RU2517800C1 - Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end - Google Patents
Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517800C1 RU2517800C1 RU2012154348/28A RU2012154348A RU2517800C1 RU 2517800 C1 RU2517800 C1 RU 2517800C1 RU 2012154348/28 A RU2012154348/28 A RU 2012154348/28A RU 2012154348 A RU2012154348 A RU 2012154348A RU 2517800 C1 RU2517800 C1 RU 2517800C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacecraft
- celestial
- celestial sphere
- scanning
- sphere
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к космической технике.The present invention relates to space technology.
Целью изобретения является обнаружение и наблюдение небесных объектов, а также повышение оперативности обнаружения опасных небесных тел (астероидов и комет) размером 100 м и более, в том числе наблюдаемых впервые, определение степени их опасности для Земли и выдача предупреждения о предстоящих времени и месте их столкновения с Землей за такое время, которое является достаточным для предотвращения столкновения и/или принятия мер по уменьшению наносимого ущерба.The aim of the invention is the detection and observation of celestial objects, as well as increasing the efficiency of detection of dangerous celestial bodies (asteroids and comets) of 100 m or more in size, including those observed for the first time, determining the degree of their danger to the Earth and issuing a warning about upcoming time and place of their collision with the Earth for such a time that is sufficient to prevent a collision and / or take measures to reduce damage.
Изобретение включает способ обзора небесной сферы для обнаружения небесных объектов с блеском до 25 звездной величины и космическую систему из одного или нескольких космических аппаратов (КА) на околоземных орбитах, способных осуществлять предлагаемый способ обзора небесной сферы и наблюдать указанные небесные объекты.The invention includes a method for viewing the celestial sphere for detecting celestial objects with a brightness of up to 25 magnitude and a space system of one or more spacecraft (SC) in near-earth orbits capable of implementing the proposed method for viewing the celestial sphere and observe these celestial objects.
Известны космические аппараты, проводящие наблюдения небесных объектов (звезд, планет, комет и астероидов), которые можно рассматривать как аналоги настоящего изобретения.Known spacecraft that conduct observations of celestial objects (stars, planets, comets and asteroids), which can be considered as analogues of the present invention.
Уже более 20 лет ведет наблюдение с низкой круговой орбиты космический телескоп имени Хаббла [1]. Этот телескоп обнаружил большое число астероидов и наблюдал падение на Юпитер в 1994 году кометы Шумейкера-Леви.For more than 20 years, the Hubble Space Telescope has been observing from a low circular orbit [1]. This telescope detected a large number of asteroids and observed the comet Shoemaker-Levy on Jupiter in 1994.
В 2003 году выведен на гелиоцентрическую орбиту космический телескоп имени Спитцера [2], предназначенный для астрофизических наблюдений. Главное зеркало телескопа имеет размер 0,85 м. В состав телескопа входят три канала, работающих в разных участка ИК-диапазона. Этот космический аппарат движется по земной орбите на расстоянии около 0,01 астрономической единицы позади Земли. Спитцер не предназначен для наблюдения астероидов, но они заметны на снимках, сделанных одновременно в различных участках спектра.In 2003, the Spitzer space telescope [2], designed for astrophysical observations, was launched into the heliocentric orbit. The main mirror of the telescope has a size of 0.85 m. The telescope includes three channels operating in different parts of the infrared range. This spacecraft moves in Earth orbit at a distance of about 0.01 astronomical units behind the Earth. Spitzer is not designed to observe asteroids, but they are noticeable in images taken simultaneously in different parts of the spectrum.
С 1997 г. ведет наблюдения космическая обсерватория SOHO [3], а с 2009 года - широкоугольный инфракрасный исследователь WISE [4], запущенный на полярную орбиту. 17 февраля 2011 года спутник WISE переведен в спящий режим.Since 1997, the SOHO space observatory has been conducting observations [3], and since 2009, the WISE wide-angle infrared explorer [4], launched into polar orbit. On February 17, 2011, the WISE satellite was put into sleep mode.
Существует также ряд других зарубежных космических телескопов, способных наблюдать астероиды. Кроме того, разработан ряд проектов (например, Gaia [5], NEOSSat [6], Asteroid Finder [7]), предназначенных в том числе для наблюдения астероидов с околоземных круговых орбит. Космический аппарат NEO Survey [8], предназначаемый для этих же целей, будет выведен на венерианскую орбиту или в точки Лагранжа L1 или L2.There are also a number of other foreign space telescopes capable of observing asteroids. In addition, a number of projects have been developed (for example, Gaia [5], NEOSSat [6], Asteroid Finder [7]), which are intended, among other things, for observing asteroids from near-Earth circular orbits. The NEO Survey spacecraft [8], intended for the same purposes, will be launched into Venusian orbit or to the Lagrange points L1 or L2.
В качестве российского аналога предлагаемого изобретения можно рассматривать «Способ картографирования небесной сферы и космический аппарат для его осуществления» [9]. Аппаратура этого космического аппарата наряду со звездами способна обнаруживать также астероиды с блеском до 10-й звездной величины.As the Russian analogue of the invention, one can consider the "Method of mapping the celestial sphere and the spacecraft for its implementation" [9]. The equipment of this spacecraft, along with the stars, is also capable of detecting asteroids with a brightness of up to 10th magnitude.
Недостатком почти всех вышеописанных аналогов является то, что они обозревают всю небесную сферу за время, исчисляемое несколькими месяцами и более, и потому неспособны выдавать информацию о ранее не наблюдавшихся и угрожающих столкновением с Землей небесных телах в оперативном режиме, обеспечивающем возможность предотвращения столкновения или минимизации ущерба от него.The disadvantage of almost all of the analogs described above is that they survey the entire celestial sphere for a period of several months or more, and therefore are unable to provide information on celestial bodies that have not been previously observed and threaten a collision with the Earth in the operational mode, which makes it possible to prevent a collision or minimize damage From him.
В качестве прототипа принята описанная в патенте США [10] космическая система обнаружения и мониторинга астероидов и способ обзора небесной сферы. Космический аппарат этой системы обращается по круговой околоземной орбите высотой, например, 770 км с периодом обращения около 100 минут, то есть совершает 15 витков за 1,04 суток. На КА установлена аппаратура наблюдения с полем зрения 12°×12°, способная отклоняться в одной плоскости (по условной широте) на угол приблизительно ±85° относительно своего нулевого положения. КА постоянно ориентирован так, что в нулевом положении оптическая ось направлена вдоль местной вертикали вверх от Земли, а плоскость отклонения оптической оси перпендикулярна к плоскости орбиты. Таким образом, за один виток КА совершает один оборот вокруг своей оси, перпендикулярной плоскости орбиты, а его аппаратура наблюдения сканирует на небесной сфере кольцевую полосу шириной 12° (в нулевом положении по широте оптическая ось движется по дуге большого круга, в отклоненном положении - по дугам соответствующих малых кругов). В начале каждого следующего витка оптическая ось переводится в очередное положение по широте, то есть занимает одно из 15-ти фиксированных угловых положений, совершая за один виток полный круговой скан. Эта схема сканирования показана на фиг.1, являющейся наряду с фиг.2, фиг.3 и фиг.4 копией иллюстрации из патента США. При такой схеме сканирования вся небесная сфера просматривается приблизительно за сутки, выполняя на последовательных витках сканы от номера 1 до номера 15.As a prototype, the space system for detecting and monitoring asteroids and a method for viewing the celestial sphere described in US patent [10] were adopted. The spacecraft of this system revolves in a circular low Earth orbit, for example, 770 km with a circulation period of about 100 minutes, that is, it makes 15 orbits in 1.04 days. The spacecraft is equipped with observation equipment with a field of view of 12 ° × 12 °, capable of deviating in the same plane (relative latitude) by an angle of approximately ± 85 ° relative to its zero position. The spacecraft is constantly oriented so that in the zero position the optical axis is directed along the local vertical upward from the Earth, and the plane of deviation of the optical axis is perpendicular to the orbit plane. Thus, in one revolution, the spacecraft makes one revolution around its axis perpendicular to the plane of the orbit, and its observation equipment scans an
В фокальной плоскости аппаратуры наблюдения размещена двумерная плоская матрица фотоприемников размером 4096×4096 элементов, соответствующая полю зрения 12°×12°. Каждому элементу этой матрицы соответствует поле зрения размером 10,5"×10,5".A two-dimensional flat array of photodetectors with a size of 4096 × 4096 elements, corresponding to a field of view of 12 ° × 12 °, is placed in the focal plane of the observation equipment. Each element of this matrix corresponds to a field of view of size 10.5 "× 10.5".
При вышеуказанной ориентации угловая скорость вращения КА равна угловой скорости орбитального движения. Каждая точка небесной сферы проходит через поле зрения шириной 12° не менее чем за 3,2 минуты даже в предельном случае, когда такая точка лежит в плоскости орбиты. Для любой точки небесной сферы с ненулевой широтой, попадающей в полосу сканирования, угловая скорость сканирования уменьшается пропорционально косинусу ее широты, а время прохождения через поле зрения соответственно увеличивается, заведомо превышая 3,2 мин. Это обстоятельство дает возможность на плоскости фотоприемной матрицы, занимающей одно из 15 фиксированных положений по широте на i-том скане, для каждой широты наблюдаемой точки назначить два элемента матрицы, симметрично расположенных относительно вертикальной оси поля зрения, для которых интервал времени прохождения через них одной и той же точки небесной сферы составляет 3,2 мин. Совокупность этих точек на фотоприемной двумерной матрице на всем диапазоне широт данного i-того скана образует две линии (два одномерных массива элементов), не являющихся прямыми. Первая из них по ходу сканирования является линией А, а вторая - линией В, показанными на фиг.2 (линии A1, B1 для некоторого положения 101 КА на орбите и линии А2, В2 для его положения 102 через 3,2 мин). Эти линии показаны также на фиг.3 и обозначены номером скана 1 со штрихом (линия А) и без штриха (линия В). Совокупность элементов, соответствующих на фотоприемной матрице линиям А и В, показана на фиг.4 (позиции 10 и 12).With the above orientation, the angular velocity of the spacecraft is equal to the angular velocity of the orbital motion. Each point of the celestial sphere passes through a field of view with a width of 12 ° in at least 3.2 minutes, even in the extreme case when such a point lies in the plane of the orbit. For any point in the celestial sphere with a non-zero latitude falling into the scanning strip, the angular scanning speed decreases in proportion to the cosine of its latitude, and the time passing through the field of view increases accordingly, obviously exceeding 3.2 minutes. This circumstance makes it possible on the plane of the photodetector matrix, occupying one of 15 fixed latitude positions on the i-th scan, for each latitude of the observed point to assign two matrix elements symmetrically located relative to the vertical axis of the field of view, for which the interval of time passing through them is one and the same point in the celestial sphere is 3.2 min. The totality of these points on the photodetector two-dimensional matrix over the entire latitude range of this i-th scan forms two lines (two one-dimensional arrays of elements) that are not straight. The first of them, along the scan, is line A, and the second is line B shown in FIG. 2 (lines A1, B1 for a certain position of 101 KA in orbit and lines A2, B2 for its
Основная идея распознавания этой системой близких небесных объектов, которые могут быть опасными для Земли, состоит в следующем. Сигнал от каждого элемента на линии А, при сканировании движущейся первой, запоминается на 3,2 мин и в момент прихода линии В в те же точки небесной сферы производится вычитание запомненных сигналов от элементов линии А из получаемых сигналов соответствующих элементов линии В. Если в данной точке небесной сферы сигнал не изменился (неважно, есть ли там звезда или нет), результат будет нулевой. Если же за 3,2 мин источник излучения сдвинулся на небесной сфере, после вычитания в «старой» и «новой» точках небесной сферы, на которые проецировался объект, сигналы от него сохранятся и подлежат запоминанию и дальнейшей обработке для выявления опасных для Земли небесных тел. При этом измеряется и параллактическое смещение данного небесного объекта. Заявленный в прототипе минимальный диаметр обнаруживаемого опасного небесного тела, движущегося к Земле, равен 50 м.The main idea of recognition by this system of close celestial objects that can be dangerous to the Earth is as follows. The signal from each element on line A, when scanning the moving first one, is stored for 3.2 minutes and at the moment of arrival of line B at the same points in the celestial sphere, the stored signals from the elements of line A are subtracted from the received signals of the corresponding elements of line B. If in this point of the celestial sphere, the signal has not changed (it does not matter if there is a star there or not), the result will be zero. If, in 3.2 minutes, the radiation source has shifted in the celestial sphere, after subtraction in the “old” and “new” points of the celestial sphere on which the object was projected, the signals from it will be saved and should be remembered and further processed to identify celestial bodies dangerous to the Earth . In this case, the parallactic displacement of a given celestial object is also measured. Declared in the prototype, the minimum diameter of a detectable dangerous celestial body moving towards the Earth is 50 m.
В патенте прототипа упомянуты устройства, размещенные на космическом аппарате и реализующие операции формирования первого и второго изображения двумерной матрицей, их запоминания на некоторое время, вычитания одного изображения из другого для формирования результирующего изображения и передачи результирующего изображения на Землю. Кроме того, при формировании изображений с помощью двумерной матрицы дополнительно используется устройство для включения и выключения избранных элементов матрицы, образующих линии А и В (поз.10 и 12 на фиг.4), которые выбираются на матрице перед каждым сканом в зависимости от широты данного скана. Задачей этих линий является обеспечение одного и того же интервала времени (например, как указано в описании прототипа, 3,2 мин) между прохождением одних и тех же точек небесной сферы соответствующими элементами первой и второй линии.The prototype patent refers to devices located on a spacecraft and implementing the operations of forming the first and second images with a two-dimensional matrix, storing them for a while, subtracting one image from another to form the resulting image and transmit the resulting image to Earth. In addition, when forming images using a two-dimensional matrix, an additional device is used to turn on and off selected matrix elements forming lines A and B (pos. 10 and 12 in Fig. 4), which are selected on the matrix before each scan, depending on the latitude of this scan. The task of these lines is to provide the same time interval (for example, as indicated in the description of the prototype, 3.2 min) between the passage of the same points of the celestial sphere with the corresponding elements of the first and second lines.
Указанный прототип обладает следующими существенными недостатками, предопределенными в основном заявленным способом обзора небесной сферы.The specified prototype has the following significant disadvantages, predetermined mainly by the claimed method of viewing the celestial sphere.
1. Угловая скорость перемещения по небесной сфере проекций линий А и В существенно различна на разных широтах (от максимальной 2π/Тобращения на «экваторе» до нуля на широтах +90° и -90°). Это приводит к разному времени накопления сигналов от точечных источников излучения на элементах фотоприемной матрицы, что обуславливает разную дальность обнаружения небесных тел одинакового блеска.1. The angular velocity of movement along the celestial sphere of the projections of lines A and B is significantly different at different latitudes (from the maximum 2π / T revolution at the "equator" to zero at latitudes + 90 ° and -90 °). This leads to different times of accumulation of signals from point radiation sources on the elements of the photodetector matrix, which leads to different detection ranges of celestial bodies of the same brightness.
2. Не используется режим считывания с временной задержкой и накоплением (ВЗН) при опросах элементов двумерной матрицы или двух линий оптических фотоприемных элементов, позволяющий увеличить дальность обнаружения небесных тел.2. The reading mode with a time delay and accumulation (WZN) is not used when interrogating elements of a two-dimensional matrix or two lines of optical photodetector elements, which allows to increase the detection range of celestial bodies.
3. Малая гарантированная дальность обнаружения опасных небесных тел, движущихся к Земле и имеющих диаметр не только 50 м, но и 100 м.3. The small guaranteed detection range of dangerous celestial bodies moving towards the Earth and having a diameter of not only 50 m, but also 100 m.
4. Потеря времени при неизбежном сканировании ослепляющего околосолнечного пространства.4. Loss of time during the inevitable scanning of blinding near-solar space.
5. Отсутствует возможность повторного возврата к наблюдению точки небесной сферы с вновь обнаруженным потенциально опасным небесным телом через желаемый произвольный промежуток времени, так как такт обзоров жестко определен заявленным способом обзора.5. There is no possibility of a repeated return to observation of a point in the celestial sphere with a newly discovered potentially dangerous celestial body after a desired arbitrary period of time, since the tact of the surveys is rigidly determined by the claimed survey method.
6. Конструкция космического аппарата усложнена наличием поворотного устройства, перемещающего оптическую ось аппаратуры наблюдения относительно корпуса КА от скана к скану по широте.6. The design of the spacecraft is complicated by the presence of a rotary device that moves the optical axis of the observation equipment relative to the spacecraft body from scan to scan in latitude.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в новом способе сканирования небесной сферы аппаратурой наблюдения по полным большим кругам или по участкам, образованным частями больших кругов, путем вращения корпуса космического аппарата с задаваемой постоянной скоростью, различной для разных участков небесной сферы. Это позволяет регистрировать все небесные объекты с блеском до 25-й звездной величины и выявлять опасные небесные тела (астероиды и кометы) размером 100 м и более, обнаруживаемые на расстоянии от Земли ~150 млн. км и более, при котором время их сближения с Землей составляет 1 месяц и более.The technical result of the invention consists in a new method for scanning the celestial sphere with observation equipment in full large circles or in sections formed by parts of large circles by rotating the spacecraft body with a given constant speed, different for different parts of the sky. This allows you to register all celestial objects with a brightness of up to 25 magnitude and to identify dangerous celestial bodies (asteroids and comets) of 100 m or more in size, detected at a distance from the Earth of ~ 150 million km or more, at which the time of their approach to the Earth is 1 month or more.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается также в новом построении космической системы, включающей в себя размещенный на геостационарной или близкой к ней геосинхронной орбите космический аппарат с одним или несколькими телескопами с матричными фотоприемными устройствами, работающими в режиме с временной задержкой и накоплением, средствами обеспечения сканирования по предлагаемому способу, бортовым комплексом обработки информации и непрерывной радиосвязью с наземными пунктами управления, приема и обработки информации, входящими в систему.The technical result of the invention also lies in the new construction of a space system, including a spacecraft placed in geosynchronous or close to it geosynchronous orbit with one or more telescopes with photodetector arrays operating in the mode with a time delay and accumulation, scanning support tools according to the proposed method, on-board information processing complex and continuous radio communication with ground control points, receiving and processing inf rmatsii within the system.
Предлагаемым способом и системой обеспечивается обнаружение впервые наблюдающихся астероидов размером 100 м и более, двигающихся из любой точки небесной сферы по траектории попадания в Землю, и выдача предупреждения об этом в предельном случае не менее чем за 20 суток до столкновения. Также обеспечивается пополнение каталогов небесных объектов объектами с блеском не слабее 23…25 звездной величины с регулярным обновлением параметров записанных в каталоги объектов.The proposed method and system ensures the detection of first-observed asteroids of 100 m or more in size, moving from anywhere in the celestial sphere along the trajectory of falling into the Earth, and issuing a warning about this in the extreme case at least 20 days before the collision. It also provides replenishment of catalogs of celestial objects with objects with a brilliance no weaker than 23 ... 25 magnitude with regular updating of parameters recorded in catalogs of objects.
Изобретение имеет целью обнаружение, наблюдение и измерение параметров небесных объектов при обзоре участков, покрывающих всю небесную сферу или ее часть, с регистрацией всех небесных объектов с блеском до 25-й звездной величины, и повышение оперативности обнаружения небесных тел Солнечной системы (астероидов и комет) размером 100 м и более, в том числе наблюдаемых впервые, определение степени их опасности для Земли и выдачу предупреждения о предстоящих времени и месте их столкновения с Землей за такое время, которое является достаточным для предотвращения столкновения и/или принятия мер по уменьшению наносимого ущерба.The invention aims at detecting, observing and measuring the parameters of celestial objects during the survey of areas covering the entire celestial sphere or part thereof, with registration of all celestial objects with brilliance up to the 25th magnitude, and increasing the efficiency of detection of celestial bodies of the solar system (asteroids and comets) measuring 100 m or more, including those observed for the first time, determining the degree of their danger to the Earth and issuing a warning about the upcoming time and place of their collision with the Earth for such a time that is sufficient for I avoid a collision and / or the adoption of measures to reduce the damage caused.
Изобретение включает в себя способ обзора небесной сферы с космического аппарата и космическую систему, реализующую указанный способ.The invention includes a method for viewing the celestial sphere from a spacecraft and a space system that implements this method.
