RU2803762C2 - Способ обеспечения работы телескопа и устройство для его реализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области оптической астрономии и предназначено для обеспечения работы телескопов при наличии в области наблюдения ярких быстродвижущихся объектов. Способ и устройство обеспечивают повышение эффективности работы телескопа снижением воздействия ярких быстродвижущихся объектов на работу системы гидирования и на результаты наблюдений по меньшей мере одного телескопа. Первоначально определяют направление на поле наблюдения телескопа, устанавливают у телескопа оптическое устройство наблюдения с радиусом поля наблюдения на один - десять градусов больше, чем радиус поля наблюдения телескопа, и направляют его на поле наблюдения телескопа. На выходе оптического устройства наблюдения фиксируют светящиеся объекты, определяют их направление движения и скорость. Из зафиксированных объектов, во-первых, выделяют те, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу звезд, и используют эти данные для гидирования телескопа и оптического устройства наблюдения. Во-вторых, выделяют те объекты, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу космических и летательных объектов искусственного происхождения, определяют их параметры и используют эти параметры для защиты по меньшей мере одного телескопа от воздействия на результаты наблюдений оптического излучения со стороны ярких быстродвижущихся объектов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области оптической астрономии и предназначено для обеспечения работы телескопов при наличии в области наблюдения ярких быстродвижущихся объектов.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Астрономические наблюдения в оптическом диапазоне подвержены риску воздействия ярких быстродвижущихся объектов. Чаще всего это низкоорбитальные спутники, которые особенно проявляют себя на ночном небе в начале и конце ночи. Воздействие таких объектов проявляется в различных частях оптического диапазона и прежде всего в видимой и инфракрасной частях. Это также могут быть самолёты, оснащённые сигнальными огнями, метеоры, космические или воздушные объекты неизвестного происхождения.

Яркие спутники создают помехи не только для наблюдений с Земли, но и для наблюдений, которые проводят с телескопов, размещённых в космосе. Такие спутники, проходящие перед космическим телескопом, оставляют на его снимках следы в виде протяжённых линий значительной ширины. Это воздействие может быть особенно существенным, когда яркий спутник проходит перед космическим телескопом на небольшом расстоянии.

Изображения ярких спутников присутствуют не только на снимках звёздного неба, выполненных при помощи наземных и космических телескопов. Они присутствуют также на снимках гидирующих камер, которые являются частью системы гидирования телескопа. Это затрудняет слежение за опорными звёздами и вносит дополнительные искажения в астрономические наблюдения, поскольку нарушает точность работы системы гидирования.

Таким образом, существует потребность в решении, которое позволяет эффективно защищать от воздействия ярких быстродвижущихся объектов, таких как спутники и самолёты, и астрономические наблюдения, и процесс гидирования телескопов.

Известны астрономические системы, включающие телескоп и систему гидирования, то есть автоматического наведения телескопа на участок наблюдения при вращении Земли. Примером может служить решение по заявке WO2015100738, публикация 09.07.2015, МПК G01C-021/02, где описана автоматическая система астрономических наблюдений, состоящая из астрономического телескопа, серводвигателя наведения на звезды для управления астрономическим телескопом и системы управления. Также предоставляется автоматический метод астрономических наблюдений. При использовании системы и метода наблюдения выполняются автоматическое начальное обнаружение, автоматическая фокусировка и сохранение изображений, реализуется автоматическое астрономическое наблюдение, может быть реализован процесс автоматического начального обнаружения без калибровки, быстрая автоматическая фокусировка может быть адаптивно реализована, тем самым удовлетворяя потребности в наблюдение, хранение и обмен небесным изображением.

Известны способы и устройства защиты работы телескопа от яркосветящихся движущихся объектов при наблюдении слабосветящихся объектов.

Устройство фиксации изображений с длительной экспозицией, патент RU2717252, публикация 19.03.2020, МПК G03B 7/08 позволяет производить съемку звездного неба при длительных экспозициях в условиях воздействия кратковременных оптических помех со стороны низкоорбитальных спутников. Способ защиты предусматривает использование дополнительного затвора, который прерывает поступление изображения на матрицу на время присутствия помехи в поле зрения по команде датчика помехи.

В патенте EP3671280, публикация 07.04.2021, МПК B64G-003/00 описан способ определения точного положения движущегося объекта в заданное время. Система, реализующая способ, включает в себя телескоп, систему определения местоположения спутника и электронный процессор. Телескоп содержит фокусирующую оптику, механический затвор и датчик CCD, выполняющий функцию, называемую «временная задержка и интегрирование». Когда движущийся объект проходит через поле зрения телескопа в течение периода, когда механический затвор открыт, сдвиг заряда пикселя в строках ПЗС-сенсора выполняется не менее одного раза, смещая след света, оставленный изображением движущегося объекта, вдоль столбца пикселей.

