NASA利用电信技术开发功能更强大的小型光谱仪

一项能够在Internet和其他电信平台上更快地传递语音和数据的技术，可以在NASA寻求开发一种超小型仪器以收集有关外星行星，卫星，彗星的空前细节方面的前沿作用和小行星。

尽管它的关键组件是计算机芯片的大小，但该仪器有望超越类似类型的仪器，但安装在夏威夷地面天文台的仪器明显更大。自安装在Mt. 日本开发的中红外外差仪(简称MILAHI)2014年的哈雷阿卡拉(Haleakala)收集了火星和金星的大气动力学，热结构和表面成分的非常详细的连续测量值。

首席研究员托尼·于(Tony Yu)说，与MILAHI一样，它太大又笨重，无法乘坐传统卫星飞行，更不用说便宜的CubeSat了，它的体积小，成本低，可以让科学家驾驶多个类似装备的多点观测平台。是位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的技术人员，他最近从美国宇航局的“提高太阳系观测行星概念”(PICASSO)计划中获得了技术开发资金，以使一种较小的MILAHI型仪器成熟。

于说：“我们想做类似的科学，但是我们需要减小仪器的尺寸。”他补充说，他的团队的目标是制造一种体积小，重量轻的设备，该设备消耗的功率大大减少，并且无需移动部件即可运行，因此非常适合飞行在CubeSat平台上。

戈达德(Goddard)技术专家汤尼·余(Tony Yu)正在利用电信行业创造的技术开发一种超小型仪器，以收集有关地球外行星，卫星，彗星和小行星的前所未有的细节。图片来源：NASA / Chris Gunn

图片完美的行星研究

像MILAHI一样，为侦察和探索而优化的光子集成电路(PICTURE)将被调谐到中红外波长，该光谱或频率范围是在地外大气中遥感水，二氧化碳，甲烷和许多其他化合物的理想之选。表面。而且与MILAHI一样，PICTURE将中红外光分解成其组成颜色(一种称为光谱学的科学)，以揭示有关对象的成分和其他物理特性的大量信息。

但是要缩小仪器以适合通常不超过一条面包的CubeSat，将要求Yu及其团队(包括海军研究实验室和加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校)采用最初由电信创建的技术行业。于说：“基本上，我们正在做的就是将电信技术应用于太空。”

在他获得PICASSO奖之后，Yu和他的团队致力于PICTURE最关键的子系统之一：PIC光谱仪，这是受电信行业的阵列波导光栅或AWG启发的芯片大小的设备。

在电信和计算机网络中，AWG发挥着双重作用。在称为多路复用的过程中，它们将具有不同波长的多个模拟或数字信号组合到一条光纤中。在光通信网络的接收器端，发生反向过程(称为多路分解)。然后，波导检索各个通道。

通过此两步过程，多个通道可以共享资源(在这种情况下，通常是光纤电缆)，并且可以大大减少干扰和串扰，同时显着提高电信信号的效率和速度。

“它的日子到了”

团队计划采用相同的一般原则。芯片尺寸的PIC光谱仪配备了受电信启发的波导，可以将光分成单独的中红外波长，这是最终确定行星大气和表面分子组成的重要步骤。然后，这些单独的通道将与激光混合，并也将其调谐到特定波长，该过程称为外差-一种通常用于放大信号的技术。

在这一努力下，该团队将开发一种PIC光谱仪，该光谱仪专注于检测一氧化碳的理想光谱带。PICASSO的目标是将设备的技术就绪水平(TRL)(美国宇航局用来确定一项技术在太空中使用的就绪程度)从目前的TRL提高到4，再将其提高到另一个水平。子系统，以及检测一氧化碳以外的其他分子化合物的能力。

戈达德激光与光电部门的前负责人，PICTURE团队成员Mike Krainak说：“我们对这种仪器感到非常兴奋。” “这是一种在所有类型的应用程序中都拥有巨大未来的技术。它的时代已经来临。”