Предлагаемый способ сканирования небесной сферы может применяться для решения различных научных и прикладных задач, в том числе заблаговременного обнаружения опасных для Земли астероидов и комет. Характерным свойством предлагаемого способа сканирования является равномерное перемещение поля зрения аппаратуры наблюдения (АН) в сканирующем режиме по траекториям, представляющим собой полные большие круги на небесной сфере или части таких кругов.The proposed method for scanning the celestial sphere can be used to solve various scientific and applied problems, including the early detection of asteroids and comets that are dangerous for the Earth. A characteristic property of the proposed scanning method is the uniform movement of the field of view of the observation equipment (AN) in the scanning mode along trajectories that are complete large circles in the celestial sphere or parts of such circles.
Такой выбор траекторий сканирования позволяет минимизировать смаз изображений неба и увеличить отношение сигнала к шуму, что, в свою очередь, приводит к повышению проницающей способности АН. Только при сканировании по большим кругам скорости перемещения изображений небесных объектов по полю зрения различаются минимально и практически одинаковы даже в случае использования в составе АН телескопов с достаточно широкими полями зрения. Такое сканирование легко осуществить неподвижно закрепленным телескопом на равномерно вращающемся космическом аппарате.Such a choice of scanning paths makes it possible to minimize blurry images of the sky and increase the signal-to-noise ratio, which, in turn, leads to an increase in the penetrating ability of AN. Only when scanning in large circles do the velocities of moving images of celestial objects across the field of view differ minimally and are almost the same even if telescopes with sufficiently wide fields of view are used as part of the AN. Such a scan is easy to carry out with a fixed telescope on a uniformly rotating spacecraft.
Частный случай предлагаемого способа, в котором сканирование осуществляется по полному большому кругу, может применяться при высокоточных астрометрических измерениях, где полнота круга позволяет замкнуть системы уравнений в одном скане. При этом весь обзор может не покрывать все небо, а состоять из круговых сканов, содержащих лишь реперные объекты, например, оптические квазары. При исследованиях плоскости Галактики, Млечного Пути такие круговые сканы также могут покрывать лишь часть неба.A special case of the proposed method, in which scanning is carried out over a complete large circle, can be used for high-precision astrometric measurements, where the completeness of the circle allows you to close the system of equations in one scan. Moreover, the entire review may not cover the whole sky, but may consist of circular scans containing only reference objects, for example, optical quasars. When exploring the plane of the Galaxy, the Milky Way, such circular scans can also cover only part of the sky.
Предлагаемый способ равномерного сканирования по траекториям, являющимися частями больших кругов, может применяться для многих научных задач, например, при исследовании переменных звезд, фотометрии всех звезд неба, исследовании объектов Солнечной системы,The proposed method for uniform scanning along trajectories that are parts of large circles can be used for many scientific tasks, for example, in the study of variable stars, photometry of all stars in the sky, the study of objects of the solar system,
Особый интерес представляет сканирование небесной сферы, при котором для каждого участка неба выбирается свое время экспозиции объектов и, следовательно, своя скорость сканирования. Такое сканирование целесообразно использовать для решения задачи обнаружения опасных для Земли тел Солнечной системы (астероидов и комет) размером, например, 100 м и более, в том числе наблюдаемых впервые, определения степени их опасности для Земли и выдачи предупреждения об их предстоящем времени и месте столкновения с Землей за такое время, которое является достаточным для предотвращения столкновения и/или принятия мер по уменьшению наносимого ущерба (например, за 2-3 недели до столкновения).Of particular interest is the scanning of the celestial sphere, in which for each part of the sky its own exposure time of objects is selected and, therefore, its own scanning speed. It is advisable to use such a scan to solve the problem of detecting bodies of the solar system (asteroids and comets) dangerous for the Earth, for example, 100 m or more, including those observed for the first time, to determine the degree of their danger to the Earth and to issue a warning about their upcoming time and place of collision with the Earth for such a time that is sufficient to prevent a collision and / or take measures to reduce damage (for example, 2-3 weeks before a collision).
Необходимость использования сканирования с различной скоростью в различных частях небесной сферы связана с различием времен подлета в точку столкновения для опасных тел, двигающихся вдогонку или навстречу Земле, и поэтому находящихся на разном расстоянии от Земли и имеющих различный блеск при одинаковом времени от обнаружения до столкновения.The need to use scanning at different speeds in different parts of the celestial sphere is related to the difference in the times of approaching the collision point for dangerous bodies moving after or towards the Earth, and therefore located at different distances from the Earth and having different brightness at the same time from detection to collision.
Способ обзора небесной сферы для обнаружения опасных для Земли небесных тел включает в себя ее разбиение на некоторое число участков. Размеры выделенных при этом участков небесной сферы могут составлять, например, 30°×60° и 30°×30°. Такие участки должны с некоторым перекрытием полностью покрывать всю небесную сферу за исключением области вокруг Солнца с угловым радиусом в пределах от 15° до 30°, определяемым возможностями экранирования блендой.A method for viewing the celestial sphere to detect celestial bodies dangerous to the Earth includes dividing it into a number of sections. The dimensions of the celestial sphere selected in this case can be, for example, 30 ° × 60 ° and 30 ° × 30 °. Such areas should, with some overlap, completely cover the entire celestial sphere, with the exception of the area around the Sun with an angular radius ranging from 15 ° to 30 °, determined by the shielding capabilities of the hood.
В околосолнечной области наблюдение слабых небесных объектов невозможно, и на соответствующий календарный интервал эта область небесной сферы исключается из процесса сканирования. Однако по мере движения Солнца по эклиптике наземный комплекс управления покрывает новыми участками обзора освобождаемые от засветки области небесной сферы.In the near-solar region, observation of weak celestial objects is impossible, and for the corresponding calendar interval this region of the celestial sphere is excluded from the scanning process. However, as the sun moves along the ecliptic, the ground-based control complex covers with new areas of the survey the areas of the celestial sphere freed from exposure.
Обзор каждого участка осуществляется сканированием неподвижно установленной на КА аппаратурой наблюдения путем вращения КА. Угловая ширина полосы сканирования соответствует ширине поля зрения телескопа или ширине объединенного поля зрения в случае установки на КА двух или более телескопов. Ось сканирующего вращения КА перпендикулярна центральной оси объединенного поля зрения. Вследствие этого центральная линия полосы сканирования всегда является частью большого круга небесной сферы. Каждый вышеупомянутый участок небесной сферы покрывается несколькими полосами сканирования (сканами) при сканирующем вращении КА с назначаемой угловой скоростью, постоянной для данного участка. Сканы касаются и частично перекрывают друг друга в направлении, поперечном направлению сканирования. На большинстве участков продолжения центральных линий сканов, являющиеся большими кругами, проходят через центр Солнца (фиг.5). По окончании каждого скана на границе участка обзора производится переориентация КА для перехода на соседний скан и реверсирование направления сканирования.The review of each section is carried out by scanning the observation equipment fixed on the spacecraft by rotating the spacecraft. The angular width of the scanning strip corresponds to the width of the field of view of the telescope or the width of the combined field of view in the case of installing two or more telescopes on the spacecraft. The axis of the SC rotation of the spacecraft is perpendicular to the central axis of the combined field of view. As a result, the center line of the scan band is always part of a large circle of the celestial sphere. Each of the aforementioned sections of the celestial sphere is covered by several scanning bands (scans) during the scanning rotation of the spacecraft with an assigned angular velocity constant for this section. The scans touch and partially overlap each other in the direction transverse to the scanning direction. In most areas, the continuation of the central lines of the scans, which are large circles, pass through the center of the Sun (Fig. 5). At the end of each scan, the spacecraft is reoriented to the adjacent scan and the scan direction is reversed at the boundary of the survey area.
На фиг.5 показаны КА-наблюдатель 1, расположенный в центре небесной сферы, центр Солнца 2, околосолнечная область 3 с угловым радиусом 30°, плоскость эклиптики 4, большой круг 5, плоскость которого t проходит через КА перпендикулярно линии КА - Солнце, а также пять сканов 6…10, образующих выделенный участок обзора небесной сферы размером 30°×60°. Ширина каждой полосы сканирования на фиг.5 принята равной 6°, а длина полосы составляет 60°. Жирными линиями показаны полосы сканирования сканов 6, 8, 10. Начальные и конечные границы сканов 7 и 9 обозначены дужками, а центральные линии полос сканирования обозначены пунктирными линиями. Пунктиром показана также противосолнечная область 11 небесной сферы с угловым радиусом 30°, центр которой 12 диаметрально противоположен центру Солнца 2.Figure 5 shows a
Такая ориентация сканов, как видно из фиг.5, позволяет с минимальным перекрытием «оконтурить» избегаемую круговую область засветок вокруг Солнца. Однако при обзоре противосолнечной области проведение всех сканов через центр этой области приводит к неоправданно большому их перекрытию и соответствующей потере времени. Поэтому на двух-трех участках, накрывающих противосолнечную область, центральные линии сканов, то есть большие круги, должны проходить через любую (но единую) точку небесной сферы, отстоящую от Солнца на 85°…95° (фиг.6). При этом противосолнечная область покрывается «параллельными» сканами с минимальным излишним перекрытием. На фиг.6 показана также возможность сокращения длины отдельных сканов в этой области.This orientation of the scans, as can be seen from figure 5, allows with a minimum overlap to "outline" the avoided circular region of flare around the Sun. However, when reviewing the antisolar region, conducting all scans through the center of this region leads to unreasonably large overlap and a corresponding loss of time. Therefore, in two or three areas covering the antisolar region, the central lines of the scans, that is, large circles, must pass through any (but a single) point of the celestial sphere 85 ° ... 95 ° away from the Sun (Fig. 6). In this case, the antisolar region is covered by "parallel" scans with minimal unnecessary overlap. Figure 6 also shows the possibility of reducing the length of individual scans in this area.
На фиг.6 показана небесная сфера со стороны, противоположной Солнцу 2, с выделенным участком обзора небесной сферы размером 30°×60°, покрывающим половину противосолнечной области. Все точки большого круга 5 небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна линии КА - Солнце, отстоят от Солнца на 90°. Поэтому через любую выбранную на этом большом круге точку 13 можно провести центральные линии сканов 14…18, изображенные пунктиром. Через эту же точку следует проводить центральные линии всех сканов, образующих другой (не показанный на фиг.6) аналогичный выделенный участок обзора, пристыкованный к первому участку и покрывающий вторую половину противосолнечной области. В нижней части фиг.6 приведен вид на выделенный участок со стороны оси 19, на котором границы сканов 14, 16, 18 обозначены жирными линиями, а границы сканов 15 и 17 показаны дужками. При ширине полос сканирования 6° и длине 60° перекрытие соседних сканов на их концах доходит до ±0,4°.Figure 6 shows the celestial sphere from the side opposite to the
Для каждого конкретного участка небесной сферы выбирается своя постоянная скорость сканирования, определяемая следующими факторами.For each specific area of the celestial sphere, its own constant scanning speed is selected, which is determined by the following factors.
