauj zinātniekiem izvēlēties objektus, kurus viņi vēlas pētīt, un bloķēt gaismu no citiem objektiem.
NASA izstrādātais mikroslēģu komplekts būs viena no jaunākajām ierīcēm Džeimsa Veba kosmosa teleskopā. Tas atradīsies virs kameras, ko sauc par Tuvo infrasarkano spektrogrāfu. Viens no galvenajiem elementiem, tumši brūnais kvadrāts, ir mikroslēģu masīvs aptuveni pastmarkas izmērā. Tajā ir vairāk nekā 62 000 sīku slēģu, ko izmanto, lai bloķētu vai izlaistu gaismu, lai selektīvi skatītu objektus, piemēram, galaktikas un zvaigznes.
Jaunā mikroslēģu sistēma ir paredzēta Džeimsa Veba kosmiskais teleskops 2013. gadā paredzēts aizstāt Habla kosmisko teleskopu. Tas sākas ar īpaši izgatavotu silīcija gabalu, kas ietver 38 x 38 milimetrus lielu aizvaru laukumu, kas atrodas virs kameras, ko sauc par Tuvo infrasarkano staru spektrogrāfu, ko būvē uzņēmums. Eiropas Kosmosa aģentūra (TAS).
Zinātnieki vadīs mikroslēģu atvēršanu un aizvēršanu, vispirms pārbaudot attēlus, kas uzņemti no teleskopa infrasarkanās kameras, saka Hārvijs Mozelijs, mikroslēģu galvenais pētnieks. Zinātnieki, skatoties attēlus, atlasīs attālos objektus, kurus vēlas spektrogrāfēt. Slēģu atvēršanu un aizvēršanu koordinēs datorsistēma ar digitālo karti. Tas ir mazliet kā braukt uz rietumiem saulrietā, un jūs novelciet uz leju savas automašīnas vizieri, saka Moseley. Jūs noņemat daudz gaismas no noteikšanas sistēmas [skata lauks], un tas ievērojami uzlabo jutību. Šī ir mikroslēģu motivācija — tiek novērsta visa nevajadzīgā gaisma.
Mikroslēģi ļaus zinātniekiem ieskatīties kosmosā tālāk nekā jebkad agrāk, pilnībā bloķējot spilgtu objektu signālus. Mērķis ir novērot šīs ļoti agrīnās galaktikas un iegūt priekšstatu par visiem procesiem, kas ļāva šīm galaktikām veidoties, saka Moseley. Turklāt mēs ceram iegūt labāku priekšstatu par to, kā jūs varat nokļūt no nekārtīgā Visuma ar mazām neregulārām galaktikām līdz diezgan lielajām mūsdienu Visuma spirālveida galaktikām.
Pūles tika kaltas ar NASA Godāras kosmosa lidojumu centrs izmantojot mikromehānisko tehnoloģiju, lai ražotu mikroslēģu apakšsistēmu. Sīkie slēģi jeb aizbīdņi tika izgatavoti no silīcija nitrīda un ar eņģēm piestiprināti pie silīcija plāksnītes, skaidro Godāras instrumentu tehnoloģiju un sistēmu nodaļas galvenais inženieris Murzijs Džabvala.
Moseley komanda izstrādāja slēģus, lai atvērtos un aizvērtos, reaģējot uz magnētisko lauku. Pētnieki uzklāja magnētisku materiālu uz slēģu virsmas un novietoja zem magnētu, lai tos atvērtu. Magnēta noņemšana ļauj slēģiem atkal aizvērties. Lai tie būtu atvērti, inženieri pieliek spriegumu — pozitīvu spriegumu uz paša slēģa un negatīvu spriegumu uz aizmugurējās sienas. Metāla slāņi kalpo kā elektrodi masīva priekšpusē un aizmugurē.
Pozitīvais un negatīvais spriegums tur aizvaru atvērtu, un, kad magnēts attālinās, aizvars paliks atvērts, saka Džabvala, un tad mēs ļaujam spriegumam pāriet uz tiem slēģiem, kurus vēlamies aizvērt. Tādā veidā mēs varam īpaši atvērt vai aizvērt jebkuru vienu vai simts slēģu, ko mēs vēlamies, ko sauc par brīvpiekļuves adresēšanu.
Mikroslēģi konkurē ar alternatīvu pieeju, ko sauc par mikrospoguļiem. Šī pieeja izmanto dažādu flīžu klāstu; sasverot flīžu spoguļus, gaisma tiek novirzīta, saka Džabvala. Lai gan šī ir ļoti laba tehnoloģija, kas izstrādāta projekcijas televīzijas sistēmām, viena no mūsu galvenajām prasībām ir pilnībā bloķēt visu gaismu. Nevar būt noplūde, kas sabojās signālu. Spoguļi tikai novirza gaismu kaut kur citur, atstājot iespēju, ka gaisma varētu atgriezties sistēmā. Viņš saka, ka slēģi to pilnībā bloķē.
Nākamo sešu līdz deviņu mēnešu laikā, pirms mikroslēģi tiks nosūtīti ESA, inženieri turpinās ierīces pielāgošanu. Bet līdz šim tas ir gājis labi; tehnoloģija ir parādījusi, ka tā var izturēt stingrību palaišanas laikā kosmosā, un tā lieliski darbojas aukstā temperatūrā (-388 ° F).
Lai gan ir pāragri spriest, vai šī augstākās klases kosmosa MEMS kādreiz tiks komercializēta, Moseley saka, ka absolūtās gaismas kontroles priekšrocības varētu būt saistītas ar medicīnisko attēlveidošanu un citām attēlveidošanas lietojumprogrammām. Šīs tehnoloģijas piedāvātās iespējas ir lieliskas. Ja daudzi cilvēki to varētu iegūt, daudzi cilvēki to vēlētos. Taču, lai tas būtu noderīgs citām tehniskām attēlveidošanas lietojumprogrammām… mums ir jāspēj tās mērogot līdz lielākam izmēram.