křišťálová lupa

sociální sítě

Přímé přenosy

GSLV Mk II (IRNSS-1L)
00
DNY
:
00
HOD
:
00
MIN
:
00
SEK

krátké zprávy

Boeing

Americké Vesmírné síly plánují zadat společnosti Boeing zakázku bez výběrového řízení v hodnotě až 945,9 milionu dolarů na údržbu a modernizaci vojenských komunikačních družic a pozemních systémů. Jako důvod uvádějí, že Boeing vlastní proprietární technická data a software nezbytné k provedení těchto prací.

U.S. Space Force

Vypuštění prvních operačních družic amerických Vesmírných sil určených ke sledování raket se nyní očekává na jaře 2027, tedy téměř o dva roky později, než se původně plánovalo. Vláda totiž zvažuje provedení dalších letových zkoušek, než se rozhodne o rozsáhlých nákupech senzorů nové generace.

Virgin Galactic

Nejnovější suborbitální kosmický letoun Apeiron společnosti Virgin Galactic dorazil na kosmodrom firmy v Novém Mexiku, kde zahájí letové zkoušky. První komerční lety společnosti se však opět odsouvají, tentokrát až na rok 2027.

MP Space

Australský startup MP Space získal v rámci počátečního investičního kola (seed funding) 16 milionů dolarů na rozšíření výroby standardizovaných systémů pro napájení družic a ukládání energie. Společnost, kterou založili dva bývalí inženýři Tesly, to oznámila 26. října.

FCC

Americká Federální komise pro komunikace (FCC) schválila plán společnosti Amazon na převzetí amerického družicového operátora Globalstar za přibližně 11,5 miliardy dolarů. Tím Amazon překonal důležitou regulační překážku, která mu umožní urychlit vstup na trh s přímým družicovým připojením koncových zařízení (D2D – Direct-to-Device).

Stoke Space

Americké ministerstvo obrany podmíněně přislíbilo financování ve výši 150 milionů dolarů začínajícímu výrobci raket Stoke Space na výstavbu druhé odpalovací rampy na kosmodromu Cape Canaveral na Floridě.

Americké letectvo

Americké letectvo vyzvedlo experimentální vojenské nákladní kontejnery, které se dostaly do vesmíru na palubě kapsle Starfall společnosti SpaceX. Tím byl dokončen test zaměřený na ověření, zda by bylo možné využívat komerční kosmická zařízení k rychlé přepravě zásob vojenským jednotkám kdekoli na světě.

DIA

Americká Agentura pro obranné zpravodajství (DIA) v novém hodnocení zveřejněném 26. října uvedla, že Čína by mohla do konce tohoto desetiletí disponovat vesmírnými zbraněmi se směrovanou energií, zatímco Rusko vyvíjí stále rozsáhlejší arzenál zbraní schopných útočit na družice na oběžné dráze Země.

Naše podcasty

Doporučujeme

Objednejte si knihy našich autorů a nahlédněte tak do historie kosmonautiky.

Poděkování

Náš web běží spolehlivě díky perfektnímu servisu hostingu Blueboard.cz, děkujeme!

Malý, ale výkonný laser pro hledání vody na Měsíci

Technologie vyvinutá na Goddardově středisku využívající efekt zvaný kvantové tunelování k vytvoření výkonného terahertzového laseru by mohla usnadnit hledání vody na Měsíci a zaplnit mezeru v současných technologiích. Nalezení vody a dalších zdrojů bude hrát důležitou roli při budoucích snahách NASA o průzkum Měsíce, ale i dalších kosmických těles. Předešlé experimenty nejprve naznačovaly a později i potvrdily přítomnost vody na Měsíci. Většina technologií však nedokáže rozlišit vodu od volných vodíkových iontů a hydroxylů, protože širokopásmové detektory neumí odlišit jednotlivé těkavé látky.

Berhanu Bulcha z Goddardova střediska si uvědomil, že přístroj označovaný jako heterodynní spektrometr by se mohl zaměřit na konkrétní frekvenci, aby definitivně identifikoval a lokalizoval zdroje vody na Měsíci. K tomu je ale zapotřebí stabilní a výkonný terahertzový laser, jehož prototyp byl proto vyvinut ve spolupráci  s firmou Longwave Photonics. Celou spolupráci zastřešil program NASA SBIR (Small Business Innovation Research) pro podporu malých firem, které se věnují inovativnímu výzkumu.

Berhanu Bulcha z Goddardova střediska. V ruce drží terahertzový laser, který společně s kolegy vyvinul.
Berhanu Bulcha z Goddardova střediska. V ruce drží terahertzový laser, který společně s kolegy vyvinul.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„Tenhle laser nám umožní otevřít nové okno ke studiu tohoto frekvenčního spektra,“ říká Bulcha a dodává: „Jiné mise našly na Měsíci vodík, ale to může indikovat jak hydroxyl, tak vodu. Pokud to je voda, tak odkud pochází? Je původní z doby vzniku Měsíce nebo dorazila později při nárazech komet? Kolik je tam té vody? Potřebujeme znát odpovědi na tyto otázky, protože voda je kriticky důležitá pro přežití a navíc se z ní dá udělat palivo pro další průzkum.“ Jak už název naznačuje, spektrometry detekují spektra, tedy vlnové délky záření, aby odhalily chemické složení hmoty, které se světlo dotklo. Většina spektrometrů pracuje na širších rozsazích spektra. Heterodynní přístroje se však specializují na konkrétní frekvence jako jsou infračervené či terahertzové. Látky obsahující vodík (jako třeba voda) vyzařují fotony právě v terahertzovém frekvenčním pásmu od 2 do 10 bilionů cyklů za sekundu, tedy mezi infračervenou a mikrovlnnou částí spektra.