1). Минимальное время от первого обнаружения небесного тела до его удара по Земле принимается равным одному месяцу, что можно считать достаточным для точного измерения параметров его движения, выявления степени его опасности и для последующего принятия мер по предотвращению столкновения и/или минимизации ущерба.one). The minimum time from the first detection of a celestial body to its impact on the Earth is taken to be equal to one month, which can be considered sufficient to accurately measure its motion parameters, to identify its degree of danger and to take subsequent measures to prevent a collision and / or minimize damage.
Небесное тело Солнечной системы, в предельном случае движущееся по параболической траектории навстречу к Земле с максимальной скоростью 42 км/с в точке столкновения с Землей [11, стр.257], имеющей собственную орбитальную скорость 30 км/с [11, стр.394], соударяется с Землей со скоростью 72 км/с. Расчетная дальность до такого небесного тела, соответствующая времени сближения один месяц, составляет ~1 астрономическую единицу (~150 млн.км). На этой дальности аппаратура КА должна обнаруживать небесные тела размером 100 м. Если размер небесного тела составляет 200…500 м, дальность его обнаружения увеличивается до 2 а.е. и более. В этом случае расчетное время сближения возрастает до двух месяцев и более.The celestial body of the solar system, in the extreme case, moving along a parabolic trajectory towards the Earth with a maximum speed of 42 km / s at the point of collision with the Earth [11, p. 257], which has its own orbital speed of 30 km / s [11, p. 394] collides with the Earth at a speed of 72 km / s. The estimated range to such a celestial body, corresponding to the approximation time of one month, is ~ 1 astronomical unit (~ 150 million km). At this range, the spacecraft equipment should detect celestial bodies of 100 m in size. If the size of a celestial body is 200 ... 500 m, its detection range increases to 2 AU and more. In this case, the estimated time of approach increases to two months or more.
При размере небесного тела 100 м и величине альбедо 0,2 его расчетный блеск на удалении 1 а.е. соответствует 25 звездной величине. Обнаружение такого слабого источника излучения при учете уровня фона на данном участке небесной сферы требует соответствующего времени накопления сигнала. Как показывают расчеты, при реально возможных в настоящее время характеристиках телескопа и его фотоприемных устройств время накопления сигнала должно составлять, например, 180 с. Параметры телескопа и требуемое время накопления сигнала предопределяют скорость сканирования данного участка небесной сферы.With a celestial body size of 100 m and an albedo value of 0.2, its calculated brightness at a distance of 1 a.u. corresponds to 25 magnitude. The detection of such a weak radiation source when taking into account the background level in a given section of the celestial sphere requires an appropriate signal accumulation time. As calculations show, with the characteristics of the telescope and its photodetectors that are actually possible at present, the signal accumulation time should be, for example, 180 s. The telescope parameters and the required signal accumulation time determine the scanning speed of a given section of the celestial sphere.
2). Фоновое излучение различно в разных участках небесной сферы (например, Млечный путь, зодиакальный свет), поэтому скорость сканирования должна быть уменьшена при высоком уровне фона на данном участке.2). Background radiation is different in different parts of the celestial sphere (for example, the Milky Way, the zodiacal light), so the scanning speed should be reduced with a high background level in this area.
Применительно к каждому циклу обзора полной небесной сферы на наземном пункте управления, приема и обработки информации (НПУПОИ) производятся расчеты по разбиению небесной сферы на отдельные участки, определению очередности их обзора и выбору скорости сканирования на каждом участке обзора, а также времена начала каждого скана и параметры ориентации КА в начальные моменты сканов.For each review cycle of the full celestial sphere at the ground control, reception and information processing center (NITS), calculations are made to divide the celestial sphere into separate sections, determine the sequence of their review and select the scanning speed for each section of the review, as well as the start times of each scan and spacecraft orientation parameters at the initial moments of scans.
Очередность обзора вышеупомянутых участков небесной сферы определяется величиной интервала времени, через который необходимо производить повторный (или, например, трехкратный) обзор каждого участка для определения с заданной точностью параметров движения небесных тел и степени их опасности.The sequence of the review of the aforementioned sections of the celestial sphere is determined by the size of the time interval through which it is necessary to perform a repeated (or, for example, triple) review of each section to determine, with a given accuracy, the parameters of motion of celestial bodies and the degree of their danger.
Полученные результаты расчетов сводятся в упорядоченную последовательность параметров обзора участков на цикле обзора небесной сферы и передаются на КА в комплекс управления сканированием в качестве программы обзора небесной сферы на соответствующий интервал времени.The obtained calculation results are summarized in an ordered sequence of parameters for viewing the plots on the cycle of viewing the celestial sphere and transferred to the SC in the scanning control complex as a program for viewing the celestial sphere for the corresponding time interval.
Величина интервалов времени между повторными обзорами участков и кратность обзоров может быть определена на начальном этапе функционирования космической системы по результатам наблюдений небесной сферы. Слишком близкие по времени сеансы наблюдений одного и того же участка не позволяют определить параметры движения наблюдаемого небесного тела с необходимой точностью, а при слишком больших интервалах времени возникает опасность «перепутывания» нескольких движущихся небесных тел. Время обзора одного участка при разных вариантах конструкции фотоприемного устройства, времени экспозиции и размеров участка может составлять, например, от 0,5 часа до 6…10 часов. Поэтому подбирается такая группа участков, для которой сумма времен их обзора приблизительно равна длительности заданного (желаемого) интервала между обзорами одного и того же участка. При необходимости этот обзор может повторяться нужное число раз, после чего переходят к обзору очередной группы участков небесной сферы. Этот процесс повторяется до полного покрытия небесной сферы за исключением околосолнечной области, для чего может потребоваться несколько суток (например, около 3-х суток при однократном обзоре небесной сферы и 10…11 суток при трехкратном обзоре).The magnitude of the time intervals between repeated surveys of the plots and the multiplicity of surveys can be determined at the initial stage of the functioning of the space system according to the results of observations of the celestial sphere. Too close in time the observation sessions of the same section do not allow determining the motion parameters of the observed celestial body with the necessary accuracy, and with too long time intervals there is a danger of "confusion" of several moving celestial bodies. The viewing time of one site with different versions of the design of the photodetector, exposure time and size of the site can be, for example, from 0.5 hours to 6 ... 10 hours. Therefore, a group of sections is selected for which the sum of the times of their review is approximately equal to the duration of a given (desired) interval between reviews of the same section. If necessary, this review can be repeated as many times as necessary, after which they proceed to review the next group of sections of the celestial sphere. This process is repeated until the celestial sphere is completely covered, with the exception of the near-solar region, which may take several days (for example, about 3 days with a single review of the celestial sphere and 10 ... 11 days with a triple review).
Таким образом, если вновь обнаруженное небесное тело после трехкратного информационного контакта с ним и измерения параметров его движения квалифицировано с заданной вероятностью как опасное для Земли, из вышеуказанного минимального подлетного времени в предельном случае в один месяц после первого обнаружения небесного тела остается около 20 суток для парирования выявленной угрозы и/или принятия мер по минимизации наносимого ущерба.Thus, if a newly discovered celestial body after three times of informational contact with it and measuring its motion parameters is qualified with a given probability as dangerous to the Earth, from the above minimum flight time in the limiting case of one month after the first detection of the celestial body, about 20 days remain to parry identified threats and / or measures to minimize damage.
При квалификации вновь обнаруженного небесного тела как потенциально опасного в комплексе управления НПУПОИ предусмотрена возможность перевода КА в режим непрерывного отслеживания данного небесного тела. Для этого назначается уменьшенный участок обзора, состоящий, например, из одного короткого скана длиной 3°…6°. Одновременный подлет к Земле двух новых небесных тел, оцениваемых как потенциально опасные, имеет крайне малую вероятность. Поэтому в случае обнаружения нового потенциально опасного небесного тела прерывается регулярный обзор всей небесной сферы и отслеживается только сокращенный участок небесной сферы, содержащий это опасное небесное тело, до момента снятия квалификации об угрозе столкновения с Землей (либо до момента соударения). После этого производится возврат к схеме регулярного обзора небесной сферы.When qualifying a newly discovered celestial body as potentially dangerous in the control complex of the NLTPL, it is possible to transfer the spacecraft to the continuous tracking mode of this celestial body. For this, a reduced viewing area is assigned, consisting, for example, of one
При существующем уровне техники обнаружение источников излучения 23…25-й звездной величины при скорости сканирования небесной сферы до 0,10 град/с телескопом, установленным на КА, возможно фотоприемным устройством (ФПУ), состоящим из фоточувствительных матричных приборов с зарядовой связью (МПЗС) со считыванием сигнала с элементов МПЗС в режиме с временной задержкой и накоплением (ВЗН) [12].With the current level of technology, the detection of radiation sources of 23 ... 25th magnitude at a scanning speed of the celestial sphere of up to 0.10 deg / s with a telescope mounted on a spacecraft, is possible with a photodetector (FPU), consisting of charge-sensitive photosensitive matrix devices (MPS) with reading the signal from the elements of the MPS in the mode with a time delay and accumulation (WZN) [12].
Основное фотоприемное устройство (ОФПУ) аппаратуры наблюдения представляет собой двумерную ортогональную мозаику, состоящую из МПЗС. Режим ВЗН реализуется путем переноса зарядов в столбцах элементов МПЗС, который может производиться как в прямом, так и в реверсном направлении со скоростью перемещения изображения неба. При этом КА непрерывно ориентируется так, чтобы столбцы МПЗС в мозаике и столбцы элементов в самих МПЗС были параллельны заданному направлению сканирования.The main photodetector (OFPU) of the monitoring equipment is a two-dimensional orthogonal mosaic, consisting of MPZS. The WZN mode is realized by transferring charges in the columns of the MPZS elements, which can be performed both in the forward and in the reverse direction with the speed of movement of the sky image. At the same time, the spacecraft is continuously oriented so that the columns of the MES in the mosaic and the columns of the elements in the MES themselves are parallel to the specified scanning direction.
