۱۳۹۹/۰۱/۳۰ ۰۲:۲۳ ۱۴۷
طبقه بندی: داده ها و سنجنده ها
چچ
سامانه‌ های اپتیکی بازتابی

سامانه‌ های اپتیکی بازتابی

همان‌گونه که در مبحث سامانه‌های تصویربرداری شکستی مطرح شد، دستیابی به سامانه شکستی واحدی که الزامات تصویربرداری در بازه مرئی تا فروسرخ حرارتی را برآورده سازد، عملاً امکان‌پذیر نیست. علاوه بر عدم کارآیی مواد اپتیکی در سراسر بازه مذکور، مواردی نظیر افزایش چشمگیر وزن و حجم با افزایش فاصله کانونی و میزان گشودگی سامانه اپتیکی جمع‌کننده و تعدد المان‌های اپتیکی جهت کنترل ابیراهی‌های مختلف، محدودیت سامانه‌های اپتیکی شکستی، به‌ویژه در کاربردهای فضایی را نشان می‌دهد. سامانه‌های اپتیکی بازتابی محدودیت‌های مذبور را به میزان قابل‌توجهی، مرتفع می‌سازند؛ این قابلیت، اهمیت استفاده از سامانه‌های بازتابی در طراحی و ساخت دوربین‌های الکترواپتیکی فضاپایه را نمایان می‌کند. بارزترین محدودیت سامانه‌های بازتابی، میدان دید محدود آن‌ها است که البته روش‌های فنی متعددی در راستای بهبود آن وجود دارد.
در سامانه‌های بازتابی مجموعه سطوح بازتابی (یا ترکیبی از سطوح بازتابی و شکستی) تصویر نهایی را تشکیل می‌دهند؛ یک آینه مقعر کروی که تابش موازی با محور اپتیکی را در یک نقطه کانونی می‌کند، ساده‌ترین شکل یک سامانه بازتابی است. ساختارهای متنوعی از سامانه‌های اپتیکی بازتابی وجود دارد که از شاخص‌ترین آن‌ها می‌توان به ساختار نیوتونی، گرگوری و کاسگرین اشاره نمود. شکل زیر طرح‌واره‌ای از سامانه تصویربرداری HPT ماهواره RISING-2 ژاپن را نشان می‌دهد. این سامانه که در سال 2014 در مدار قرار گرفت، جهت ارائه تصاویری با GSD کمتر از 5 متر در ارتفاع 628 کیلومتری، از تلسکوپی با طرح کاسگرین بهره می‌برد. این محموله تصویربرداری با مؤلفه‌های قطر گشودگی 100 میلی‌متر و فاصله کانونی 1000 میلی‌متر بهینه‌شده و با 4 باند طیفی R,G,B,NIR و نرخ کوانتیزاسیون 10 بیت به انجام مأموریت پرداخته است.

.

شکل 1 - طرح‌واره‌ سامانه تصویربرداری HPT

.
مشکل عمده تلسکوپ‌های بازتابی، انسداد مرکزی توسط آینه ثانویه است. این انسداد باعث کاهش میزان گشودگی مؤثر و کیفیت تصویر می‌شود. در طرحی پیشرفته از سامانه‌های بازتابی با استفاده از آینه‌های غیرمحوری، این محدودیت رفع شده است؛ البته دشواری ساخت آینه‌های غیرمحوری و هم‌ترازی و مونتاژ آن‌ها در این طرح، الزامات سخت‌گیرانه‌ای را به فرآیند انجام پروژه تحمیل می‌کند. به‌عنوان مثالی از این نوع سامانه می‌توان به تلسکوپ سامانه تصویربرداری ماهواره‌های QuickBird، RapidEye اشاره کرد. شکل زیر طرح‌واره‌ای از محموله تصویربرداری گیاه‌شناسی PROBA ماهواره SPOT را نشان می‌دهد؛ این ساختار علاوه بر کوچک‌سازی، میدان دید نسبتاً وسیعی (5.5x 33.6 درجه) را برای انجام مأموریت فراهم ساخته است. این محموله دارای 4 باند طیفی B,R,NIR,SWIR و فاصله کانونی 109.6 میلی‌متر با قطر دهانه 18.6 میلی‌متر است.

.

شکل 2 - طرح‌واره‌ محموله تصویربرداری غیر انسدادی PROBA

.

آدرس کوتاه شده: