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Un generador de imágenes de Fresnel es un diseño ultraligero propuesto para un telescopio espacial que utiliza una matriz de Fresnel como óptica primaria en lugar de una lente típica. Enfoca la luz con una hoja delgada y opaca perforada con orificios de forma especial, enfocando la luz en un punto determinado mediante el fenómeno de la difracción . Estas láminas estampadas, llamadas placas de zona de Fresnel , se han utilizado durante mucho tiempo para enfocar rayos láser, pero hasta ahora no se han utilizado para la astronomía. Ningún material óptico está involucrado en el proceso de enfoque como en los telescopios tradicionales . Más bien, la luz recogida por la matriz de Fresnel se concentra en ópticas clásicas más pequeñas (por ejemplo, 1/20 del tamaño de la matriz), para formar una imagen final. [1]

Las longitudes focales largas del generador de imágenes de Fresnel (unos pocos kilómetros) [2] [3] requieren la operación por formación de dos naves que vuelan en el espacio en el punto L2 Sol-Tierra Lagrangiano . [1] En este instrumento de vuelo en formación de dos naves espaciales, una nave espacial sostiene el elemento de enfoque: la matriz interferométrica de Fresnel; la otra nave espacial contiene la óptica de campo, la instrumentación focal y los detectores. [4] [5]

Ventajas [ editar ]

  • Un generador de imágenes de Fresnel con una hoja de un tamaño determinado tiene una visión tan nítida como un telescopio tradicional con un espejo del mismo tamaño, aunque capta aproximadamente el 10% de la luz. [6] [7]
  • El uso de vacío para las subaperturas individuales elimina los defectos de fase y las limitaciones espectrales que resultarían del uso de un material transparente o reflectante. [6]
  • Puede observar en ultravioleta e infrarrojo, además de luz visible. [7]
  • Consigue imágenes de alto contraste, lo que permite la observación de un objeto muy tenue en las inmediaciones de uno brillante. [7]
  • Dado que está construido con papel de aluminio en lugar de espejos, se espera que sea más liviano y, por lo tanto, menos costoso de lanzar que un telescopio tradicional. [3]
  • Un generador de imágenes Fresnel de 30 metros sería lo suficientemente potente como para ver planetas del tamaño de la Tierra dentro de los 30 años luz de la Tierra y medir el espectro de luz de los planetas para buscar signos de vida, como el oxígeno atmosférico. El generador de imágenes de Fresnel también podría medir las propiedades de galaxias muy jóvenes en el universo distante y tomar imágenes detalladas de objetos en el Sistema Solar . [3]

Desarrollo [ editar ]

El concepto ha sido probado con éxito en el visible y espera ser probado en la luz ultravioleta . Se está conformando un grupo de interés internacional, con especialistas de los diferentes casos científicos. Se ha presentado una propuesta para una misión 2025-2030 a la convocatoria de ESA Cosmic Vision . [4] [6] En 2008, Laurent Koechlin del Observatoire Midi-Pyrénées en Toulouse, Francia, y su equipo planearon construir un pequeño telescopio de imágenes Fresnel basado en tierra colocando una hoja con patrón de 20 centímetros a la montura de un telescopio. [3]

Koechlin y su equipo completaron el prototipo en tierra en 2012. Utiliza un trozo de lámina de cobre de 20 cm cuadrados con 696 anillos concéntricos como placa de zona. Su distancia focal es de 18 metros. Pudieron resolver las lunas de Marte del planeta padre con él. [8]

Ver también [ editar ]

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b L. Koechlin; D. Serre; P. Duchon (2005). "Imágenes de alta resolución con matrices interferométricas de Fresnel: idoneidad para la detección de exoplanetas" (PDF) . Astronomía y Astrofísica . 443 (2): 12 Capítulo 9, Párrafo 1. Bibcode : 2005A & A ... 443..709K . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20052880 . Consultado el 8 de septiembre de 2009 .
  2. ^ L. Koechlin; D. Serre; P. Duchon (2005). "Imágenes de alta resolución con matrices interferométricas de Fresnel: idoneidad para la detección de exoplanetas" (PDF) . Astronomía y Astrofísica . 443 (2): 1 Capítulo 1, Párrafo 2. Bibcode : 2005A & A ... 443..709K . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20052880 . Consultado el 8 de septiembre de 2009 . La distancia focal de una matriz de Fresnel de este tipo puede variar de 200 ma 20 km, según el tipo de matriz y la longitud de onda utilizada.
  3. ↑ a b c d Shiga, David (1 de mayo de 2008). "El telescopio podría enfocar la luz sin espejo o lente" . Nuevo científico .
  4. ^ a b Laurent Koechlin. "El lado UV de la evolución de las galaxias con generadores de imágenes FRESNEL" (PDF) . Laboratoire d'Astrophysique de Toulouse-Tarbes. Universidad de Toulouse . Consultado el 8 de septiembre de 2009 .
  5. ^ Koechlin, L; Serre, D; Deba, P (2009). "El generador de imágenes interferométrico de Fresnel". Astrofísica y Ciencias Espaciales . 320 (1-3): 225. Código bibliográfico : 2009Ap y SS.320..225K . doi : 10.1007 / s10509-008-9793-8 . hdl : 10871/16076 . S2CID 119749945 . 
  6. ^ a b c Laurent Koechlin; Denis Serre; Paul Deba; Truswin Raksasataya; Christelle Peillon. "El generador de imágenes interferométrico de Fresnel, propuesta para ESA Cosmic Vision 2007" (PDF) . págs. 2-3 . Consultado el 9 de septiembre de 2009 .
  7. ^ a b c "El telescopio propuesto enfoca la luz sin espejo ni lente" . science.slashdot.org.
  8. ^ "Twinkle, twinkle, little planet: Un truco óptico infravalorado puede ayudar a encontrar vida en otros sistemas solares" . The Economist . 9 de junio de 2012.

Lectura adicional [ editar ]

  • http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/publisenligne/PropalFresnel-CosmicVision_20070706.pdf El generador de imágenes interferométrico de Fresnel, propuesta para ESA Cosmic Vision 2007
  • http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/FresnelArraysPosterA4V3.pdf Matrices interferométricas de Fresnel como interferómetros de formación de imágenes, L.Koechlin, D.Serre, P.Deba, D.Massonnet
  • http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/publisenligne/aa2880-05.pdf Imágenes de alta resolución con matrices interferométricas de Fresnel: idoneidad para la detección de exoplanetas, L. Koechlin, D. Serre y P . Duchon
  • http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoechli/w3/publisenligne/papierFresnelV1.pdf Imagen de Fresnel para observaciones de alta resolución Angulaire et haute dynamique, L. Koechlin, D.Serre, P.Deba