Для обнаружения сигнала от небесных тел 25-й звездной величины требуется время накопления сигнала (время экспозиции) не менее нескольких десятков секунд. Это время представляет собой сумму времен прохождения изображения небесного тела по всем МПЗС столбца мозаики ОФПУ вдоль траектории движения изображения. В качестве типовых времен накопления можно принять, например, 30 с, 60 с, 120 с, 180 с. В соответствии с этими временами накопления, зависящими от положения участка обзора на небесной сфере, и параметрами мозаики МПЗС ОФПУ рассчитываются скорости сканирования, задаваемые космическому аппарату.To detect a signal from celestial bodies of the 25th magnitude, a signal accumulation time (exposure time) of at least several tens of seconds is required. This time is the sum of the transit times of the image of the celestial body over all the MPSS of the OFPU mosaic column along the image motion path. Typical accumulation times can be taken, for example, 30 s, 60 s, 120 s, 180 s. In accordance with these accumulation times, which depend on the position of the viewing area in the celestial sphere, and the mosaic parameters of the MPPS OFPU, the scanning speeds calculated for the spacecraft are calculated.
Для наблюдения небесных объектов с блеском слабее 25-й звездной величины следует использовать время экспозиции более 180 с, что достигается соответствующим снижением угловой скорости сканирования.To observe celestial objects with a brightness lower than the 25th magnitude, an exposure time of more than 180 s should be used, which is achieved by a corresponding decrease in the angular scanning speed.
Изображение точечного источника излучения в процессе сканирования должно проходить весь один и тот же столбец элементов в каждом соответствующем МПЗС. Угловой размер поля зрения элемента МПЗС составляет, например, 0,25"×0,25". При этом поперечное перемещение изображения источника излучения должно удерживаться в пределах, например, одной четверти ширины одного данного столбца элементов МПЗС. Для реализации такого сканирования необходима высокая точность измерения текущего направления перемещения неподвижных звезд в поле зрения телескопа. Кроме того, для синхронизации построчного считывания сигнала с фактическими переходами изображений неподвижных звезд в каждую очередную строку элементов МПЗС необходимо непрерывное точное измерение значения текущей фактической угловой скорости перемещения звезд.The image of a point source of radiation during the scanning process must pass through the same column of elements in each corresponding MES. The angular size of the field of view of the element MPS is, for example, 0.25 "× 0.25". In this case, the transverse movement of the image of the radiation source should be kept within, for example, one quarter of the width of one given column of MPS elements. To implement such a scan, high accuracy of measuring the current direction of motion of fixed stars in the telescope field of view is required. In addition, to synchronize the line-by-line reading of the signal with the actual transitions of the images of fixed stars in each successive line of MPS elements, continuous accurate measurement of the value of the current actual angular velocity of the stars is necessary.
Для выполнения этих функций рядом с мозаикой МПЗС ОФПУ размещаются высокоточные звездные датчики (ЗД), представляющие собой специальные фоточувствительные МПЗС с переносом кадра, выдающие результаты измерений с частотой, например, 10 Гц. МПЗС с переносом кадра состоит из фоточувствительной секции и секции хранения. В фоточувствительной секции производится экспозиция изображения и формирование кадра. Экспонированный кадр переносится в нефоточувствительную секцию хранения, в которой производится его считывание.To perform these functions, high-precision stellar sensors (ZD) are placed next to the mosaic of the MPZS OFPU, which are special photosensitive MPZS with frame transfer, which produce measurement results with a frequency, for example, 10 Hz. Frame transfer MPS consists of a photosensitive section and a storage section. In the photosensitive section, the image is exposed and the frame is formed. The exposed frame is transferred to the photosensitive storage section, in which it is read.
Совокупность МПЗС звездных датчиков в дальнейшем обозначается как ФПУ звездных датчиков (ФПУЗД). Пример возможного взаимного расположения мозаики МПЗС ОФПУ и специальных МПЗС звездных датчиков показан на фиг.7. На ней показано расчетное поле зрения 20 телескопа с основным фотоприемным устройством 21 и специальными МПЗС звездных датчиков 23. ОФПУ представляет собой прямоугольную мозаику из МПЗС, образующих столбцы и строки, ориентированную так, чтобы столбцы МПЗС мозаики (и столбцы элементов в каждом МПЗС) были параллельны расчетному направлению 22 реверсируемого сканирования. В поле зрения выделяют несколько уменьшенную круговую область 24, в пределах которой искажения изображения не превышают величины, допустимой для обеспечения заданной точности измерений звездных датчиков. Звездные датчики размещают в области 24 вне границ ОФПУ 21 с такой же ориентацией столбцов элементов МПЗС вдоль направления сканирования.The set of MPSS of star sensors is hereinafter referred to as FPU of star sensors (FPUZD). An example of a possible mutual arrangement of the mosaic of the MPSS OFPU and special MPSS of star sensors is shown in Fig. 7. It shows the calculated field of
Сборка из ОФПУ и ФПУЗД размещена на перемещаемом жестком основании так, что столбцы элементов МПЗС обоих ФПУ параллельны, а фотоприемные поверхности МПЗС ОФПУ и ФПУЗД образуют единую плоскость. Жесткость основания обеспечивает неизменность взаимного геометрического положения всех МПЗС обоих ФПУ. Это основание установлено на механическом устройстве перемещения основания (МУПО), обеспечивающем для указанной плоскости основания малые быстрые вращения по одной угловой и перемещения по двум линейным координатам в фокальной плоскости телескопа. Этим осуществляется парирование текущих отклонений движения изображений от равномерного и параллельного столбцам МПЗС, то есть удержание прохождения изображения небесного объекта в заданных пределах относительно столбцов элементов МПЗС для обоих ФПУ. Возможно также увеличение числа степеней свободы движений МУПО до трех линейных перемещений и трех угловых вращений; дополнительные степени свободы могут быть полезны для подфокусировки и юстировок оптической системы телескопа.The assembly of OFPU and FPUZD is placed on a movable rigid base so that the columns of the MPZS elements of both FPUs are parallel, and the photodetector surfaces of the MPZS OFPU and FPUZD form a single plane. The rigidity of the base ensures the invariance of the mutual geometric position of all the MPS of both FPUs. This base is mounted on a mechanical base moving device (MUPO), which provides small fast rotations in one angular direction and displacements in two linear coordinates in the focal plane of the telescope for the indicated plane of the base. This parries the current deviations of the image movement from the uniform and parallel to the columns of the MPZS, that is, keeping the passage of the image of the celestial object within the specified limits relative to the columns of the elements of the MPZS for both FPU. It is also possible to increase the number of degrees of freedom of motion of the MUPO to three linear displacements and three angular rotations; additional degrees of freedom may be useful for focusing and adjusting the telescope optical system.
По информации от звездных датчиков вычисляются текущие рассогласования фактического и требуемого векторов угловой скорости перемещения звезд по фотоприемным матрицам. Эти рассогласования могут содержать как низкочастотную, так и высокочастотную составляющие. Низкочастотная составляющая порождается остаточной погрешностью выполнения системой ориентации и стабилизации КА задаваемого углового движения корпуса КА вокруг его центра масс. Высокочастотная составляющая, имеющая малую амплитуду, может являться следствием вибраций.According to information from stellar sensors, current discrepancies of the actual and required vectors of the angular velocity of stars moving along the photodetector matrices are calculated. These mismatches may contain both low-frequency and high-frequency components. The low-frequency component is generated by the residual error in the spacecraft’s orientation and stabilization system performing the specified angular motion of the spacecraft’s hull around its center of mass. The high-frequency component, having a small amplitude, may be the result of vibrations.
Указанные малые рассогласования (погрешности) парируются МУПО по командам с блока управления механическим устройством (БУМУ), на вход которого поступает информация о вычисленных рассогласованиях.The indicated small discrepancies (errors) are parried by the MUPO by commands from the control unit of the mechanical device (BUMU), the input of which receives information about the calculated discrepancies.
На основании вышеприведенных данных ниже приводится оценка сравнительной дальности обнаружения одного и того же небесного тела прототипом и предлагаемым изобретением. При этой оценке исходим из следующих положений:Based on the above data, an assessment is made of the comparative detection range of the same celestial body by the prototype and the invention. In this assessment, we proceed from the following provisions:
- фазовый угол КА - небесное тело - Солнце при сравнении дальности обнаружения принимаем равным нулю;- the phase angle of the spacecraft - the celestial body - the sun when comparing the detection range is taken equal to zero;
- диаметр входного зрачка телескопов у обеих рассматриваемых космических систем одинаков;- the diameter of the entrance pupil of the telescopes is the same for both considered space systems;
- обнаружительная способность фотоприемных устройств у обеих рассматриваемых систем одинакова.- the detecting ability of photodetectors in both systems under consideration is the same.
Пусть d - диаметр небесного тела, D - дальность наблюдения, Т - время экспозиции, то есть приема излучения небесного тела при сканировании, k, k1, k2 - коэффициенты пропорциональности, одинаковые для обеих космических систем.Let d be the diameter of the celestial body, D be the observation range, T be the exposure time, that is, receive the radiation of the celestial body during scanning, k, k 1 , k 2 be the proportionality coefficients that are the same for both space systems.
