我们如何缩小望远镜:近距离观察蜘蛛
编者注:自从我们发表了这篇文章以来，SPIDER团队成功地从他们的原型生成了第一张图像。在一些新的专家的帮助下，他们正在研制一个更大的版本，它将包含更多的镜头，从而创造出我们的第一个完整的仪器。
自从伽利略(Galileo)开始在意大利的一座山上观测星星以来，对于能看到数十亿英里外太空的现代天文学家来说，望远镜的总体设计基本保持不变。
事实上，即使你只用眼睛里的感光细胞看星星，图像形成的过程也是一样的。这两种方法都是从物体上收集光线，然后将光线反射形成图像。就像天文台和科学教室使用望远镜向上观察一样，卫星也使用望远镜。这就是我们获取地图图像和天气预报的方式，你可能认识太空中最著名的眼睛，不可思议的哈勃太空望远镜。
从太空来看，为了获得更高分辨率的成像来分辨遥远的物体，需要越来越大的望远镜，以至于望远镜的尺寸、重量和功率完全可以支配一个系统。另外，把又大又重的物体送入太空也非常昂贵。
位于加州帕洛阿尔托的洛克希德马丁公司高级技术中心的高级研究科学家Danielle Wuchenich说:“我们只能将望远镜的尺寸和重量扩大到一定程度，否则就无法将它们发射到轨道或更远的地方。”“此外，我们眼睛的工作方式并不是处理周围世界图像的唯一方式。”
蜘蛛眼:数量的力量
为了减轻未来望远镜的重量，洛克希德·马丁公司的科学家们正在用一种叫做干涉计量术的技术来研究如何处理图像。干涉测量术是用一组细小的透镜阵列来代替传统望远镜中的大而笨重的镜子或透镜来接收你所看到的光子。大型干涉仪阵列，位于世界各地的天文台，用于收集大周期的数据，形成空间物体的超高分辨率图像。
SPIDER颠覆了这一概念，取而代之的是凝视从将人大小的望远镜和复杂的组合光学装置换成成百上千个微型透镜，这些透镜为硅芯片光子集成电路(PICs)提供能量，使光成对组合形成干涉条纹。
测量条纹的幅值和相位，并用于构造数字图像。这在保持薄磁盘的同时提供了更高的分辨率。这是一个革命性的概念，类似于用可以挂在客厅墙上的薄显示器取代笨重的旧电视机的想法。这也是洛克希德·马丁公司的成像技术，即用于光电侦察的分割平面成像探测器(或SPIDER)，可以将望远镜的尺寸、重量和功率需求降低10到100倍的原因。这一概念对商业卫星和政府卫星都将产生重大影响。
洛克希德·马丁公司的高级研究员艾伦·邓肯说:“新技术是能够制造出与数码相机具有相同通道数量的干涉仪阵列。”“他们可以拍一张快照，处理它，这就是你的图像。它基本上把干涉仪阵列当作傻瓜相机。”
SPIDER的光子集成电路不需要对大型透镜和反射镜进行复杂、精确的对准。这意味着在轨道上的风险更小。它的许多眼睛可以重新排列成不同的配置，这可以在它的宿主上提供灵活的位置选择。望远镜一直都是圆柱形的，但SPIDER可能开启一个不同薄圆盘形状凝视天空的新时代，从方形到六边形，甚至是保形概念。
邓肯的团队，包括乌钦奇在内，正在硅谷中心的先进技术中心开发这种能力。这里也是光学有效载荷卓越中心的所在地，该中心汇集了洛·马公司空间观测专业人员的集体专业知识。艾伦和其他科学家组成了该中心的研究基地，以便有一天，像SPIDER这样的开发技术可以成为生产航天器的选项。
未来是光明的(和光明的)
在美国国防高级研究计划局(DARPA)的资助下，SPIDER的设计目前仍处于早期阶段。它只使用了几个镜头和由洛·马公司在加州大学戴维斯分校的研究伙伴开发的相关pic。尽管技术进步了，邓肯预测，SPIDER的能力可能还需要5到10年才能完全成熟。万博manbetx官方app
然而，该团队设想，在未来，一架望远镜可以扩大规模，以类似于目前拍摄行星的望远镜的能力，而成本是目前的一小部分。事实上，SPIDER甚至可以作为承载载荷在航天器上运行，它可以简单地安装在航天器的一侧，以最小的尺寸、重量和功率影响。
邓肯说:“通过在土星和木星等外行星系统轨道上放置高分辨率成像系统，SPIDER有可能实现令人兴奋的发现。”“减小尺寸、重量和功率的能力可能会显著改变游戏规则。它的分辨率是同等重量的传统望远镜的10到100倍，想象一下你会发现什么。”