激光偏振检测可知太空垃圾成分

来源:科技日报    关键词:激光检测, 激光偏振,    发布时间:2018-11-14

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 据物理学家组织网20日报道,美国麻省理工学院(MIT)的工程师最近开发出一种激光偏振检测新技术,不仅能确定太空垃圾位置,还能分析其成分。
 
在地球空间轨道上,数以亿计的太空垃圾高速旋转着,给航天器和卫星带来巨大威胁。目前,美国国家航空航天局(NASA)和国防部在用陆基望远镜和激光雷达(Ladars)跟踪17000块碎片,但这一系统只能确定目标的位置。研究人员指出,新技术能分析出一块残骸由什么组成,有助于确定其质量、动量及可能造成的破坏力。
 
该技术利用激光来检测材料对光的偏振效应。MIT航空航天系的迈克尔·帕斯科尔说,涂料的反射光偏振模式和金属铝有明显区别,所以识别偏振特征是鉴定太空残骸的一种可靠方法。
 
为检验这一理论,研究人员设计了一台偏光仪来检测反射光的角度,所用激光波长为1064纳米,与Ladars激光类似,并选择了6种卫星中常用的材料:白色、黑色涂料、铝和钛,还有保护卫星的两种膜材料聚酰亚胺和特氟龙(聚四氟乙烯),用偏振滤镜和硅探测器检测它们反射光的偏振状态。他们识别出16种主要的偏振态,并将这些状态特征与不同材料对应起来。每种材料的偏振特征都非常独特,足以和其他5种区别开来。
 
帕斯科尔认为,其他航天材料如防护膜、复合天线、太阳能电池、电路板等,其偏振效应可能也各有特色。他希望用激光偏振仪建一个包含各种材料偏振特征的数据库,给现有陆基Ladars装上滤波器,就能直接检测太空残骸的偏振态,与特征库数据对比,就能确定残骸构成。