Сила излучения небесного тела (то есть мощность излучения M1) пропорциональна его площади:The radiation power of a celestial body (i.e., the radiation power M 1 ) is proportional to its area:
M1=k1·d2 M 1 = k 1 d 2
Мощность принимаемого сигнала M2 от небесного тела обратно пропорциональна квадрату его дальности:The power of the received signal M 2 from the celestial body is inversely proportional to the square of its range:
Энергия излучения Е, принятого приемным устройством, пропорциональна времени экспозиции:The energy of radiation E received by the receiving device is proportional to the exposure time:
Е=М2·ТE = M 2 · T
Таким образом, энергия, принятая фотоприемным устройством от небесного тела и используемая при выработке сигнала об обнаружении этого тела, имеет видThus, the energy received by the photodetector from the celestial body and used in the development of a signal about the detection of this body has the form
В прототипе время экспозиции представляет собой время прохождения изображения точечного источника излучения через элемент фотоприемной матрицы, имеющий угловой размер поля зрения 10,5". Для каждого скана на фотоприемной матрице из таких элементов формируются линии А и В, пересекаемые изображением небесного тела. У прототипа угловая скорость перемещения поля зрения элемента фотоприемной матрицы по небесной сфере ω зависит от угловой скорости сканирующего вращения космического аппарата ω0 и условной широты поля зрения элемента Ш:In the prototype, the exposure time is the transit time of the image of a point source of radiation through an element of the photodetector matrix having an angular field of view of 10.5 ". For each scan on the photodetector matrix, lines A and B intersect with the image of a celestial body formed from such elements. The prototype has an angular the speed of movement of the field of view of the element of the photodetector matrix in the celestial sphere ω depends on the angular velocity of the scanning rotation of the spacecraft ω 0 and the conditional latitude of the field of view of the element Ш:
ω=ω0·cosШω = ω 0
Время экспозиции Т данного элемента, имеющего угловой размер ε в направлении сканирования:The exposure time T of this element having an angular size ε in the scanning direction:
Угловая скорость сканирующего вращения КА ω0 равна одному обороту за 100 минут, то есть ω0=216"/с.The angular velocity of the scanning rotation of the spacecraft ω 0 is equal to one revolution in 100 minutes, that is, ω 0 = 216 "/ s.
В самом неблагоприятном случае Ш=0 время экспозиции у прототипа составляет 0,05 с. При Ш=60° оно увеличивается до 0,10 с. Поскольку в интервале широт от -60° до +60° находится 86,6% площади небесной сферы, в дальнейших расчетах принимаем для прототипа время экспозиции равным 0,10 с со значительным запасом в пользу прототипа в этой области широт.In the worst case, W = 0, the exposure time of the prototype is 0.05 s. At W = 60 ° it increases to 0.10 s. Since 86.6% of the celestial sphere lies in the range of latitudes from -60 ° to + 60 °, in further calculations we take the exposure time for the prototype as 0.10 s with a significant margin in favor of the prototype in this latitude region.
Рассмотрим полученное выражение в модифицированной форме:Consider the resulting expression in modified form:
В левой части записана одинаковая энергия излучения Е, принимаемая от наблюдаемого небесного тела и необходимая для принятия решения о его обнаружении для каждой сравниваемой системы, а также коэффициент k, принятый одинаковым для этих систем. В правую часть внесены параметры обнаружения, полученные для предлагаемого изобретения, в котором для наиболее опасных участков небесной сферы назначается экспозиция Т=180 с. При этом для небесного тела диаметром 100 м дальность обнаружения составляет 150 млн км.The left side contains the same radiation energy E received from the observed celestial body and necessary to make a decision on its detection for each compared system, as well as the coefficient k, which is assumed to be the same for these systems. The right side contains the detection parameters obtained for the proposed invention, in which the exposure T = 180 s is assigned for the most dangerous parts of the celestial sphere. Moreover, for a celestial body with a diameter of 100 m, the detection range is 150 million km.
Для прототипа принимаем экспозицию Т=0,10 с и диаметр 50 м. В силу равенства левых частей последнего выражения для прототипа и предлагаемого изобретения получаем выражениеFor the prototype, we take the exposure T = 0.10 s and a diameter of 50 m. Due to the equality of the left parts of the last expression for the prototype and the present invention, we obtain the expression
Отсюда следует дальность обнаружения небесного тела диаметром 50 м для прототипа в наиболее опасных ситуациях:From here follows the detection range of a celestial body with a diameter of 50 m for the prototype in the most dangerous situations:
Эта дальность приблизительно в 85 раз меньше, чем у предлагаемого изобретения.This range is approximately 85 times less than that of the present invention.
Если принять для прототипа диаметр обнаруживаемого небесного тела 100 м, дальность обнаружения увеличивается вдвое, но остается в ~42 раза меньше, чем у предлагаемого изобретения.If we take for the prototype the diameter of the detected celestial body is 100 m, the detection range is doubled, but remains ~ 42 times less than that of the present invention.
С достаточной для проводимой оценки точностью считаем время предупреждения пропорциональным дальности обнаружения.With sufficient accuracy for the assessment, we consider the warning time proportional to the detection range.
При увеличенной дальности обнаружения опасного небесного тела соответственно возрастает и время предупреждения о моменте ожидаемого столкновения обнаруженного небесного тела с Землей, что свидетельствует о существенном преимуществе предлагаемого изобретения перед прототипом.With an increased detection range of a dangerous celestial body, the warning time for the moment of the expected collision of the detected celestial body with the Earth also increases, which indicates a significant advantage of the present invention over the prototype.
Космическая система, реализующая вышеописанный способ обзора небесной сферы, включает в себя КА с одним или несколькими телескопами, наземный пункт управления, приема и обработки информации (НПУПОИ), дополнительный пункт приема и обработки информации (ПЛОИ) и информационно-аналитический центр (ИАЦ), показанные на фиг.8. Возможно также расширение космической системы путем введения в нее дополнительных КА и соответствующего количества НПУПОИ и ПЛОИ.A space system that implements the above-described method of observing the celestial sphere includes a spacecraft with one or more telescopes, a ground control, reception and information processing center (NLTPL), an additional information reception and processing center (PLOI) and an information-analytical center (IAC), shown in FIG. It is also possible to expand the space system by introducing additional spacecraft into it and the corresponding number of NPPOI and PLOI.
КА выводится на геостационарную орбиту или на геосинхронную эллиптическую орбиту с периодом обращения ~ 86164 с, имеющую приблизительно постоянную трассу (эфемериду) на поверхности Земли или, в случае ГСО, постоянную точку стояния. С этих орбит обеспечена непрерывная радиосвязь с НПУПОИ и ППОИ. Наземные пункты НПУПОИ и ППОИ должны дислоцироваться в достаточно близких географических точках, чтобы они одновременно попадали в пределы узкой диаграммы направленности остронаправленной антенны (ОНА) космического аппарата, наводимой в среднюю точку между ними. Точка стояния КА на ГСО или трасса эллиптической геосинхронной орбиты должны быть близки к меридианам НПУПОИ и ППОИ.The spacecraft is launched into a geostationary orbit or into a geosynchronous elliptical orbit with a revolution period of ~ 86164 s, which has an approximately constant path (ephemeris) on the Earth's surface or, in the case of GSO, a constant standing point. From these orbits, continuous radio communication with NPPOI and PPOI is provided. Ground points NNPOI and POI should be deployed at sufficiently close geographical points so that they simultaneously fall within the narrow radiation pattern of a highly directional antenna (OHA) of the spacecraft pointing to the midpoint between them. The spacecraft standing point on the GSO or the path of an elliptical geosynchronous orbit should be close to the meridians of the NLTPL and the LARP.
На космическом аппарате установлены следующие основные функционально обособленные устройства: аппаратура наблюдения, блок управления и обработки информации основного фотоприемного устройства (БУОФПУ), блок управления и обработки информации фотоприемных устройств звездных датчиков (БУЗД), блок управления механическим устройством (БУМУ), система управления движением и навигации (СУДН), с помощью которой выполняется заданная ориентация КА в начале каждого скана и последующее сканирующее вращение КА вокруг своего центра масс с заданной угловой скоростью, комплекс управления сканированием (КУС), приемо-передающая радиоаппаратура, антенно-фидерная система.The following main functionally isolated devices are installed on the spacecraft: observation equipment, a control unit and information processing unit of the main photodetector device (BUOFPU), a control unit and information processing unit for photodetector devices of star sensors (BUZD), a control unit for a mechanical device (BUMU), a motion control system and Navigation (VESS), with the help of which the given orientation of the spacecraft at the beginning of each scan and the subsequent scanning rotation of the spacecraft around its center of mass with a given Glov speed scanning control complex (LCPs), two-way radios, antenna-feeder system.
На фиг.8 показана структурная схема космической системы обзора небесной сферы для обнаружения небесных объектов. Аппаратура наблюдения 26 космического аппарата 25 включает в себя телескоп 28 с основным фотоприемным устройством (ОФПУ) 31 и фотоприемным устройством звездных датчиков (ФПУЗД) 32, а также механическое устройство перемещения основания (МУПО) 29 с перемещаемым основанием 30, на котором установлены оба ФПУ.On Fig shows a structural diagram of a space system for viewing the celestial sphere for the detection of celestial objects. The
На вход оптической системы телескопа поступает излучение от небесных объектов, часть которых проецируется на МПЗС основного ФПУ 31, а другая часть - на МПЗС звездных датчиков ФПУЗД 32.At the input of the optical system of the telescope, radiation comes from celestial objects, some of which are projected onto the MES of the
ОФПУ 31 представляет собой размещаемую в фокальной плоскости телескопа прямоугольную мозаику МПЗС размером, например, 20×20 МПЗС, образующих строки и столбцы мозаики. Формат каждого МПЗС составляет, например, 2048×2048 элементов. Размер строки МПЗС мозаики ОФПУ характеризует ширину поля зрения телескопа, то есть ширину его полосы сканирования.
Параметры ОФПУ и время экспозиции обеспечивают регистрацию сигналов от всех точечных источников излучения до 25 звездной величины при максимальном времени экспозиции. Аналоговые видеосигналы со всех выходов МПЗС основного ФПУ поступают на вход блока управления и обработки информации ОФПУ (БУОФПУ) 34. На вход ОФПУ 31 с выхода БУОФПУ 34 подаются тактирующие импульсы переноса заряда в элементах столбцов МПЗС, а также тактирующие импульсы считывания информации по строкам кадра в выходных регистрах МПЗС ОФПУ.The OFPU parameters and exposure time provide registration of signals from all point radiation sources up to 25 magnitude with a maximum exposure time. The analog video signals from all the outputs of the MPS of the main FPU are fed to the input of the OFPU control unit and information processing unit (BUOFPU) 34. The input of the
ФПУЗД 32 состоит из совокупности, например, 20 звездных датчиков, которые расположены вне ОФПУ рядом с его границей и вблизи края поля зрения телескопа. Каждый звездный датчик имеет обнаружительную способность, при которой регистрируется необходимое число (например, 80) навигационных звезд.
МУПО 29 осуществляет парирование высокочастотных малых составляющих рассогласования фактического и требуемого векторов угловой скорости перемещения изображения небесных объектов по фотоприемным матрицам. На МУПО из блока управления механическим устройством (БУМУ) 27 подаются команды управления положением основания 30 со сборкой ОФПУ 31 и ФПУЗД 32, обеспечивающие прохождение изображений небесных объектов в заданных пределах вдоль столбцов элементов МПЗС.
