欧洲太空垃圾清除任务目标被碎片击中 裂成更多碎片

欧洲太空垃圾清除任务目标被碎片击中裂成更多碎片VESPA是2013年从南美发射的欧洲Vega火箭留下的残骸。它是一个锥形附件，用于将火箭的卫星部署到轨道上，并一直留在地球轨道上。欧洲航天局表示，目前这些新碎片对其他航天器的风险不大。欧洲航天局一直在关注这块太空垃圾，因为他们计划在2026年执行ClearSpace-1任务，这将是首次捕获和移除轨道上的太空垃圾。大多数太空碎片清除技术的任务都针对测试碎片，而不是已经存在于太空中的垃圾。这次事件似乎具有讽刺意味，但欧洲航天局将其视为最佳验证。欧洲航天局在一份声明中写道：“这次碎片事件凸显了ClearSpace-1任务的重要性。较大太空碎片构成的主要威胁是它们会分裂成许多较小的碎片，每个碎片都可能对活动卫星造成严重损害。”地球周围的轨道环境变得越来越拥挤。自2019年以来，活跃卫星的数量大约增加了四倍，这主要归因于SpaceX的Starlink卫星的多次发射。根据NASA的数据，美国国防部正在追踪地球轨道上的2.7万多块碎片，而还有数百万块碎片无法通过操作传感器进行追踪。欧洲航天局将花费几周时间分析这次碰撞的影响，以确定它对ClearSpace-1任务的影响。但计划仍然是继续推进这项任务的开发。（小小）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378913.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378913.htm

NASA将测试加速太空数据传输的DSOC激光器

NASA将测试加速太空数据传输的DSOC激光器该机构表示，深空光通信（DSOC）项目旨在测试如何利用激光来大大加快数据传输的速度，从而达到"远远超过"当前射频系统能力的传输速度。DSOC使用近红外激光收发器，它比无线电波设备能收发更多的信息。据美国国家航空航天局喷气推进实验室DSOC项目技术专家AbiBiswas称，这种新型收发器的设计目的是展示传输速率，其"数据返回能力"是目前用于太空通信的最先进无线电系统的10到100倍。Biswas说，用于近地轨道和月球轨道卫星的高带宽激光通信已经得到验证，但外层空间则完全不同。DSOC实验配备了多个组件，包括一个连接在22厘米孔径望远镜上的"光子计数"照相机。收发器自主"锁定"由加利福尼亚州JPL表山设施的光通信望远镜实验室发送的高功率近红外激光上行链路。该激光信号将用于向DSOC发送指令。在接收到指令后，Psyche号上的收发器将定位加州理工学院帕洛玛天文台的5.1米Hale望远镜，利用其近红外激光将"高速率数据"传回地球。最先进的减震器将确保收发器在数据传输阶段不会出现故障。据JPLDSOC项目经理比尔-克里普斯坦（BillKlipstein）介绍，该项目是一项复杂的工作，需要许多定制的新技术。该团队甚至不得不开发自己的信号处理技术，以便从太空中巨大距离传输的微弱电磁信号中榨取每一个比特。然而，由美国国家航空航天局（NASA）和其他航天机构管理的深空探测任务越来越普遍，它们承诺产生的数据将比过去基于无线电的任务"成倍增加"。希望像DSOC这样的实验能在开发新的、先进的通信系统方面发挥关键作用，这些系统将来可以"常规"地用于发送指令和接收科学数据、图像甚至宇宙视频。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376431.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376431.htm

