我們開發地球遙測的關鍵科學酬載-高光譜儀HyperSCAN (Hyper Spectral Camera ANalyzer),相關的規格如下:體積20×20×10 cm3、重量小於3kg,適用的波段為可見光部分,透過模組化的設計,未來可將波段應用於紅外線波段。我們目前開發第一代的高光譜儀,採用1/1.8 inch 影像感測器(CCD),為太空驗證的影像感測器,用於太空環境的測試。目前驗證的可見光波段為500到700 nm,波長的解析度約為5 nm。未來我們將採用1 inch的CMOS感測器,可見光的波長範圍將擴展到450-880 nm。目前的高光譜儀為未來6U立方衛星的工程體,因此將體積縮小為202010 cm3且重量小於3kg,因此符合於放置於未來6U立方衛星的限制。 為了提伸高光譜儀將來可能的應用問題,我們在設計時主要考量三個方面: (1) 高光通量:我們採用的凹面光柵,其直徑達到70mm以及焦長為140 mm,光圈指數(F-number) 達到2,因此前置鏡頭可以採用大光圈以及提高入光量並且增加訊噪比。(2)模組化的設計:提供我們快速開發複雜的光學系統以及進行組裝以及校正方便,我們可以整合低價位的商用光學元件,進行系統驗證以及太空環境驗證,將為未來可能的機會,使用太空規格的光學元件取代並整合。(3) 體積縮小以及輕量化:光學系統主要包含下面四個元件:前置鏡頭、狹縫、凹面光柵以及影像感測器,加上額外的反射鏡用來縮減光路。在不影響機構的支撐強度下,我們特別加強在機構上重量的減重。(4) 低價的光學元件的替代品有助於將來太空環境的破壞性測試。 為增加未來實驗室的研究水準以及研發能量,我們開發一套高光通量光譜儀成像模組(HyperSCAN),提伸太空光學實驗室的基本的光學測試能力,例如波長校正以及各波長響應度的校正。另外在資料分析上,我們也發展RGB的成像演算法,利用最小平方差去模擬高光譜儀的資料,高光譜資料的縮減以及高光譜資料的分類等。最後,未來希望利用機載以及火箭或是國內外小型衛星的載具,實踐地球遙測高光譜儀的關鍵技術。 |