Блок управления и комплексной обработки информации основного фотоприемного устройства (БУОФПУ) 34 получает аналоговые видеосигналы со всех выходов МПЗС основного ФПУ 31. Электрическая схема устройства считывания и предварительной обработки видеосигналов в этом блоке построчно считывает накопленные заряды, оцифровывает их и производит предварительную обработку, включающую коррекцию неоднородности чувствительности каждого МПЗС и вычитание фона, который образуется как темновым током МПЗС, так и излучением неразрешенных объектов на небесной сфере. Предварительная обработка осуществляет также выделение изображений объектов в кадрах от каждого МПЗС, их проверку и отбрасывание помех, а также суммирование сигнала и расчет координат для обнаруженных объектов, прошедших по всей совокупности элементов МПЗС (изображение одного объекта может попадать сразу на несколько соседних элементов МПЗС, причем по-разному для разных МПЗС). Величина итогового накопленного сигнала от каждого наблюдавшегося объекта пропорциональна времени экспозиции, то есть чистому времени прохождения изображения вдоль всех МПЗС, составляющих один столбец мозаики (исключая время прохождения изображения по технологическим зазорам между МПЗС).The control unit and the integrated processing of information of the main photodetector (BUOFPU) 34 receives analog video signals from all outputs of the MPS of the
На вход БУОФПУ 34 поступает с блока БУЗД 35 информация о низкочастотной составляющей изменения текущей скорости перемещения вдоль столбцов элементов МПЗС изображений неподвижных звезд по фокальной плоскости. По этим данным в БУОФПУ 34 рассчитываются текущие значения тактовой частоты переноса зарядов в столбцах элементов МПЗС и тактовой частоты считывания информации в выходных регистрах МПЗС ОФПУ 31, согласующей моменты опроса элементов с перемещением по ним изображения неподвижных звезд, что предотвращает смаз изображений при неидеальном сканирующем движении корпуса КА.The
Входящая в состав БУОФПУ 34 специальная электрическая схема в соответствии с рассчитанной частотой вырабатывает тактирующие импульсы для переноса зарядов и считывания сигналов МПЗС ОФПУ 31. БУОФПУ 34 выдает эти импульсы на вход ОФПУ 31. По совокупности информации, получаемой от ОФПУ 31 и от БУЗД 35, блок БУОФПУ 34 определяет текущие значения небесных угловых координат и блеска всех наблюдаемых объектов, кодирует их и передает в реальном времени на вход передатчика 38 или, в необходимых случаях, в буферную память (на фиг.8 не показана).The special electric circuit included in
БУЗД 35 считывает с выхода ФПУЗД 32, то есть с выхода каждого ЗД, кадры изображения звездного неба с навигационными звездами. Полученные кадры оцифровываются и обрабатываются для отождествления звезд, смещающихся в последовательных кадрах. Далее вычисляются отклонения измеряемых координат навигационных звезд от их расчетных (прогнозируемых) положений. По этим данным определяются текущие значения фактической угловой скорости и направления сканирования. В соответствии с ними рассчитывается тактовая частота режима ВЗН в фоточувствительных секциях МПЗС звездных датчиков, а также тактовая частота считывания и частота переноса кадров. Выработанные соответствующие тактовые импульсы с первого выхода БУЗД 35 передаются в ФПУЗД 32.
В блок управления механическим устройством БУМУ 27 со второго выхода БУЗД 35 подаются управляющие сигналы о желаемом пространственном положении перемещаемого основания 30 со сборкой ОФПУ 31 и ФПУЗД 32. По ним формируются команды управления приводными исполнительными устройствами, которые выдаются на механическое устройство МУПО 29.The control unit for the
Текущие значения низкочастотной составляющей погрешности направления и скорости сканирования с третьего выхода БУЗД 35 подаются на вход СУДН для их парирования при управлении сканирующим угловым движением корпуса КА. Кроме того, с четвертого выхода БУЗД 35 на вход БУОФПУ 34 выдаются текущие фактические значения направления и скорости сканирования.The current values of the low-frequency component of the error in direction and scanning speed from the third output of the
Управление сканированием небесной сферы организовано следующим образом. Комплекс управления 48, входящий в состав НПУПОИ 46, вычисляет исходные данные для программы сканирования на предстоящий очередной цикл обзора небесной сферы. В программу обзора включены моменты времени начала обзора каждого участка небесной сферы, соответствующие им начальные параметры ориентации и скорость сканирования данного участка. Для каждого участка небесной сферы программа содержит время начала каждого скана, параметры ориентации КА в начале скана и длину скана. Порядок обзора участков составляется таким образом, чтобы интервал времени между повторными обзорами одних и тех же участков небесной сферы приблизительно соответствовал желаемому, описанному выше. При этом учитывается также выбранное количество возвратов к одному и тому же участку. Таким образом, цикл обзора всей небесной сферы представляет собой последовательность обзоров участков, полностью покрывающую небесную сферу за исключением околосолнечной области, и получение соответствующих этим участкам информационных кадров с информацией, содержащих изображение неба. При этом обзор каждого участка осуществляется с учетом требуемой кратности через желаемые интервалы времени. Массив начальных данных для цикла полного обзора небесной сферы передается с наземного пункта на КА единовременно или по частям по мере выполнения соответствующих частей программы.The management of scanning the celestial sphere is organized as follows. The
Комплекс управления сканированием (КУС) 36 представляет собой вычислительное устройство, осуществляющее расчет и выдачу с заданным шагом в реальном времени параметров, задающих требуемую текущую ориентацию корпуса КА в процессе сканирования. КУС 36 получает с выхода приемника 39 исходную командную информацию о порядке обзора небесной сферы. Эта информация содержит начальные данные о каждом обозреваемом участке (его величину, положение на небесной сфере, требуемую скорость сканирования и т.п.), записанные в порядке требуемой очередности обзора участков в текущем цикле обзора всей небесной сферы. Результаты расчетов требуемой ориентации КА на каждом шаге расчетов выдаются с выхода КУС 36 на вход СУДЫ 33.The scanning control complex (SCC) 36 is a computing device that calculates and provides, with a given step in real time, parameters that specify the required current orientation of the spacecraft body during the scanning process.
Кроме того, на каждом шаге расчетов КУС вычисляет в инерциальной системе координат параметры вектора, направленного от КА на среднюю географическую точку между НПУПОИ и ППОИ, а затем пересчитывает их в связанную систему координат КА, имеющую ориентацию, соответствующую текущему положению сканирования. На основании этого расчета КУС определяет, какая из ОНА содержит данный вектор в своей рабочей зоне и какие углы поворота привода этой ОНА должны быть отработаны в данный момент времени для совмещения оси диаграммы направленности ОНА с упомянутым вектором. Эта командная информация с выхода КУС 36 выдается в блок управления приводами ОНА 41.In addition, at each calculation step, the control panel calculates in the inertial coordinate system the parameters of the vector directed from the spacecraft to the mid-geographical point between the NLBID and the POI, and then recalculates them into the associated coordinate system of the spacecraft with the orientation corresponding to the current scanning position. Based on this calculation, the control panel determines which of the SHE contains the given vector in its working area and which angles of rotation of the drive of this SHE should be worked out at a given moment in order to align the axis of the SHE pattern with the said vector. This command information from the output of the
Система управления движением и навигации (СУДН) 33 выполняет заданную ориентацию корпуса КА при сканировании, переходах на соседний скан или на обзор следующего участка небесной сферы. В режиме сканирования с выхода КУС 36 на вход СУДН 33 поступают с согласованным шагом времени параметры текущей задаваемой ориентации. В режиме переориентации с выхода КУС 36 на вход СУДН 33 подаются значения времени окончания переориентации и значения параметров требуемой конечной ориентации и вектора угловой скорости КА для начала следующего скана. Кроме того, на вход СУДН 33 с выхода БУЗД 35 в режиме сканирования поступают текущие значения низкочастотной составляющей измеренной погрешности направления и скорости сканирования относительно их заданных значений. Результатом работы СУДН 33 является выполняемая текущая ориентация осей связанной системы координат КА в режимах сканирования и переориентации.The motion control and navigation system (VESS) 33 performs a given orientation of the spacecraft hull during scanning, transitions to an adjacent scan or to an overview of the next section of the celestial sphere. In the scanning mode, from the output of the
Целевая выходная информация КА представляет собой поток измеренных угловых координат и блеска всех зарегистрированных (обнаруженных) точечных источников излучения в цифровой форме с метками времени, а также сигналы рассогласования скорости и направления сканирования от БУЗД. Эти данные с выхода БУОФПУ 34 (или, в необходимых случаях, из буферной памяти) поступают на передатчик 38 приемо-передающей аппаратуры 37 и через ОНА 43 антенно-фидерной системы 40 транслируются на ППОИ 45 и на НПУПОИ 46.The target output information of the spacecraft is a stream of measured angular coordinates and brilliance of all registered (detected) point sources of radiation in digital form with time stamps, as well as signals of the mismatch of speed and direction of scanning from the BUZD. This data from the output of the BUOFPU 34 (or, if necessary, from the buffer memory) is transmitted to the
В пункте приема и обработки информации (ППОИ) 45 и в вычислительном комплексе обработки информации 47 наземного пункта управления, приема и обработки информации (НПУПОИ) 46 параллельно и независимо производится прием непрерывно поступающей по радиоканалу с КА информации о наблюдавшихся небесных объектах. Эта информация сравнивается с информацией из звездных каталогов и каталогов эфемерид тел Солнечной системы. В случае идентификации источников излучения, принятых с КА и находящихся в каталогах, возможно уточнение данных об объектах и телах. Для вновь полученных и не отождествленных с каталогами источников излучения производится накопление дальнейшей информации, уточнение параметров движения небесных тел, квалификация их как потенциально опасные или неопасные.At the point of reception and processing of information (PPOI) 45 and in the computer complex for
НПУПОИ 46 обменивается получаемой и обработанной информацией с ППОИ 45. НПУПОИ 46 также выдает собственную и транзитную (выданную ПЛОИ) информацию в информационно-аналитический центр (ИАЦ) 49 и получает от ИАЦ 49 имеющуюся актуальную информацию. Кроме того, НПУПОИ 46 выдает типовую согласованную информацию внешним абонентам 50, не входящим в состав описываемой космической системы, и получает от них аналогичную информацию.