科学家开发出突破性微型光纤激光器 更锐利、更小巧、更智能

科学家开发出突破性微型光纤激光器更锐利、更小巧、更智能基于氮化硅光子集成电路的全封装混合集成铒激光器的光学图像，可提供光纤激光器相干性和以前无法实现的频率可调谐性。资料来源：AndreaBancora和YangLiu（洛桑联邦理工学院）光纤激光器使用掺杂稀土元素（铒、镱、钕等）的光纤作为光增益源（产生激光的部分）。光纤激光器能发出高质量的光束，输出功率高，效率高，维护成本低，经久耐用，而且体积通常比气体激光器小。光纤激光器也是低相位噪声的"黄金标准"，这意味着它们的光束可以长期保持稳定。尽管如此，人们对芯片级光纤激光器微型化的需求仍在不断增长。基于铒的光纤激光器尤其令人感兴趣，因为它们符合保持激光器高相干性和稳定性的所有要求。但是，要实现光纤激光器的微型化，就必须在小尺度上保持其性能。现在，EPFL的刘洋博士和TobiasKippenberg教授领导的科学家们制造出了首台芯片集成的掺铒波导激光器，其性能接近光纤激光器，将宽波长可调谐性与芯片级光子集成的实用性相结合。这一突破发表在《自然-光子学》（NaturePhotonics）上。制造芯片级激光器研究人员采用最先进的制造工艺开发出了芯片级铒激光器。他们首先在超低损耗氮化硅光子集成电路的基础上构建了一个一米长的片上光腔（一组提供光反馈的反射镜）。刘博士说："尽管芯片尺寸小巧，但我们却能将激光腔设计成米级长度，这要归功于这些微oring谐振器的集成，它们能在不增大设备物理尺寸的情况下有效延长光路。"然后，研究小组在电路中植入高浓度铒离子，选择性地产生激光所需的有源增益介质。最后，他们将电路与III-V族半导体泵浦激光器集成，以激发铒离子，使其发光并产生激光束。基于掺铒光子集成电路的混合集成激光器的光学图像，该激光器具有光纤激光相干性和以前无法实现的频率可调谐性。资料来源：YangLiu（洛桑联邦理工学院）为了完善激光器的性能并实现精确的波长控制，研究人员设计了一种创新的腔内设计，其特点是基于微孔的Vernier过滤器，这是一种可以选择特定光频的光学过滤器。滤波器可在很大范围内对激光波长进行动态调整，从而使其在各种应用中都能发挥作用。这种设计支持稳定的单模激光，其内在线宽仅为50Hz，非常窄，令人印象深刻。它还具有显著的边模抑制功能--激光器能够以单一、稳定的频率发光，同时将其他频率（"边模"）的强度降至最低。这确保了高精度应用在整个光谱范围内的"干净"和稳定输出。这种芯片级铒光纤激光器的输出功率超过10mW，边模抑制比超过70dB，性能优于许多传统系统。它还具有非常窄的线宽，这意味着它发出的光非常纯净和稳定，这对于传感、陀螺仪、激光雷达和光学频率计量等相干应用非常重要。基于微光的Vernier滤波器使激光器在C波段和L波段（用于电信的波长范围）内具有40nm的宽波长可调谐性，在调谐和低光谱尖刺指标（"尖刺"是不需要的频率）方面都超越了传统光纤激光器，同时与当前的半导体制造工艺保持兼容。将铒光纤激光器微型化并集成到芯片级设备中可降低其总体成本，使其可用于电信、医疗诊断和消费电子等领域的便携式高度集成系统。它还可以缩小光学技术在其他各种应用中的规模，如激光雷达、微波光子学、光频合成和自由空间通信。"这种新型掺铒集成激光器的应用领域几乎是无限的，"Liu说。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434644.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434644.htm

俄罗斯卫星在轨道上解体后 美国太空部队对碎片展开追踪

俄罗斯卫星在轨道上解体后美国太空部队对碎片展开追踪宇宙2499是一颗神秘的卫星。俄罗斯在2014年悄悄地发射了它，目的不明。OrbitalFocus是一个报道太空事件和追踪卫星的业余网站，它记录了宇宙2499号卫星之前在2021年底发生的一次引人注目的破裂事件，这次碎裂产生了22块可追踪的碎片。近年来，俄罗斯的太空设备已经卷入了一系列的轨道垃圾事件。已失效的宇宙号2361卫星和俄罗斯的一个老式火箭体在1月发生了令人担忧的近距离碰撞。美国方面还谴责了2021年俄罗斯"鲁莽"的导弹试验，该试验摧毁了一颗卫星并产生了1500多块新的轨道碎片。宇宙2499号的解体再一次提醒人们，随着失效的装备堵塞了地球周围的空间，轨道上是多么拥挤。火箭部件、破损卫星的微小碎片和其他垃圾对运行中的航天器构成了威胁，以至于国际空间站不得不定期躲避碎片以保持安全。研究人员正在寻找减少和清除太空垃圾的方法，但进展缓慢。与此同时，还有更多的碎片被添加到轨道上的垃圾堆中。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343321.htm

揭开宇宙的神秘面纱：研究人员使用高功率激光器研究磁重联

揭开宇宙的神秘面纱：研究人员使用高功率激光器研究磁重联美国宇航局概念图像实验室的截图："整个太阳系的磁重联"。当反平行的磁场--在这种情况下，在太阳耀斑中发现--发生碰撞、断裂和重新排列时，就会发生磁重联。这个过程产生了一个高能量的爆炸，将粒子抛向太空。资料来源：美国宇航局概念图像实验室粒子和能量在太空中的一个驱动力是一种叫做磁重联的现象。顾名思义，磁重联是指两个反平行的磁场--如两个方向相反的磁场--发生碰撞、断裂，并重新排列。虽然听起来很无害，但它远不是一个平静的过程。"这种现象在宇宙中随处可见，你可以在太阳耀斑或地球的磁层中看到它们。九州大学工程科学学院的助理教授、该研究的第一作者TaichiMorita解释说："当太阳耀斑积累起来，似乎'捏'出一个耀斑时，这就是磁重联。事实上，极光的形成是地球磁场中的磁重联所排出的带电粒子的结果"。尽管它经常发生，但该现象背后的许多机制还是一个谜。目前科学家们正在对其进行研究，例如在美国宇航局的磁层多尺度任务中，通过送入地球磁层的卫星实时研究磁重联。然而，诸如重新连接的速度或来自磁场的能量如何转换和分配给等离子体中的粒子等问题仍然没有得到解释。将卫星送入太空的一个替代方法是使用激光，并人为地产生产生磁重联的等离子弧。然而，如果没有合适的激光强度，产生的等离子体太小而且不稳定，就无法准确地研究这些现象。"拥有所需功率的一个设施是大阪大学的激光工程研究所和他们的GekkoXII激光器。这是一个巨大的12束高功率激光器，可以产生足够稳定的等离子体供我们研究，"Morita解释说。"使用高能激光器研究天体物理现象被称为'激光天体物理学实验'，它是近年来的一种发展方法。"在《物理评论E》上报道的他们的实验中，高功率激光器被用来产生两个具有反平行磁场的等离子体场。然后，研究小组将低能量激光聚焦到等离子体的中心，在那里磁场将相遇，理论上将发生磁重联。"我们基本上是在重现太阳耀斑的动态和条件。尽管如此，通过分析来自低能量激光的光线如何散射，我们可以测量各种参数，包括等离子体温度、速度、离子价、电流和等离子体流速，"Morita继续说道。他们的关键发现之一是记录了磁场交汇处电流的出现和消失，表明磁重联。此外，他们还能够收集关于等离子体加速和加热的数据。该团队计划继续他们的分析，并希望这些类型的"激光天体物理学实验"将更容易被用作研究天体物理现象的替代或补充方式。"这种方法可以用来研究各种东西，如天体物理学冲击波、宇宙射线加速和磁湍流。Morita总结说："这些现象中有许多会损坏和破坏电气设备和人体。"因此，如果我们想成为一个航天种族，我们必须努力了解这些常见的宇宙事件。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339541.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339541.htm

首款可见光波长飞秒光纤激光器研制成功

首款可见光波长飞秒光纤激光器研制成功研究人员开发出了第一台可以在电磁波谱可见光范围内产生飞秒脉冲的光纤激光器。图片来源：JérômeLapointe克服光纤激光器开发中的挑战从历史上看，实现可见飞秒脉冲需要复杂且本质上低效的设置。尽管光纤激光器由于其坚固性/可靠性、占地面积小、效率高、成本低和亮度高而成为一种非常有前途的替代方案，但到目前为止，还不可能产生持续时间为飞秒（10-15s)直接使用此类激光器进行测距。加拿大拉瓦尔大学研究团队负责人RéalVallée表示：“我们在可见光谱中演示的飞秒光纤激光器为新型可靠、高效和紧凑的超快激光器铺平了道路。”新型光纤激光器的技术细节研究人员在Optica出版集团的《光学快报》杂志上描述了他们的新型激光器，该激光器基于稀土掺杂氟化物光纤。该激光器发射波长为635nm的红光，可实现持续时间为168fs、峰值功率为0.73kW、重复率为137MHz的压缩脉冲。使用商用蓝色激光二极管作为光源或泵浦源，有助于使整体设计坚固、紧凑且经济高效。研究小组成员包括RéalVallée、Marie-PierLord、MichelOlivier以及未在合影中的MartinBernier。图片来源：JérômeLapointe参与该项目的博士生Marie-PierLord表示：“如果在不久的将来能够实现更高的能量和功率，许多应用都可以从这种类型的激光器中受益。潜在的应用包括高精度、高质量的生物组织消融和双光子激发显微镜。飞秒激光脉冲还允许在材料加工过程中进行冷烧蚀，这一过程可以[比长脉冲]进行更干净的切割，因为它不会产生热效应。”扩展光纤激光器的光谱范围在光纤激光器中，掺杂稀土元素的光纤充当激光介质。尽管光纤激光器是最简单、坚固且可靠的高亮度激光系统之一，但石英光纤的使用往往将其限制在近红外光谱区域。Vallée的团队一直致力于通过使用由氟化物而不是二氧化硅制成的光纤来扩展这些激光源的光谱范围。“我们之前专注于开发中红外光纤激光器，但最近对可见光纤激光器产生了兴趣，”洛德说。“虽然此类激光器缺乏紧凑高效的泵浦源，长期以来阻碍了其发展，但最近出现的蓝色光谱半导体激光源为高效可见光纤激光器的开发提供了关键技术。”在展示了连续发射可见波长的光纤激光器后，研究人员希望将这一进展扩展到超快脉冲源。得益于氟化物光纤制造工艺的改进，现在可以获得镧系元素掺杂光纤，其特性对于开发高效可见光纤激光器至关重要。创新和未来方向Vallée团队开发的新型脉冲光纤激光器将稀土掺杂氟化物光纤与商用蓝色二极管泵浦激光器相结合。为了产生和维持脉冲输出，研究人员还必须弄清楚如何仔细管理光纤中的光偏振。“开发新波长的激光器，其中光学元件的材料特性与以前使用的不同，有时可能会很棘手，”合著者米歇尔·奥利维尔（MichelOlivier）说。“然而，我们的实验表明，我们的激光器的性能与我们的模拟非常吻合。这证实了该系统表现良好且易于理解，并且该系统的重要参数已正确表征并且非常适合脉冲激光器，尤其是我们使用的光纤的特性。”接下来，研究人员希望通过使装置完全一体化来改进技术，这意味着各个光纤尾纤光学元件将直接相互粘合。这将减少装置的光学损耗，提高效率，并使激光器更加可靠、紧凑和坚固。他们还在研究提高激光器脉冲能量、脉冲持续时间和平均功率的不同途径。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400663.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400663.htm