佐治亞州立大學(xué)物理與天文學(xué)教授 斯圖爾特·杰弗里斯 (Stuart Jefferies) 獲得空軍 500 萬(wàn)美元的多機(jī)構(gòu)撥款，用于開(kāi)發(fā)探測(cè)、繪制太空微弱物體并對(duì)其進(jìn)行成像的技術(shù)。

這項(xiàng)工作可能會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，包括在日益擁擠的太空領(lǐng)域加強(qiáng)國(guó)家安全。這項(xiàng)工作還將推進(jìn)下一代超大望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，并通過(guò)提供比現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡更清晰的圖像來(lái)提高天文學(xué)家研究宇宙的能力。

杰弗里斯說(shuō)：“在許多通信衛(wèi)星所在的太空區(qū)域中探測(cè)物體，一直延伸到月球繞地球運(yùn)行的距離，這是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。” “這些天體的暗淡使得使用地面望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察變得困難，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈?lái)自感興趣目標(biāo)的光子，從而造成了對(duì)手可以利用的潛在漏洞。”

杰弗里斯 將與來(lái)自夏威夷大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)和佐治亞理工學(xué)院等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的專家一起領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)“光子匱乏環(huán)境中的空間域意識(shí)”資助的研究。

佐治亞州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)還將與毛伊島空軍毛伊島光學(xué)和超級(jí)計(jì)算(AMOS)站點(diǎn)以及新墨西哥州科特蘭空軍基地的政府承包商和空軍研究人員合作。

杰弗里斯說(shuō)：“空軍認(rèn)識(shí)到促進(jìn)這些不同領(lǐng)域的研究人員之間合作的重要性，每個(gè)領(lǐng)域的研究人員都提供了獨(dú)特的視角。” “這種多學(xué)科方法旨在突破望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的界限，增進(jìn)我們對(duì)天體的理解。”

空間域感知(SDA)是對(duì)太空領(lǐng)域內(nèi)物體的全面檢查和監(jiān)視，特別關(guān)注繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星。它包括探測(cè)、跟蹤、編目和識(shí)別人工實(shí)體，例如活躍或不活躍的衛(wèi)星、廢火箭級(jí)和先前任務(wù)的碎片。SDA 在戰(zhàn)術(shù)、作戰(zhàn)和戰(zhàn)略層面的決策中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家安全目標(biāo)。

杰弗里斯表示，夏威夷大學(xué)的研究人員正在開(kāi)拓創(chuàng)新光學(xué)器件的開(kāi)發(fā)，以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)上可行的超大孔徑望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)結(jié)合了傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡和干涉儀的元素，例如佐治亞州立大學(xué)的 CHARA 陣列，創(chuàng)建了混合光學(xué)望遠(yuǎn)鏡 (HOT)。夏威夷大學(xué)團(tuán)隊(duì)將與佐治亞州立大學(xué)的研究人員合作，致力于解決地球湍流大氣層造成的圖像固有模糊問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的全分辨率潛力。

明尼蘇達(dá)大學(xué)團(tuán)隊(duì)正在研究如何使用 HOT 系統(tǒng)不僅可以識(shí)別和描述昏暗的天體，還可以用激光照亮它們以提高能見(jiàn)度。

佐治亞理工學(xué)院研究所的科學(xué)家將使用光譜分析來(lái)檢查衛(wèi)星材料成分。他們的目的是了解輻射引起的風(fēng)化對(duì)這些材料性能的影響。

該獎(jiǎng)項(xiàng)的一些工作可能會(huì)利用從 成像創(chuàng)新中心 (IIH)獲得的專業(yè)知識(shí) ，該中心的開(kāi)發(fā)部分得到了佐治亞州 研究創(chuàng)新和學(xué)術(shù)卓越 (RISE) 撥款的支持。

佐治亞州立大學(xué)的 RISE 計(jì)劃成立于 2022 年，旨在通過(guò)跨學(xué)科合作解決復(fù)雜的社會(huì)問(wèn)題。該倡議旨在培育大學(xué)的創(chuàng)新研究生態(tài)系統(tǒng)，并利用研究界的優(yōu)勢(shì)來(lái)解決復(fù)雜的問(wèn)題。

在過(guò)去的二十年里，杰弗里斯的研究重點(diǎn)是通過(guò)地面望遠(yuǎn)鏡獲得太空物體的清晰圖像，包括太陽(yáng)的圖像。他 捕捉太陽(yáng)高分辨率圖像的工作 使他到達(dá)了遙遠(yuǎn)的南極。

杰弗里斯表示，未來(lái)五年的這項(xiàng)研究對(duì)于開(kāi)發(fā)下一代特大望遠(yuǎn)鏡以及充分利用它們所需的相關(guān)技術(shù)至關(guān)重要。

“雖然 詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡 (JWST) 目前正在改變我們對(duì)宇宙的看法，但設(shè)想望遠(yuǎn)鏡的尺寸將超過(guò) JWST 五倍以上且不受大氣模糊影響，這標(biāo)志著我們?cè)诩由顚?duì)宇宙的理解方面邁出了重大一步， “ 他說(shuō)。