Satélites espías podrán reducir su tamaño en el Futuro

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Autonomía satelital para Colombia
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Al cambiar la forma en que los microchips miden la luz, los investigadores están reduciendo el tamaño de los telescopios basados ​​en el espacio.

Los satélites de espionaje futuros podrán desplegarse como pájaros de origami, recolectando datos de imágenes a lo largo de matrices de sensores planos largos y su peso es muy reducido. Al reemplazar las voluminosas lentes telescópicas que hacen de los satélites de hoy entre las cosas más grandes y caras del espacio, los microchips sensibles a la luz prometen un acceso mucho más barato a las imágenes orbitales.

El mes pasado, Lockheed Martin lanzó las primeras imágenes de su programa experimental de detección de imágenes planares segmentadas para el reconocimiento electro-óptico, o programa SPIDER. Financiado por la Defense Advanced Research Projects Agency, o DARPA, SPIDER es básicamente un telescopio en un microchip. Pero recoge datos de luz muy diferente de un telescopio convencional.

Características de recolección

Un telescopio regular, del tipo que se puede encontrar en el telescopio espacial Hubble o un satélite de ojo de la cerradura señalado a Corea del Norte, se basa fundamentalmente en un ojo humano. El ojo recoge datos sobre la intensidad de la luz -o ve- filtrando la luz a través de su lente e iris hacia la retina. De manera similar, los telescopios convencionales y las cámaras recogen la luz a través de las lentes y la pasan a los detectores. En cámaras viejas, ese detector era película. En las nuevas cámaras digitales, el detector es una cama de condensadores. El número de fotones que golpea los detectores durante un cierto período de tiempo le da la intensidad de la luz. Como esa intensidad varía en el área de la que está intentando tomar una fotografía, se ven formas y objetos.

Para obtener una imagen decente con un telescopio convencional, su detector debe ser una superficie a una distancia razonable de la lente. Acorte el telescopio demasiado y obtendrá imágenes demasiado pequeñas para ser útiles. Y todo debe estar alineado con pequeñas tolerancias. Con un telescopio espacial, que es difícil y de gran consumo de energía para hacer.

¿Cómo es el funcionamiento?

El chip SPIDER funciona de forma diferente. En lugar de medir la intensidad de la luz, recoge la longitud de onda de los datos y la amplitud, ya que la intensidad es realmente la amplitud al cuadrado. Un ordenador calcula entonces qué intensidad se basaría en los datos de amplitud y fase. Eso elimina gran parte del tamaño, los requisitos de potencia y la complejidad de los telescopios modelados después de los ojos.

«Usted está midiendo una característica más fundamental de la luz que está llevando la información que usted quiere cuando usted mide la amplitud y la fase. Eso le da la capacidad de manipular esa información en algoritmos y software que no tiene si sólo mide la intensidad en alguna parte «, dijo Alan Duncan, un miembro de Lockheed Martin.

Mientras que las imágenes RAIDER crudas no parecen mucho, muestran que el enfoque básico es el sonido – que se puede, de hecho, enseñar un microchip para ver por tener que detectar información diferente de lo que el ojo ve. «Lo emocionante de estas imágenes es que demuestra que la física funciona», dijo Duncan.

El siguiente paso será superponer más funciones y canales a la superficie de estos circuitos fotónicos, avances que pueden mejorar en gran medida los sistemas de visión computarizada para vehículos autodirigidos y, por supuesto, permitir la producción de satélites espías mucho más pequeños.

El límite de los satélites

Pero hay un límite a lo pequeño que puede obtener la información. «Usted nunca puede trabajar alrededor de la física. La restricción física para un sistema de imágenes es que la resolución está limitada por la difracción, lo que significa que la resolución siempre está determinada por el tamaño de la apertura «, dijo Duncan. «Así que, si necesita una apertura de un metro para obtener la resolución suficiente para ver un objeto de cierto tamaño, por muy lejos que esté, entonces todavía necesitará un SPIDER de un metro. Pero, será una apertura de un metro que es una pulgada de espesor, a diferencia de un metro y medio de espesor y llevar un montón de vidrio.

Reducir el tamaño de los satélites creará nuevos ganadores y perdedores en la carrera espacial privada. En el lado ganador pueden surgir pequeñas startups como Rocket Labs, con sede en Nueva Zelanda, que espera poder colocar cargas pesadas muy pequeñas y ligeras en la órbita terrestre baja por $ 5 millones de dólares por lanzamiento.

Entre los posibles perdedores está Lockheed Martin, que junto con su socio de United Launch Alliance, alianza con Boeing, se especializa en poner satélites muy grandes en GEO en más de $ 200 millones de dólares.

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