¿La óptica adaptativa funciona al revés?

Bueno, sí, la degradación debida a la borrosidad y el centelleo de la turbulencia atmosférica va en ambos sentidos, y los beneficios más evidentes podrían no ser para los sistemas de imágenes ópticas, sino para las comunicaciones de datos y la reducción de la degradación de la señal. Véase, por ejemplo , Rendimiento mejorado de las comunicaciones ópticas que combina la óptica adaptativa y la modulación de la posición del pulso o Efectividad del sistema de óptica adaptativa en la comunicación óptica coherente de satélite a tierra . Las imágenes ópticas desde la órbita también pueden beneficiarse de otras técnicas de mejora de imágenes menos invasivas (ver más abajo), pero la AO podría ser una de ellas. Si los usáramos para imaginar otros mundos además de la Tierra;

Sin embargo, hay algunos problemas con el uso de óptica adaptativa en órbita. La primera es que AO usa láseres potentes y consumen mucha energía. Que yo sepa, mucho más que los sistemas de comunicaciones por láser, incluso desde una distancia como la Luna, como por ejemplo , el LLCD (Demostración de Comunicaciones por Láser Lunar) de LADEE. Pero quizás lo más importante es que no puedo imaginar apuntar láseres tan poderosos desde la órbita hasta el suelo sin protestas de las naciones objetivo. Según escuché, la Fuerza Aérea tampoco aprueba exactamente el uso de AO terrestre :

El Comando Espacial de la Fuerza Aérea regula su uso para proteger los satélites que pasan. Todos los usos de los láseres deben ser aprobados con días de anticipación por Laser Clearing House en la base de la Fuerza Aérea de Vandenberg para evitar que el haz se cruce con una nave espacial que se aproxima. Los láseres no pueden dañar el casco de una nave, pero podrían potencialmente quemar equipos ópticos sensibles.

Ahora, al revés , puede imaginarse a la FAA y la FCC, posiblemente al DOE, teniendo algo que decir sobre su uso. Sin mencionar los problemas que surgirían si se usaran láseres con clasificación AO para mejorar las imágenes ópticas de territorios de otras naciones. Sin embargo, la imagen de otros mundos con atmósferas espesas (pero con un índice de refracción por debajo del ángulo crítico, lo que descarta, por ejemplo, Venus), seguro. Si el presupuesto de energía lo permite.

Los sistemas de Óptica Adaptativa corrigen el error del frente de onda deformando el espejo, y lo hacen varias veces por segundo, es decir, a una frecuencia determinada.$f$. Esta frecuencia depende de la velocidad.$v$de la turbulencia en la atmósfera en relación con el observador, y el tamaño característico de la turbulencia$r_{0}$(en realidad es la longitud de coherencia).

Una regla general es$f>\frac{v}{r_{0}}$

Para el sistema de tierra,$v$es aproximadamente la velocidad del viento en altitud. Si quieres poner un sistema de óptica adaptativa en un satélite,$v$será del orden de la velocidad orbital, es decir, ~8 km/s. Tendrá que aumentar mucho para compensar eso, lo que significa que sus actuadores de espejo y su sensor de frente de onda tendrán que trabajar mucho más rápido, lo cual es un gran desafío.

El otro aspecto del problema es que no se necesita AO para las imágenes satelitales: el desenfoque debido a la turbulencia es en general insignificante en comparación con el desenfoque debido a la difracción, porque los satélites tienen espejos mucho más pequeños que los telescopios terrestres y su distancia a las capas turbulentas. en la atmósfera es mucho mayor.

Editar: una buena lectura sobre óptica adaptativa: Los efectos de la turbulencia atmosférica en las observaciones astronómicas A. Quirrenbac