摘要。微机电系统 (MEMS) 可变形镜 (DM) 可通过小型、低功耗设备提供高精度波前控制。这使得它们成为未来太空望远镜的关键技术选择,这些望远镜需要自适应光学系统,以便使用日冕仪对系外行星进行高对比度成像。可变形镜演示任务 (DeMi) CubeSat 有效载荷是一种微型太空望远镜,旨在首次在太空中展示 MEMS DM 技术。DeMi 有效载荷包含一个 50 毫米主镜、一个内部校准激光源、一个来自波士顿微机械公司的 140 个执行器 MEMS DM、一个图像平面波前传感器和一个 Shack - Hartmann 波前传感器 (SHWFS)。DeMi 有效载荷的关键要求是测量单个执行器波前位移贡献,精度为 12 nm,并将空间中的静态和动态波前误差校正到小于 100 nm RMS 误差。 DeMi 任务将把 MEMS DM 技术的技术就绪水平从五级提升到至少七级,以适应未来的太空望远镜应用。我们总结了 DeMi 光学有效载荷的设计、校准、光学衍射模型、对准、集成、环境测试和来自空间操作的初步数据。地面测试数据表明,DeMi SHWFS 可以测量 MEMS DM 上的各个执行器偏转,误差在干涉校准测量值的 10 nm 以内,并且可以满足 0 到 120 V 之间执行器偏转电压 12 nm 精度任务要求。整个环境测试中的有效载荷数据表明,MEMS DM 和 DeMi 有效载荷经受住了环境测试,并为与空间数据进行比较提供了宝贵的基线。来自空间操作的初始数据显示,MEMS DM 在空间中驱动,来自空间的各个执行器测量值与等效地面测试数据之间的平均一致性为 12 nm。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 4.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要注明原始出版物的归属,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.JATIS.7.2.024002]
上下文。宇宙射线(CR)通量以及进入系外星的大气的氢通量可以改变所述大气的组成。在这里,我们在大气上方呈现CR和氢通量。为此,我们研究了3D多流体洋化型 - drodynalnic(MHD)的天文合间结构。目标。我们旨在使用四种不同的模型:流体动力(HD)和理想的MHD单流体模型以及两种情况下的多流体模型,包括来自室内介质的中性氢气流(ISM),包括流体动力(HD)和理想的MHD单流体模型以及多流体模型(ISM)。在多流体模型中的Cr通量和系外环境中的电离速率也显示出来。方法。使用3D Cronos代码对天然圈进行建模,而LHS 1140B处的CR通量是使用1D和3D随机银河CR(GCR)调制代码计算的。最后,使用ATRIS代码估算大气电离和辐射剂量。结果。表明,终止(TS)的3D多流体位置与3D理想单点流体HD病例中的3D多流体位置明显不同。cr通量与使用3D调制代码计算的方法完全不同,并在所讨论的系外行星上显示了本质上未调制的频谱。利用这些光谱,得出了LHS 1140 B大气中的电离速率和辐射暴露。结论。表明,多流体MHD TS距离与其他模型的距离明显不同,尤其是基于理想的单流体HD的分析方法。必须从3D多流体MHD模型中取出TS,Astropause和Bow震动距离,以正确确定CR通量。此外,由于天体微小,外部球星被淹没在ISM的中性氢气中,这将影响超球星的气氛。对于避免对GCR强度的不切实际估计,也必须使用3D进行GCR调制的3D方法。由于大气化学过程,因此,传播光谱特征和生物签名信息的推导很大程度上取决于大气电离,我们的结果强调,可靠的GCR诱导的背景辐射信息是强制性的,尤其是对于LHS 1140.
