中國科學家研發了一顆配備激光成像技術的衛星,能夠在100公裏外捕捉到人臉細節。據《南華早報》報道,這一突破相比現有的間諜相機和傳統望遠鏡,性能提升了100倍以上。
這一技術有著廣泛的應用前景,包括可以以前所未有的精度監視外國衛星。中國科學院航空航天信息研究所的研究人員在《中國激光》期刊(第52卷,第3期)中發表了他們的研究成果。
據《南華早報》報道,科學家們在中國西北部的青海湖進行了測試,采用了一種基於合成孔徑激光雷達(SAL)的新係統。SAL是一種能夠構建二維或三維圖像的激光雷達技術。
SAL利用物體(如衛星)的運動,來提供比傳統波束掃描雷達成像係統更高分辨率的圖像。此前的合成孔徑雷達(SAR)係統依賴微波輻射,由於微波波長較長,成像分辨率較低。
這套新係統在光學波長範圍內工作。光學波長比微波波長短得多,因此可以生成更清晰的圖像(盡管微波由於波長較長,不易被散射或吸收,在穿透材料方麵表現更好)。
在測試過程中,研究人員將一組反射棱鏡陣列放置在101.8公裏外,激光雷達係統成功探測到了最小達1.7毫米的細節,並測量距離的精度達到了15.6毫米。這一成就遠超此前的技術水平。
例如,2011年,美國防務公司洛克希德·馬丁的測試在僅1.6公裏的距離上實現了0.79英寸(2厘米)的方位分辨率,而中國科學家在另一項測試中曾在6.9公裏的距離上達到當時的最佳分辨率5厘米。
為了取得這一突破,中國研究團隊采用了一種新的方法,將驅動激光雷達係統的激光束分成一個4×4的微透鏡陣列。這一策略使係統的光學孔徑從17.2毫米擴大至68.8毫米,從而突破了視場大小與光圈尺寸之間的傳統權衡限製。
光學孔徑的擴大意味著可以收集更多的光線,從而提升成像質量和分辨率。
需要注意的是,這次測試是在接近理想的天氣和大氣條件下進行的,包括穩定的風速和較少的雲層覆蓋。惡劣天氣或能見度下降可能會顯著影響係統的精度和可靠性。(livescience)