Лазерная система стабилизации изображений у телескопов или Создание искусственных опорных «звезд»

Идущие от космических источников лучи света, проходя сквозь неоднородную атмосферу Земли, испытывают сильные искажения. Например, волновой фронт света, приходящего от далекой звезды (которую можно считать бесконечно удаленной точкой), на внешней границе атмосферы имеет идеально плоскую форму. Но пройдя сквозь турбулентную воздушную оболочку атмосферы Земли и достигнув ее поверхности, плоский волновой фронт теряет свою форму и становится похож на волнующуюся морскую поверхность. Это приводит к тому, что изображение звезды превращается из «точки» в непрерывно дрожащую и бурлящую кляксу. При наблюдении невооруженным глазом мы воспринимаем это как быстрое мигание и дрожание звезд. При наблюдении в телескоп вместо «точечной» звезды мы видим дрожащее и переливающееся пятно; изображения близких друг к другу звезд сливаются и становятся неразличимы по отдельности; протяженные объекты -- Луна и Солнце, планеты, туманности и галактики -- теряют резкость, у них пропадают мелкие детали.

Для решения этой проблемы и исключения влияния атмосферы Земли на конечное изображение используется, так называемый, методов адаптивной оптики. Применение которого в наземных телескопах позволяет существенно повысить качество изображения астрономических объектов путем измерения и компенсации оптических искажений атмосферы. Суть этого метода сводится к тому, что, определив турбулентность атмосферы, можно, используя специальную оптику и механику, компенсировать искажения, вносимые турбулентностью, и сделать изображения четким. Для этого, в сторону наблюдения направляется мощный луч лазера. Излучение лазера рассеивается в верхних слоях атмосферы, создавая видимый с поверхности земли или, как его еще называют, опорный, источник света -- искусственную "звезду". Свет от этого источника, прошедший на обратном пути к земле через слои атмосферы, содержит информацию об оптических искажениях, имеющих место в данный момент времени. Измеренные таким образом атмосферные искажения компенсируются специальным корректором, в качестве которого, часто используют, деформируемое зеркало.