在天文学/天体物理学中,研究可能在只有少数人的小组内进行,也可能在涉及一千多人的大型联盟内进行,或者介于两者之间。大型联盟通常以特定的观测设施为中心。 大型联盟处理的整体研究主题通常很广泛,可能包括在较小的子单位(科学工作组)内进行的多个特定研究课题。这仍然可以为个别科学家定义自己独特的项目留下充足的空间。 研究问题大多是基础/好奇心驱动的,但处理大型数据集、空间技术、光学/探测器开发和信号处理都有增值渠道。天文学/天体物理学在公众和儿童中非常受欢迎,因此社会影响通常被视为我们的其他增值形式之一。 数据档案的开发对许多项目起着越来越重要的作用。一些设施完全用于公共调查,其数据可供社区免费访问,而其他设施则在专有期(通常为 6-12 个月)后发布其数据。天文台/设施通常会公开征集(每年一到两次)新的观测,各个研究小组/团队提交提案,通过同行评审进行评判和分配。这些设施的认购量通常超额几倍甚至十倍,因此竞争非常激烈。建造仪器的财团也常常通过保证时间的观测获得部分补偿。因此,在很大程度上,数据是我们领域的一种货币形式。 研究项目的时间表差别很大。在某些情况下,可以相对较快地完成(例如基于公共数据、档案研究),而对于在专有期结束时发布的观测项目,时间会稍长一些,对于最大和最复杂的项目(例如涉及新设施或新方法),可能需要几年甚至几十年的时间。 由于天文设施价格昂贵(数百万至数十亿欧元),许多设施都是国际性的,因此我们的领域实际上没有边界。 建造和运营大型国际设施的时间通常比拨款周期长得多(几十年)。寻找确保长期稳定地资助此类项目的方法,是本领域面临的一大挑战,特别是因为资助机构往往区分基础设施建设、运营成本和科学开发。 现代天体物理学中研究的大多数过程都是高度复杂和非线性的,因此建模越来越依赖于半解析和数值方法。大型 HPC 设施的使用越来越多,这是我们领域的一个转变,使我们更接近信息学、物理学和理论分子化学等领域的努力。 我们的领域有许多跨学科联系:除了 HPC 和信息学之外,物理学和数学中也有常见例子(例如,通过荷兰天体粒子物理委员会 CAN 的广义相对论/黑洞/引力波和天体粒子物理等主题),以及化学、生物学和地球科学(例如,行星科学,通过荷兰天体化学网络、DAN 和行星和系外行星计划、PEPSCi 等计划)。
关于南昆士兰大学 (UniSQ) UniSQ 旨在通过相关的劳动力教育培训和职业道路指导,促进昆士兰量子和先进技术产业发展和技术初创企业,这是与该州其他大学协调的“昆士兰团队”方法的一部分。 研究能力 UniSQ 在农业和环境、卫生、太空和国防以及区域发展方面的优势为量子和先进技术领域的博士研究项目提供了多种机会,这些机会与昆士兰其他大学的研究项目相得益彰,而且作为一所区域性大学,它完全可以为昆士兰区域带来利益。 我还注意到,我们提议的指导团队中纳入了四名 UniSQ 女性研究人员,以帮助促进女性和非二元性别者的博士研究。 申请 UniSQ 奖学金的理由 UniSQ 请求支持本文件后面几页详述的博士项目,以展示一种战略方法,并有证据表明多种研究方向受益于支持。我们的请求与以下所述的项目目标一致:• 通过在多个研究领域拥有四位不同的女性研究人员、纳入两所地区大学校园并专注于女性或非二元性别者的博士研究,我们“促进并加强学生对量子和先进技术的参与,特别是那些认定为女性、非二元性别者、土著和托雷斯海峡岛民后裔或来自地区的学生”。我们的女性员工主管包括:Lei Chen 博士,博士后研究员,热电材料、声子和中子散射专家,与 UniSQ 未来材料中心的 Min Hong 副教授一起工作;Carole Haeusler 博士,最近获得的 ARC 科学教育资助的首席研究员;Louise Puslednik 博士,她与 Carole Haeusler 博士一起,最近成功竞标了新的澳大利亚量子增长中心的 1800 万美元;以及 UniSQ 博士毕业生、前牛津大学博士后、现任天体物理中心 STEMM 女性博士后研究员 Belinda Nicholson 博士,也是 UniSQ 团队中即将开始开展一项新的 iLAuNCH 资助的 600 万美元以上的行业合作项目的成员之一,该项目旨在将天文科学和技术转化为用于遥感和太空天文学应用的新型空间相机技术。 • 此次申请中提出的导师名单包括多位 UniSQ 研究人员,他们的研究记录证明了他们的高水平成功和与“将新一代博士生培养成能够成为这一新兴学科先驱的优秀量子研究人员”的目标的相关性。除了我们的女性研究人员之外,我们还注意到包括年轻和即将到来的研究人员 - Toan Dinh 副教授(和他的团队),Min Hong 副教授(及其同事)、新任量子研究员 Robert Sang 教授(前格里菲斯大学教授,现任 UniSQ 数学、物理和计算机学院院长)。我们还与 Analog Quantum Circuits(Tom Stace 教授和 Arkady Fedorov 副教授)建立了新的行业合作关系。值得注意的是,Duncan Wright 副教授(其技术能力使 Mt Kent 天文台成为澳大利亚领先的系外行星勘测工作,目前领导 UniSQ 的太空相机项目)和 UniSQ 研究基础设施院长 Brad Carter 教授也加入了其中。• 拟议的监督团队及其当前的实验室设施和研究成果(尤其是 Toan Dinh、Min Hong、Duncan Wright 和现在的 Robert Sang)