Heterodynnní spektrometry můžeme s trochou fantazie přirovnat k mikroskopům, které sledují drobné změny v pásmu jako je to terahertzové. Kombinují přitom svůj lokální laser s přicházejícím zářením. Měření rozdílů mezi laserovým zdrojem a kombinovanou vlnovou délkou poskytuje přesná měření těchto úzkých pásů spektra. Tradiční lasery generují světlo vybuzením elektronu v elektronovém obalu atomu, který pak při návratu na původní klidnou úroveň vytvoří jeden foton. Různé atomy vytváří různé frekvence záření podle fixního množství energie, které je potřeba k vybuzení jednoho elektronu. Lasery ovšem mají problémy s konkrétní částí spektra mezi infračerveným a mikrovlnným zářením, kterému se říká terahertzová mezera. „Problém s existující laserovou technologií je ten, že žádný materiál nemá vhodné vlastnosti k vytvoření terahertzových vln,“ vysvětluje Bulcha.

Terahertzová mezera.
Terahertzová mezera.
Zdroj: https://www.researchgate.net/

Elektromagnetické oscilátory podobné těm, které generují rádiové či mikrovlnné frekvence, vytváří nízkoenergetické terahertzové pulsy tím, že využívají sérii zesilovačů a frekvenčních násobičů, které posouvají signál do terahertzové části. Takový postup však spotřebovává hodně elektrické energie, navíc materiál, který se používá k zesílení a násobení frekvence pulsu, má jen omezenou účinnost. To znamená, že jak se blíží k terahertzovým frekvencím, ztrácí energii. Na druhé straně terahertzové mezery stojí optické lasery, které pumpují energii do plynu, ve kterém vznikají fotony. Ovšem výkonné lasery s terahertzovými frekvencemi jsou velké, energeticky náročné a nehodí se tedy ke kosmickým aplikacím, kde jsou prostor a elektrická energie dost omezené – zvláště pak to platí v případě aplikací do malých družic či kapesních přístrojů. Energie pulsů optických laserů navíc u terahertzového pásma klesá.

Nově vyvinutý terahertzový laser má malé rozměry i odběr elektrické energie. To z něj dělá ideální prostředek k aplikaci do kapesních přístrojů, nebo do malých družic.
Nově vyvinutý terahertzový laser má malé rozměry i odběr elektrické energie. To z něj dělá ideální prostředek k aplikaci do kapesních přístrojů, nebo do malých družic.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Aby zaplnili tuto mezeru, rozhodl se Berhanu Bulcha se svým týmem vyvinout kvantové kaskádové lasery, které vytváří fotony při každém přechodu elektronu mezi dvěma stavy. Využívá přitom jedinečných kvantových procesů, které nastávají v materiálových vrstvách silných pouze pár atomů. S pomocí těchto materiálů laser vyzařuje fotony o specifické frekvenci, která je určena tloušťkou střídajících se vrstev polovodičů – nespoléhá se tak na chemické prvky v materiálu, jako je tomu u tradičních (výše popsaných) laserů. V kvantové fyzice zvyšují tenké vrstvy šanci na to, že foton může tunelovým efektem projít skrz další vrstvu, namísto toho, že by se odrazil od stěny. Jakmile k tomu dojde, vybudí další fotony. Když použili generující materiál o 80 – 100 vrstvách, které jsou dohromady jen 10 – 15 mikrometrů silné, dokázali experti vytvořit kaskádu fotonů s terahertzovými energiemi.

Tato kaskáda potřebuje k vytvoření stabilního a výkonného záření menší elektrické napětí. Jedinou nevýhodou je, že se svazek záření šíří pod velkým úhlem, takže dochází k rozptylu už na velmi krátkých vzdálenostech. S využitím inovativních technologií vyvinutých díky financování interního výzkumu a vývoje na Goddardově středisku mohli Berhanu Bulcha a jeho tým integrovat laser do vlnovodu s tenkou optickou anténou, která zúžila produkovaný svazek. Integrovaná sestava laseru a vlnovodu snižuje zmíněný rozptyl o 50 % a to vše při velikosti menší, než má běžná mince. Na odborníky teď čekají další úkoly – třeba připravit laser připravený k letu na Měsíc v rámci programu Artemis. Malé rozměry i odběr energie umožňují integrovat tento přístroj i do 1U CubeSatu, do kterého by se vešel i hardware spektrometru, procesor a zdroj energie. Laser by mohl najít uplatnění i v kapesních zařízeních pro průzkum Měsíce a jednou třeba i Marsu.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://wp.technologyreview.com/wp-content/uploads/2020/10/Water_under_the_surface_of_the_Moon.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/berhanu_0.jpg
https://www.researchgate.net/…/Terahertz-gap-and-dielectric-response-of-materials-in-the-frequency-range-in-THz.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/laserquarter_0.jpg

Rubrika:

Štítky:

Hodnocení:

0 / 5. Počet hlasů: 0

Sdílejte tento článek:

Další podobné články:

Komentáře:

Odběr komentářů
Upozornit
0 Komentáře
Nejstarší
Nejnovější Nejvíce hodnocený

Děkujeme za registraci! 

Prosím, klikněte na potvrzovací odkaz v mailu, který vám dorazil do vaší schránky pro aktivaci účtu.

Děkujeme za registraci! 

Pro vytvoření hesla prosím klikněte na odkaz, který Vám právě dorazil do Vaší E-mailové schránky.