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우주 이미징: 고해상도의 우주

센서, 적외선 및 카메라의 발전은 우주 이미지를 더욱 정확하고 상세하게 만들어 우주에 대한 중요한 정보를 제공합니다.

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퀀텀런 예측
2022 년 11 월 9 일

인사이트 요약

우주 및 위성 영상은 지구를 둘러싸고 있는 신비한 우주의 스냅샷을 제공합니다. 과학자들이 수세기에 걸쳐 지구가 어떻게 변화했는지를 볼 수 있도록 돕는 것 외에도 우주 이미징은 우주 공간에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 이 기술의 다른 잠재적인 응용 분야로는 차세대 X선 센서와 향상된 디지털 트윈이 있습니다.

공간 이미징 컨텍스트

우주 이미징은 1940년대 천문학자들이 지구 대기권 밖에 망원경을 두고 주변 우주를 관찰할 생각을 했을 때 처음으로 구상되었습니다. 1990년이 되어서야 유명한 허블 망원경이 발사되었습니다. 포착된 망원경의 랜드마크 중 하나는 1995년 허블 딥 필드(Hubble Deep Field)로, 그 은은한 하늘에 포함된 수백 개의 은하와 별을 드러내는 먼 공간 패치에 초점을 맞췄습니다.

그 이후로 과학자들은 13.4억년에 이르는 우주의 진화를 엿볼 수 있는 정보를 수집해 왔습니다. 그러나 허블의 오래된 기술은 수년에 걸쳐 방해가 되었습니다. 미국 항공우주국(NASA)은 이제 이 모델을 보다 강력한 모델로 교체해야 할 때라는 것을 알고 있었습니다.

우주 탐사가 계속 발전하고 국가 및 상업 자금 지원 임무가 모두 증가함에 따라 우주 이미징은 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 2021년 2022월 나사는 허블의 후계자인 JWST(James Webb Space Telescope)를 발사했습니다. 망원경은 아폴로 임무의 성공을 책임지는 기관 관리자의 이름을 따서 명명되었습니다. James Webb 우주 망원경은 최첨단 센서가 장착된 적외선 망원경으로 이전에 알려지지 않은 우주 영역의 신호를 캡처합니다. XNUMX년 XNUMX월, JWST는 인류가 본 우주 중 가장 먼 지점을 보여주는 첫 번째 이미지를 공유했습니다. 그 이후로 NASA는 독거미와 용골 성운을 포함한 망원경의 멋진 사진을 지속적으로 게시했습니다.

파괴적 영향

제임스 웹 우주 망원경은 센서 기술의 발전으로 가능해졌습니다. 망원경은 광학 망원경 요소, 통합 과학 교육 모듈, 우주선 요소라는 세 가지 주요 구성 요소를 사용합니다. 광학 망원경 요소에는 수집된 빛의 양을 최대화하는 접이식 육각 거울이 포함되어 있어 망원경의 감도와 결과가 향상됩니다. 과학자들은 망원경의 거대한 구조를 우주 수송 시스템에 맞추는 문제를 해결하기 위해 접이식 거울을 개발했습니다.

한편, 통합 과학 기기 모듈은 근적외선 카메라, 분광기 등 여러 가지 필수 장치로 구성됩니다. 이 장비는 은하계와 항성계를 포함하여 우주에 있는 먼 물체로부터 신호를 수신하고 해석하도록 설계되었습니다. 마지막으로 JWST가 우주 공간의 가혹한 조건에서 작동할 수 있도록 NASA 엔지니어는 차광 시스템과 전력 저장, 통신, 데이터 처리 및 추진과 같은 추가 지원 기능으로 구성된 우주선 요소를 설계했습니다.

우주 이미징은 태양계와 존재할 수 있는 기타 잠재적으로 거주 가능한 행성을 이해하는 데 유용할 뿐만 아니라 연구자들은 의학에서도 이미징 기술을 사용할 수 있습니다. 이미지 센서 제조업체 Caeleste는 유럽 우주국(ESA)의 우주 솔루션 및 비즈니스 애플리케이션과 협력하여 우주 임무용 이미지 센서를 개발했습니다. Caeleste는 공간 이미징 기술을 이전하여 치과 이미징(컴퓨터 단층 촬영)을 위한 3D 재구성을 생성할 수 있는 차세대 X선 센서를 만들 수 있습니다.

이 회사는 장파장 적외선 영상을 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)로 전환하여 기계가 뇌파에 직접 연결할 수 있도록 하는 작업을 진행하고 있습니다. 2022년부터 BCI는 장애인이나 신경 질환이 있는 사람이 장치와 통신할 수 있도록 연구됩니다.

공간 이미징의 의미

우주 이미징의 발전에 대한 광범위한 의미는 다음과 같습니다.

우주 관광을 위한 이미지를 캡처하기 위해 정교한 카메라가 장착된 더 많은 상업용 위성이 발사되고 있습니다. 그러나 일부 국가에서는 이러한 향상된 위성이 첩보 활동에 사용될 수 있다는 우려를 표명할 수 있습니다.
방사선과, 조직병리학, 피부과를 포함한 의료 영상 센터에 우주 영상 기술을 이전하는 스타트업이 늘어나고 있습니다.
보다 정확한 우주 연구를 위해 태양계와 태양의 디지털 트윈을 만드는 데 활용되는 상세한 우주 이미지.
지구에 대한 기후 변화의 영향, 특히 심한 폭풍과 가뭄의 발달을 모니터링하는 데 사용되는 우주 영상 기술.
상호 연결된 센서 및 카메라, 자동화 기능 및 더 견고한 재료를 포함하여 JWST의 향후 버전에서 지속적으로 개선됩니다.
더욱 정확한 농업 계획을 가능하게 하는 향상된 공간 이미징으로 작물 수확량과 식량 안보가 향상됩니다.
표적 비상 대응 전략의 개발을 촉진하고 재난 관리 효율성을 향상시키는 우주 이미징 발전.
보다 정확한 일기 예보에 기여하는 향상된 공간 이미징으로 인해 자연 재해에 대한 대비가 향상되고 영향이 줄어듭니다.