美國研究人員探索高速碰撞影響閃光以增強導彈防禦能力

美國的研究人員正在研究由高速碰撞產生的衝擊閃光。據稱,在光學衝擊閃光方面的進展將對導彈防禦產生極大益處,這使得可以確定攔截導彈及其載荷的成分。這項研究由西南研究院(Southwest Research Institute, SwRI)進行,還可能幫助科學家根據其成分識別撞擊地表的隕石或小行星的來源。

根據 SwRI 機械工程部的首席工程師巴勃羅·布恩(Dr. Pablo Bueno)所述,當隕石撞擊月球或行星的表面時,衝擊的能量會產生閃光,這閃光釋放出如此多的能量,以至於其組成材料的化學特徵在不同波長下可見。研究人員透露,衝擊閃光是一種由傳統及超高速衝擊引起的物理現象。根據該項目,閃光的釋放與目標的成分有關,因此光譜測量提供的光譜數據可用於識別碰撞中涉及的材料。

研究顯示衝擊閃光可用於識別材料成分

布恩與 SwRI 資深研究工程師羅伯託·恩裏克斯-巴爾加斯(Roberto Enriquez-Vargas)最近完成了一個內部資助的 SwRI 項目,該項目開發和完善了使用高速光譜學來分析在超高速衝擊中釋放的光的技術,這類衝擊的閃光通常只持續幾微秒。根據新聞稿,短暫的時間窗口要求快速而精確地捕捉光譜數據。

布恩與恩裏克斯-巴爾加斯利用 SwRI 的雙級輕氣槍創造超高速衝擊,這些衝擊可代表導彈打擊或小行星撞擊。該大型槍械繫統能產生高達每秒 7 公里(15,660 英里)的速度。根據新聞稿,該系統長 22 米(72 英尺),傳統上用於研究彈道學。由於衝擊發生得如此迅速,且閃光迅速衰減,布恩與恩裏克斯-巴爾加斯開發了一種基於激光的觸發系統,以精確檢測衝擊發生的瞬間,準確測量衝擊時間在 100 納秒內,即十萬分之一秒。

布恩解釋道:「較厚的目標產生了更明亮、更持久的閃光。較高的氣壓會在光譜中產生更寬、更厚的發射線,且在許多情況下,高温下的材料行為與室温下的行為不同。」該團隊開發並測試了基於激光的觸發方案,準確的衝擊時間在 100 納秒內得到了證明。該團隊還揭示了鋁和銅的發射光譜的強線已在其公佈值的 ±2 納米範圍內進行了測量和特徵化。鋁在約 396 納米附近的雙峯和銅在約 515 納米附近的三峯被選為繼續實驗測試矩陣的最佳線。

該團隊已記錄彈丸飛行速度、氣壓和大氣成分的影響。根據該項目,這些結果顯示這些參數影響發射線的振幅和寬度。

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Henderson 是 TechRitual Hong Kong 科技編輯,專注報導智能手機、消費電子產品、SIM 卡及流動通訊市場。自加入 TechRitual 以來,累計撰寫數千篇科技報導及產品評測,內容同步發佈至 SINA 及 Yahoo Tech 等主要平台。