■陸基激光系統(tǒng)的藝術(shù)想象圖（來(lái)源：ESO/L. Calada）

近日據(jù)媒體報(bào)道，澳大利亞國(guó)立大學(xué)（ANU）研究人員正努力拓寬激光技術(shù)在天文空間領(lǐng)域的應(yīng)用。該研究顯示，激光技術(shù)不但可以優(yōu)化地面望遠(yuǎn)鏡影像（自適應(yīng)光學(xué)），還有助于緩解日益嚴(yán)重的太空碎片問(wèn)題。

特制的激光設(shè)備可以用光子給廢棄的衛(wèi)星碎片一個(gè)輕微的“推力”，所提供的能量剛好足夠改變其軌道，以防止可能發(fā)生的碰撞。

激光技術(shù)的應(yīng)用在天文學(xué)中有著悠久的歷史。類似哈勃這樣的空間望遠(yuǎn)鏡之所以能夠捕捉到清晰、壯觀的圖像，是因?yàn)橄鄬?duì)于地面望遠(yuǎn)鏡，它們避免了大氣擾動(dòng) （導(dǎo)致恒星在夜空中“閃爍”的效應(yīng)）。但是空間望遠(yuǎn)鏡囿于火箭運(yùn)載器限制，鏡面大小有限。地面上的天文臺(tái)憑借其更大的口徑和自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，因而擁有更強(qiáng)大的觀測(cè)能力。

■Celine D’orgeville在斯特朗洛山天文臺(tái)使用配備自適應(yīng)光學(xué)跟蹤系統(tǒng)的天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)（來(lái)源：澳大利亞國(guó)立大學(xué)）

正如澳大利亞國(guó)立大學(xué)教授Celine D’orgeville解釋的那樣：如果沒(méi)有自適應(yīng)光學(xué)，地面上觀測(cè)到的太空天體像一團(tuán)模糊的光。這是由于地球的大氣層扭曲了從天體射來(lái)的光線。但有了自適應(yīng)光學(xué)，這些天體變得更容易被觀測(cè)，其圖像也更加清晰。從本質(zhì)上講，自適應(yīng)光學(xué)能夠校正大氣層造成的失真，確保強(qiáng)大的地面望遠(yuǎn)鏡能夠捕捉到清晰的、令人贊嘆的圖像。

自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的工作原理是通過(guò)向天空發(fā)射強(qiáng)大的激光，以激發(fā)太空邊緣鈉層中的粒子（鈉層系由隕石燃燒產(chǎn)生）。從望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)視角，被激發(fā)的鈉原子如同一顆明亮的人造恒星，明亮到其射回的光線足以用來(lái)測(cè)量大氣層扭曲光線的程度。

通過(guò)這些信息，地面望遠(yuǎn)鏡鏡面便可以進(jìn)行相應(yīng)的輕微調(diào)整，從而抵消大氣層對(duì)光畸變的影響。為了契合千變?nèi)f化的大氣條件，該矯正過(guò)程每秒進(jìn)行數(shù)千次。

■使用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)觀測(cè)獵戶座大星云（來(lái)源：ESO）

這項(xiàng)技術(shù)非常適合被用來(lái)觀測(cè)在天空中緩慢移動(dòng)的遙遠(yuǎn)恒星與星系，但澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員并不滿足于此。他們對(duì)自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)不斷改進(jìn)，使其能夠跟蹤在近地軌道快速移動(dòng)的衛(wèi)星和太空碎片。

當(dāng)一塊太空垃圾將要與近地軌道的其他物體（如太空垃圾、人造衛(wèi)星、空間站等）相碰撞（這種情況發(fā)生的頻率遠(yuǎn)比我們想象的要高），那么自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的跟蹤激光可以引導(dǎo)二次紅外激光“擊中”目標(biāo)，進(jìn)而將太空垃圾推離原有軌道，避免慘案的發(fā)生。在全球各地廣泛地布置類似激光系統(tǒng)，將大大降低太空垃圾與其他物體的碰撞幾率。

■地球軌道上運(yùn)行的物體約95%為太空垃圾（衛(wèi)星碎片）（來(lái)源：NASA）

然而在政治上，該技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)遇到很多阻力！盡管在太空垃圾的問(wèn)題上進(jìn)行全球合作能夠帶來(lái)明顯的成效，但誤用變軌激光器很可能會(huì)造成外交難題。因此，在完善技術(shù)的同時(shí)，國(guó)家之間亦需在技術(shù)管制與國(guó)際空間法方面做出突破，以達(dá)成新的國(guó)際共識(shí)。幸運(yùn)的話，澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究可能成為這一領(lǐng)域國(guó)際合作新規(guī)則的催化劑。

澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究在通信領(lǐng)域也有價(jià)值。其研究項(xiàng)目的一個(gè)商業(yè)合作伙伴，光電系統(tǒng)（EOS），希望利用該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)衛(wèi)星和地面之間的激光通信?？偟膩?lái)說(shuō)，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)正在把激光變成太空探索中最有用的工具之一。