Задачи наблюдений
Наблюдение за небесными телами в околоземном пространстве решает две основные задачи:
- Космическое управление, т.е. отслеживание и мониторинг активных и неактивных спутников и космического мусора с целью обеспечения безопасности и возможности космических полетов.
- Разработка полностью научных представлений о движении тел в околоземном пространстве, то есть о характере сил, определяющих движение этих тел.
Накопление высококачественных наблюдений позволяет строить лучшие модели движения тел и анализировать природу движения тел и факторы, влияющие на это движение.
Для контроля перемещения тел в околоземном пространстве применяются различные методы их наблюдения.
Совместная обработка результатов этих наблюдений может позволить значительно улучшить результаты исследования этих объектов, несмотря на существенные различия в методах мониторинга одних и тех же космических объектов.
Однако для успешной интеграции различных наблюдений очень важно знать специфику и точность этих наблюдений. На околоземных орбитах находится значительное количество выведенных из строя спутников, которые не могут быть замечены с помощью лазерной дальности.
Кроме того, большинство космических объектов представляют собой различные фрагменты ранее запущенных искусственных тел, которые также не могут контролироваться с помощью лазерных средств дальности.
Поэтому их можно наблюдать с помощью активных радаров и пассивных оптических телескопов.
Преимуществами дорогостоящих радаров является массовый характер наблюдений, всепогодность, непрерывность и возможность измерения расстояния до объекта.
Преимуществами оптических средств являются меньшее энергопотребление и меньшая стоимость наблюдательного комплекса, лучшее угловое разрешение и пассивность (скрытность). Это позволяет быстро развернуть большое количество средств оптического наблюдения
Стратегии наблюдений
В случае оптических наблюдений космических объектов обычно используются две основные стратегии:
- Первая - это спутниковые наблюдения в короткие промежутки времени и, соответственно, короткая дуга (режим смотра).
- Вторая стратегия - непрерывное слежение за спутником по его видимому пути (режим слежения).
Первая стратегия обеспечивает значительную экономию времени наблюдения для объектов МЭО и ГЕО с низкой видимой скоростью при эквивалентном определении точности определения орбиты объекта.
Для низкоорбитальных объектов с высокой видимой скоростью движения первая стратегия не дает никаких существенных преимуществ.
Кроме того, вторая стратегия дает возможность получать длительные и непрерывные фотометрические наблюдения и получать непрерывные ряды точечных данных, которые, в свою очередь, предоставляют информацию о среднеквадратическом отклонении и локальных трендах систематических различий между моделью и движением спутника.
В этой статье рассматриваются наблюдения за космическими объектами, получаемыми в режиме слежения.
Телескоп КТ-50
Телескоп КТ-50 оснащен цифровыми датчиками угла на осях и GPS-приемником для измерения времени.
В основной фокус телескопа установлена ПЗС-камера Watec-902H2 Sup, работающая в телевизионном стандартном режиме 25 кадров/с чересстрочно (50 полей в секунду) для записи видеофайла со спутникового изображения.
Шкала кадра 768x576 равна примерно 1 угловой секунде на пиксель.
Фоновые звезды в кадре размыты при слежении за спутником. Поэтому накопление экспозиции не может быть использовано для получения изображений слабых звёзд выше уровня фона неба.
Для обнаружения слабых звёзд над уровнем шума используется низкочастотная фильтрация изображения.
Данный фильтр построен в результате свертывания двух фильтров: низкочастотного гауссового фильтра и фильтра в форме Π вдоль направления движения спутника (с длиной, равной предполагаемому сдвигу спутника при покадровом воздействии).
После фильтрации среднеквадратическое отклонение шума уменьшается в 2 раза, что позволяет идентифицировать дополнительные слабые звезды и смазывание изображения остается умеренным.
Предельная величина обнаруженных движущихся объектов равна 11 м в V-образном диапазоне (при средней угловой скорости движения телескопа).
Продолжение читайте в следующей статье