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Óptica para satélites tem peso reduzido em 100 vezes


Esta pequena lente de 5 gramas permitirá que nanossatélites fotografem a superfície da Terra com alta resolução.[Imagem: Universidade de Samara]

Lente de difração

Esta pequena lente, pesando apenas 5 gramas, permite obter imagens de alta resolução que hoje exigem que os satélites levem ao espaço um conjunto de 12 ou mais lentes, pesando pelo menos 500 gramas, com uma distância focal de 30 centímetros.

Todo esse aparato poderá ser agora substituído por esta única lente de difração harmônica de 256 camadas, que trabalha em conjunto com um programa de computador para eliminar as distorções da imagem, um processo que hoje exige as várias lentes usadas.

A lente de difração harmônica é fabricada aplicando uma substância fotossensível - conhecida como resiste - sobre a superfície de um vidro de sílica, formando uma camada de 7 micrômetros - para comparação, um fio de cabelo humano tem tipicamente entre 40 e 90 micrômetros. A seguir, um feixe de laser desenha o relevo de 256 níveis no resiste.

O programa faz a correção de cor da imagem e elimina o desfoque cromático usando algoritmos de inteligência artificial chamados redes neurais convolucionais. Cada imagem é reconstruída em cerca de 1 segundo.

Telescópios para nanossatélites e VANTs

Esta nova óptica permitirá que as câmeras e telescópios usados pelos satélites de observação da Terra sejam usados por nanossatélites, ou cubesats, balões e VANTs (veículos aéreos não tripulados).

"Cinco anos atrás, obter uma imagem colorida de alta resolução usando uma lente de difração parecia um objetivo distante. No entanto, os resultados dos nossos estudos mostraram o quanto é promissor o uso da óptica de difração de luz," disse Artem Nikonorov, da Universidade de Samara, na Rússia.

Usando apenas este protótipo de primeira geração, a equipe de Nikonorov já projetou um sistema capaz de fornecer uma resolução de 18 metros para levantamentos da superfície da Terra a partir de um nanossatélite - os sistemas ópticos disponíveis no mercado fornecem uma resolução de 40 metros.

Bibliografia:

Toward Ultralightweight Remote Sensing With Harmonic Lenses and Convolutional Neural Networks
Artem V. Nikonorov, Maksim V. Petrov, Sergei A. Bibikov
IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing
Vol.: PP, Issue: 99 Pages: 1-11
DOI: 10.1109/JSTARS.2018.2856538

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

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