О возможности диагностики состояния атмосферы с помощью многолучевого интерферометра

Abstract

Влияние атмосферы на результаты астрономических наблюдений с поверхности Земли существенно снижает разрешение получаемых изображений. Многие методы борьбы с ним требуют информации об атмосферных искажениях. Получение такой информации на практике производится с помощью специальных датчиков волнового фронта, работающих по опорной звезде, естественной или лазерной. Однако имеется способ получать информацию о фазовых искажениях в атмосфере непосредственно в процессе наблюдения произвольного объекта многолучевым интерферометром. Усредненные по субапертурам фазы являются побочным продуктом построения изображения таким инструментом. С помощью интерполяции по ним можно восстановить распределение фазовых искажений по апертуре. Показано, что точность реконструкции является приемлемой, когда атмосферные неоднородности больше расстояния между субапертурами. Приведены зависимости точности реконструкции от характерного размера неоднородностей и среднеквадратичного отклонения фазовых искажений. Результаты исследований могут оказаться полезными как при исследовании атмосферы, так и в борьбе с ее влиянием, например при проведении адаптивной коррекции первого порядка.

Вплив атмосфери на результати астрономічних спостережень з поверхні Землі суттєво знижує розрізнення отриманих зображень. Багато методів боротьби з ним потребують інформації про атмосферні спотворення. Отримання такої інформації на практиці виконується за допомогою спеціальних датчиків хвильового фронту, що працюють по опорній зірці, природній чи лазерній. Однак існує спосіб отримувати інформацію про фазові спотворення в атмосфері безносередньо під час спостереження довільного об’єкта багатопроменевим інтерферометром. Усереднені за субапертурами фази є побічним продуктом побудови зображення таким інструментом. За допомогою інтерполяції по них можливо відновити розподіл фазових спотворень за апертурою. Показано, що точність реконструкції є задовільною, коли атмосферні неоднорідності більші за відстань між субапертурами. Наведено залежності точності реконструкції від характерного розміру неоднорідностей та середньоквадратичного відхилення фазових спотворень. Результати досліджень можуть бути корисними як при дослідженнях атмосфери, так і в боротьбі з її впливом, наприклад при проведенні адаптивної корекції першого порядку.

The influence of the atmosphere on the results of astronomical observations from the Earth’s surface dramatically decreases the resolution of obtained images. Many methods of fight against it require the information on atmospheric distortions. Obtaining of such information in practical case is usually carried out by using special wave-front detectors that operate on the basis of the natural or laser reference star. But there is the method that allows obtaining information on phase distortions in the atmosphere directly during the process of the observation of any object with the multibeam interferometer. Averaged over subapertures phases are the side result of image forming with such instrument. By their interpolation the phase distortions distribution over the aperture may be recovered. It was shown that the reconstruction accuracy is acceptable while atmospheric inhomogeneities exceed the distance between subapertures. The dependences of reconstruction accuracy on peculiar inhomogeneities size and mean square deviation of phase distortions are presented. The research results may be useful for atmospheric researches, as well as for fight against its influence, for example, first order adaptive correction.