НПУПОИ 46 через передатчики и антенны (на фиг.8 не показаны) по радиоканалу передает на КА программу сканирования, выработанную входящим в его состав комплексом управления 48. На космическом аппарате эта командно-программная информация принимается одной или несколькими антеннами с широкой диаграммой направленности (МНА) 44, соединенными с приемником 39. Полученная командно-программная информация с выхода приемника поступает на вход комплекса управления сканированием (КУС) 36.
Предлагаемое изобретение предназначено для обнаружения и наблюдения небесных объектов - звезд, галактик, квазаров и тел Солнечной системы, прежде всего, астероидов и комет, опасных для Земли.The present invention is intended for the detection and observation of celestial objects - stars, galaxies, quasars and bodies of the solar system, especially asteroids and comets, dangerous to the Earth.
Применение предлагаемых способа обзора небесной сферы и космической системы, реализующей этот способ, позволяет впервые решить задачу заблаговременного (не менее, чем за 30 суток) обнаружения ранее не наблюдавшихся небесных тел диаметром 100 м и более, находящихся на траекториях соударения с Землей, и выдавать не менее, чем за 20 суток, информацию о предстоящем столкновении обнаруженного небесного тела с Землей.The application of the proposed method for the review of the celestial sphere and the space system that implements this method allows for the first time to solve the problem of detecting (not less than 30 days) early celestial bodies with a diameter of 100 m or more that are on the trajectories of collision with the Earth in less than 20 days, information about the upcoming collision of a detected celestial body with the Earth.
Применение вышеупомянутых способа и системы позволяет также решать задачу регистрации практически на всей небесной сфере всех небесных объектов с блеском до 25-й звездной величины с регулярным обновлением информации об их положении и блеске с интервалом в насколько суток.Application of the aforementioned method and system also makes it possible to solve the problem of recording practically all celestial objects on the celestial sphere with a brightness of up to 25 magnitude with regular updating of information about their position and brightness with an interval of how many days.
Из вышеизложенного следует, что предложенные технические решения имеют преимущество перед известными способами обзора небесной сферы и космическими средствами при решении задачи оперативного предупреждения об астероидно-кометной опасности и задачи регистрации небесных объектов с блеском до 25-й звездной величины с регулярным обновлением информации об их положении и блеске.From the foregoing, it follows that the proposed technical solutions have an advantage over the known methods of viewing the celestial sphere and space means in solving the problem of operational warning of an asteroid-comet hazard and the task of registering celestial objects with a brightness of up to 25 magnitude with regular updating of information about their position and brilliance.
Источники информацииInformation sources
1. http//ru.wikipedia.org/wiki/Hubble.1.http // ru.wikipedia.org / wiki / Hubble.
2. http//ru.wikipedia.org/wiki/Spitzer.2. http // ru.wikipedia.org / wiki / Spitzer.
3. http//ru.wikipedia.org/wiki/SOHO.3.http // ru.wikipedia.org / wiki / SOHO.
4. http://wise.ssl.berkeley.edu/.4.http: //wise.ssl.berkeley.edu/.
5. http//ru.wikipedia.org/wiki/Gaia.5.http // ru.wikipedia.org / wiki / Gaia.
6. http://www.neossat.ca/.6.http: //www.neossat.ca/.
7. http://www.dlr.de/pf/en/desktopdefault.aspx/tabid-174/319_read-18911/ (Проект «Искатель Астероидов» Asteroid Finder).7. http://www.dlr.de/pf/en/desktopdefault.aspx/tabid-174/319_read-18911/ (Asteroid Finder Project Asteroid Finder).
8. http//ru.wikipedia.org/wiki/Large Sinoptic Survey Telescope.8. http // en.wikipedia.org / wiki / Large Sinoptic Survey Telescope.
9. Способ картографирования небесной сферы и космический аппарат для его осуществления (патент РФ №2014252).9. A method for mapping the celestial sphere and a spacecraft for its implementation (RF patent No. 2014252).
10. Космическая система обнаружения и мониторинга астероидов (Space-based asteroid detection and monitoring system, патент США №5, 512, 743, Apr. 30.1996).10. Space-based asteroid detection and monitoring system (Space-based asteroid detection and monitoring system, US patent No. 5, 512, 743, Apr. 30.1996).
11. П.Г. Куликовский. Справочник любителя астрономии. / М.: Физматлит.1971.11.P.G. Kulikovsky. Handbook of astronomy lovers. / M .: Fizmatlit. 1971.
12. S.B. Howell. Handbook of CCD Astronomy / New York: Cambridge University Press. 2006. P.96.12. S.B. Howell. Handbook of CCD Astronomy / New York: Cambridge University Press. 2006. P. 96.
Claims (24)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154348/28A RU2517800C1 (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154348/28A RU2517800C1 (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2517800C1 true RU2517800C1 (en) | 2014-05-27 |
Family
ID=50779684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154348/28A RU2517800C1 (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517800C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573509C1 (en) * | 2014-08-06 | 2016-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Monitoring of asteroid-comet danger |
RU2610066C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-02-07 | Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" | Space system for viewing celestial sphere for observing celestial objects and detecting celestial bodies - asteroids and comets - hazardous for earth |
RU2621464C1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-06 | Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" | Space celestial vault surveillance system for celestial bodies detection |
RU2629694C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-08-31 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of onshore facilities observation from spacecraft moving on circular orbit |
RU2638077C1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-12-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Method of determining orientation by images of starry sky sections |
RU2660090C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-07-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Method of the celestial sphere space surveillance system for approaching from the sun celestial bodies detection and threatening collision with the earth |
RU2675205C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-12-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук | Approaching earth from the daytime sky dangerous celestial bodies detection method and the soda-2 space system for its implementation |
RU2749580C1 (en) * | 2020-08-05 | 2021-06-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Method for determining orientation by images of starry sky areas |
RU2799623C1 (en) * | 2023-03-15 | 2023-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Method for determining orientation based on images of parts of the starry sky |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2014252C1 (en) * | 1991-06-28 | 1994-06-15 | Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина | Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization |
RU2033949C1 (en) * | 1993-02-09 | 1995-04-30 | Севастиян Дмитриевич Гнатюк | Self-contained on-board control system for space vehicle |
US5512743A (en) * | 1994-01-25 | 1996-04-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Space-based asteroid detection and monitoring system |
RU2465729C2 (en) * | 2010-12-07 | 2012-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | International global monitoring aerospace system (igmas) |
-
2012
- 2012-12-17 RU RU2012154348/28A patent/RU2517800C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2014252C1 (en) * | 1991-06-28 | 1994-06-15 | Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина | Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization |
RU2033949C1 (en) * | 1993-02-09 | 1995-04-30 | Севастиян Дмитриевич Гнатюк | Self-contained on-board control system for space vehicle |
US5512743A (en) * | 1994-01-25 | 1996-04-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Space-based asteroid detection and monitoring system |
RU2465729C2 (en) * | 2010-12-07 | 2012-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | International global monitoring aerospace system (igmas) |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Романеев Н.Ф., Хрунов Е.В. Астрономическая навигация космических кораблей. -М.: Машиностроение, 1976, с.9 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573509C1 (en) * | 2014-08-06 | 2016-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Monitoring of asteroid-comet danger |
RU2621464C1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-06 | Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" | Space celestial vault surveillance system for celestial bodies detection |
RU2610066C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-02-07 | Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" | Space system for viewing celestial sphere for observing celestial objects and detecting celestial bodies - asteroids and comets - hazardous for earth |
RU2629694C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-08-31 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of onshore facilities observation from spacecraft moving on circular orbit |
RU2638077C1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-12-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Method of determining orientation by images of starry sky sections |
RU2660090C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-07-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Method of the celestial sphere space surveillance system for approaching from the sun celestial bodies detection and threatening collision with the earth |
RU2675205C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-12-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук | Approaching earth from the daytime sky dangerous celestial bodies detection method and the soda-2 space system for its implementation |
RU2749580C1 (en) * | 2020-08-05 | 2021-06-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Method for determining orientation by images of starry sky areas |
RU2799623C1 (en) * | 2023-03-15 | 2023-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Method for determining orientation based on images of parts of the starry sky |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2517800C1 (en) | Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end | |
US6622970B2 (en) | Method and apparatus for autonomous solar navigation | |
US20110004405A1 (en) | Earth horizon sensor | |
JP2011157030A (en) | Flying object monitoring method and monitoring device | |
CN102168981A (en) | Independent celestial navigation method for Mars capturing section of deep space probe | |
Eisenman et al. | The advancing state-of-the-art in second generation star trackers | |
CN102927982A (en) | Double-spectrum autonomous navigation sensor and design method of double-spectrum autonomous navigation sensor | |
CN104567870A (en) | Single-pixel star sensor and target star sky detection method thereof | |
Ofek et al. | The large array survey telescope—system overview and performances | |
CN112212858A (en) | Daytime star-sensitive imaging system based on field-of-view gating technology | |
Birnbaum | Spacecraft attitude control using star field trackers | |
Eisenman et al. | New generation of autonomous star trackers | |
Scott et al. | Toward microsatellite based space situational awareness | |
Oberst et al. | Astrometric observations of Phobos and Deimos with the SRC on Mars Express | |
Paluszek et al. | Optical navigation system | |
JP2016532101A (en) | System structure for line scanner with fixed projection area, fixed GSD, fixed spatial resolution | |
Malbet et al. | NEAT, An Astrometric Telescope To Probe Planetary Systems Down To The Earth Mass Around Nearby Solar-Type Stars | |
Iovenitti | " Star coverage": a simple tool to schedule an observation when FOV rotation matters | |
Guan et al. | Detection of the Angle Change Between Camera and Star Tracker Based on Star Observation | |
Spiridonov et al. | University Mobile Optical Surveillance System For Low-Earth Space Object Orbit Determination | |
Zhou et al. | Ground-based real-time tracking and traverse recovery of China’s first lunar rover | |
Fujita et al. | On-orbit Calibration of a Telescope Alignment for Earth Observation using Stars and QUEST | |
Jing et al. | Geolocation of lunar observations with JiLin-1 high-resolution optical sensor | |
Cassidy | Advanced stellar sensors-A new generation | |
Malbet et al. | Neat: an astrometric mission to detect nearby planetary systems down to the earth mass |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |