Kvanttipisteet tekevät avaruusaluksesta anturin

NASAn etsiessä vettä ja luonnonvaroja Maan ulkopuolelta uudella tekniikalla voisi päällystää satelliitin "ihon" muuttamalla sen koko pinnan anturiksi, joka laskee-vastaa-pisteet kaukaisilla planeetoilla esiintyviä kemikaaleja.

Mahmooda Sultana, instrumenttitutkija NASAn Goddard Space Flight Centerissä, kehitti kvanttipistespektrometrin avuksi.

Hän käyttää kvanttipisteitä hajottaakseen planeetalta tai muusta kohteesta tulevan valon spektrin osiin, luoden eräänlaisen sormenjäljen, joka paljastaa, mitä elementtejä tai yhdisteitä valo on koskettanut.

"Periaatteessa muunnamme koko optisen ongelman matemaattiseksi ongelmaksi", Sultana sanoo. "Pisteet voidaan tunnistaa laboratoriossa tietyn aallonpituuden valon rekisteröimiseksi - murto-osan kemiallisesta sormenjäljestä. Pisteiden toisella puolella olevat ilmaisimet keräävät murto-osat, minkä jälkeen data siirretään maassa oleville tietokoneille koko sormenjäljen kokoamiseksi uudelleen.

"Matematiikka on monimutkaista", hän lisäsi, "mutta koneoppimisen avulla voimme saada hämmästyttävän tarkkuuden jopa monimutkaisemmilla spektrikäyrillä."

Kehitetty ratkaisu mahdollistaa uusia sovelluksia pienissä satelliiteissa sekä aurinkopurjeissa, Sultanan instrumentilla on potentiaalia tutkia maan pinnan koostumusta, valtameren väriä, kasvillisuutta ja ilmakehän kemiaa sekä antaa tietoa revontulien vuorovaikutuksista.

Planeettatieteestä kiinnostuneena insinöörinä Sultana sanoi, että hänen kvanttipistespektrometrinsä voi tunnistaa veden ja muita kemikaaleja kuun maaperässä ja luonnehtia muiden planeettojen pinta- ja ilmakehäelementtejä.

Kvanttipisteteknologian monipuolisuus voisi mahdollistaa edullisen matkan ulomman aurinkokunnan planeetalle. Ja auringonvalon hellän paineen ohjaamana laaja-alainen aurinkopurje vauhdittuisi kiertämällä lähellä aurinkoa ja puhaltaen sen ulompaan aurinkokuntaan.

Hänen konseptinsa hyödyntää anturin monipuolisuutta ja pientä massaa. Aurinkopurje, jolle on printattu erillisiä kerroksia lukuelektroniikkaa, ilmaisinryhmää, kvanttipistespektrometriä ja mikrolinssijärjestelmiä, toimisi siten avaruusaluksena, propulsiojärjestelmänä ja tiedeinstrumenttina.

"Tämä on peliä muuttava konsepti", hän sanoi. "Tarkastelemme pohjimmiltaan kolmea ulkoisen aurinkokunnan tutkimisen keskeistä estettä: korkeat kustannukset, pitkä matka-aika ja kapea laukaisuikkuna, jota kautta kohdata nämä kaukaiset planeetat."

Aiheesta aiemmin:

Radiosignaaleja ja dataa Marsista