Наиболее близким аналогом является решение по патенту RU2754303, публикация 31.08.2021, МПК G02B 23/00. В патенте приведен способ снижения воздействия помех при съемке слабосветящихся объектов. Определяют координаты поля наблюдения слабосветящегося объекта, представляющего часть матрицы фотоприемного устройства, на которой находится проекция снимаемого слабосветящегося объекта, и время фиксации результатов наблюдения снимаемого слабосветящегося объекта. На основе сигналов о траекториях источников оптических помех определяют время нахождения проекций источников оптических помех на поле наблюдения слабосветящегося объекта и перекрывают поступление оптического сигнала на время нахождения этих проекций на поле наблюдения слабосветящегося объекта.

Следует отметить, что данные о траекториях движения спутников могут быть получены из баз данных траекторий космических объектов (например, NORAD) или от различных сервисов Космической Ситуационной Осведомлённости (Space Situational Awareness - SSA), или сервисов слежения за воздушными объектами.

Однако погрешность этих данных достаточно высока, и эти данные, как правило, не содержат точных данных о яркости объекта. Это обусловлено тем, что яркость движущегося объекта может меняться в ходе его движения: при выходе его из тени Земли, либо из-за вращения вокруг своей оси, либо как результат сближения одного объекта с другим, что увеличивает яркость объединённого объекта, либо в связи с включением на объекте сигнальных огней, включением передатчика оптического канала связи, или по другим причинам.

При этом яркость является основным параметром, который определяет уровень негативного воздействия объекта на астрономические наблюдения.

Примеров защиты систем гидирования телескопов от помех, вызываемых яркими быстродвижущимися объектами, автору не известно.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы наземного или космического телескопа за счет снижения воздействия оптического излучения со стороны ярких быстродвижущихся объектов на работу системы гидирования и на результаты наблюдений, по меньшей мере, одного телескопа.

Способ обеспечения работы телескопа при наличии ярких быстродвижущихся объектов, заключается в том, что первоначально определяют направление на поле наблюдения телескопа, устанавливают у телескопа оптическое устройство наблюдения с радиусом поля наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля наблюдения телескопа, и направляют его на поле наблюдения телескопа. На выходе оптического устройства наблюдения фиксируют яркие объекты, определяют их скорость и направление движения. Из зафиксированных объектов выделяют те, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу звезд, и используют эти данные для гидирования телескопа и оптического устройства наблюдения. Также выделяют те объекты, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу космических и летательных объектов искусственного происхождения, определяют их параметры и используют эти параметры для защиты по меньшей мере одного телескопа от воздействия на результаты наблюдений оптического излучения со стороны ярких быстродвижущихся объектов.

Таким образом, технический результат достигается следующим.

Для гидирования телескопа и оптического устройства наблюдения выделяют только объекты, относящиеся к классу звезд, и тем самым устраняют воздействие ярких быстродвижущихся объектов на процесс определения положения звезд, которые используются как опорные в процессе гидирования. Поэтому движение телескопа и оптического устройства наблюдения вслед за движением небесной сферы будет более точным, без возможных лишних смещений от помех, вносимых яркими быстродвижущимися объектами.

С другой стороны, используют параметры ярких быстродвижущихся объектов, попадающих в поле наблюдения оптического устройства наблюдения, чтобы устранить или снизить их воздействие на матрицу фотоприемного устройства телескопа и уменьшить негативное воздействие на результаты наблюдений.

Кроме того, синхронное движение телескопа и оптического устройства наблюдения вслед за движением небесной сферы, выполняемое на основе данных о движении звезд, полученных оптическим устройством наблюдения, позволяет защитить результаты наблюдений телескопа от воздействия со стороны ярких быстродвижущихся объектов с большей эффективностью. В этом случае видимые скорость и направление движения таких объектов в поле наблюдения телескопа и в поле наблюдения оптического устройства наблюдения будут одинаковыми. По этой причине параметры этих объектов, определенные при помощи оптического устройства наблюдения, будут обладать необходимой точностью.

Таким образом, решаются сразу две задачи на основе одного устройства.

В частном случае оптическое устройство наблюдения устанавливают на телескопе.

Кроме того, способ характеризуется тем, что дополнительно определяют местоположение оптического устройства наблюдения и передают данные о местоположении на телескопы одновременно с параметрами зафиксированных космических и летательных аппаратов искусственного происхождения.

Помимо этого, расстояние от местоположения оптического устройства наблюдения до местоположения телескопа не должно превышать 300 - 500 метров.

Превышение может привести вследствие параллакса к существенному смещению проекции быстродвижущихся космических объектов, удалённых менее чем на 500 км, в поле наблюдения телескопа относительно его проекции в поле наблюдения оптического устройства наблюдения. Как результат, параметры ярких быстродвижущихся объектов будут определяться при помощи оптического устройства наблюдения с недостаточной точностью.

Видимая яркость быстродвижущихся объектов определяется взаимной ориентацией их отражающих поверхностей, наблюдателя и Солнца. По этой причине увеличение расстояния от телескопа до оптического устройства наблюдения и связанное с этим изменение угла наблюдения за объектами могут привести к изменению их видимой яркости. Это является еще одной причиной, по которой увеличение расстояния между телескопом и оптическим устройством наблюдения более, чем на 500 метров, ведет к снижению эффективности способа.

Кроме того, телескоп может быть размещен в космическом пространстве.

Устройство для реализации способа включает: блок определения параметров ярких объектов, блок гидирования, блок определения параметров ярких быстродвижущихся объектов. При этом к выходу блока определения параметров ярких объектов подключён вход блока гидирования и вход блока определения параметров ярких быстродвижущихся объектов. Вход блока определения параметров ярких объектов выполнен с возможностью подключения к выходу оптического устройства наблюдения с радиусом поля наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля наблюдения телескопа. Выход блока гидирования выполнен с возможностью подключения к устройству гидирования телескопа. Выход блока определения параметров ярких быстродвижущихся объектов выполнен с возможностью подключения ко входу, по меньшей мере, одного устройства, снижающего воздействие ярких быстродвижущихся объектов на результаты наблюдений, по меньшей мере, одного телескопа.

Описанные способ и устройство позволяют защитить от воздействия ярких объектов как работу системы гидирования, так и сами астрономические наблюдения, выполняемые при помощи наземных или космических телескопов.

Технический результат, указанный для способа, относится и к устройству.

В частном случае устройство дополнительно содержит датчик пространственной локации.

Кроме того, устройство выполнено с возможностью подключения к базам данных космических и летательных объектов.

Термины и определения, применяемые в данном изобретении.

Матрица фотоприемного устройства телескопа - одна светочувствительная матрица или массив светочувствительных матриц, которые производят фиксацию оптического сигнала, поступающего с оптической системы телескопа на фотоприемное устройство.

Матрица фотоприемного устройства оптического устройства наблюдения - светочувствительная матрица, которая производит фиксацию оптического сигнала, поступающего с оптической системы оптического устройства наблюдения на фотоприемное устройство.

Поле наблюдения телескопа – поле матрицы фотоприемного устройства телескопа, на котором находится проекция наблюдаемого небесного пространства в конкретное время наблюдения.

Поле наблюдения оптического устройства – поле матрицы фотоприемного устройства оптического устройства наблюдения, на котором находится проекция небесного пространства радиусом поля наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля наблюдения телескопа, и направленная на поле наблюдения телескопа.

Поле наблюдения блока гидирования – часть поля матрицы фотоприемного устройства оптического устройства наблюдения, на которой находится проекция небесного пространства, совпадающая с полем или частью поля наблюдения телескопа в конкретное время наблюдения.

Радиус поля наблюдения – величина, равная радиусу окружности, которая описывает поле наблюдения телескопа или поле наблюдения оптического устройства наблюдения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 представлена схема взаимодействия телескопа и оптического устройства наблюдения.

На Фиг. 2 показано поле наблюдения блока гидирования без применения способа

На Фиг. 3 показано поле наблюдения блока гидирования при применении способа.

На Фиг. 4 показано поле наблюдения оптического устройства наблюдения при прямоугольной матрице.

На Фиг. 5 показано поле наблюдения оптического устройства наблюдения при круглой матрице.

На Фиг. 6 представлена блок-схема реализации способа.

На Фиг. 7 приведена схема реализации способа с несколькими телескопами.

На Фиг. 8 показана схема установки оптического устройства наблюдения на телескопе.

На Фиг. 9 приведена схема применения способа для телескопа, размещенного в космическом пространстве.

На Фиг. 10 показано поле наблюдения блока гидирования оптического устройства наблюдения для телескопа, размещенного в космическом пространстве.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ обеспечения работы телескопа 1 при наличии ярких быстродвижущихся объектов 3 (Фиг. 1) осуществляется с помощью оптического устройства 2 наблюдения. Первоначально определяют направление на поле 12 наблюдения телескопа 1. У телескопа 1 устанавливают оптическое устройство 2 наблюдения с радиусом поля 13 наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля 12 наблюдения телескопа и направляют его на поле 12 наблюдения телескопа 1. На Фиг. 1, Фиг. 4, Фиг. 5 показаны возможные траектории 15 движения ярких быстродвижущихся объектов, например, спутников.

Поле 12 наблюдения телескопа 1 (Фиг. 4) может быть прямоугольным или круговым (Фиг. 5). В зависимости от этого поле 13 оптического устройства 2 наблюдения может быть также прямоугольным или круговым.

Способ позволяет обеспечивать работу по меньшей мере одного телескопа 1. Это означает, что одно и тоже оптическое устройство 2 наблюдения во взаимодействии с устройством 16 реализации способа включающим блок 5 определения параметров ярких объектов, блок 6 гидирования, блок 7 определения параметров ярких быстродвижущихся объектов (Фиг. 6), может обеспечить работу при наличии ярких быстродвижущихся объектов 3 как одного телескопа 1, так и нескольких.

В практике астрономических наблюдений часто возникают ситуации, когда за одним и тем же участком звёздного неба ведут наблюдения одновременно несколько телескопов 1. Такие телескопы 1 могут быть расположены недалеко друг от друга в одной обсерватории. Они также могут находиться вплотную друг к другу, как это бывает во время встреч астрономов-любителей, которые собираются на одной площадке для наблюдения за редким астрономическим явлением. В такой ситуации воздействие, оказанное ярким спутником 3 или самолётом на наблюдения, которые проводятся на одном телескопе, будет оказано в то же время на наблюдения на соседних телескопах 1. Способ позволяет устранить данное воздействие.

Оптическое устройство 2 наблюдения может быть установлено непосредственно на телескопе 1 (Фиг. 8). В этом случае параллакс, который может иметь место при переходе от поля наблюдения телескопа 1 к полю наблюдения оптического устройства 2 наблюдения, практически отсутствует. Если оптическое устройство 2 наблюдения и телескопы 1 расположены на расстоянии друг от друга (Фиг. 1, Фиг. 7), то возникающий параллакс может внести существенную ошибку в процесс защиты результатов наблюдений от воздействия ярких быстродвижущихся объектов.

На Фиг. 7 показано, что расстояния L1 и L2 от оптического устройства наблюдения 2 до телескопов 1 не должно превышать дистанцию 500 м. Для контроля положения оптического устройства 2 наблюдения в состав устройства 16 для реализации способа может быть введен датчик 11 пространственной локации, например, датчик GPS (Фиг. 6), который позволяет контролировать расстояние между оптическим устройством 2 наблюдения и телескопами 1, подключенными к системе защиты от ярких быстродвижущихся объектов.

Оптическое устройство 2 наблюдения (Фиг. 6), содержит блок 4 формирования изображения с радиусом поля 13 наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля 12 наблюдения телескопа 1. К выходу блока 4 формирования изображения подключено устройство 16, реализующее способ и включающее блок 5 определения параметров ярких объектов. В данном блоке 5, во-первых, выделяют те яркие объекты, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу звезд, а во-вторых, выделяют те объекты, скорость и направление движения которых указывает на то, что они относятся к классу космических и летательных аппаратов.

К выходу блока 5 определения параметров ярких объектов подключены входы блока 6 гидирования и блока 7 определения параметров ярких быстродвижущихся объектов. В блоке гидирования 6 вырабатывают сигналы для работы устройств 8 гидирования телескопов 1 с помощью способов, известных в управлении системами гидирования. При этом для управления гидированием в поле гидирования 14 (Фиг. 3 и Фиг. 4) используются только изображения опорных звезд 17, как показано на Фиг. 3. Если бы в блоке 5 не были определены параметры ярких быстродвижущихся объектов, и не были удалены их следы 18 из изображений, которые передаются на блок 6 гидирования, то при гидировании положение звезд 17 определялось бы по изображению, приведенному на Фиг. 2, что неизбежно привело бы к неверному определению положения звезд 17 в данный момент и появлению ошибок в командах процесса гидирования.

Если оптическое устройство 2 наблюдения не установлено жестко на телескопе, то оно должно быть также снабжено устройством 9 гидирования, которое, как и устройства 8 гидирования телескопов, управляется по сигналам блока 6 гидирования (Фиг. 6, Фиг. 7).

В блоке 7 определения параметров ярких быстродвижущихся объектов определяют их параметры яркости и перемещения. На Фиг. 4 и Фиг. 5 показано поле 12 наблюдения телескопа 1 и поле 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения. Центры этих полей совпадают. На Фиг. 4 и Фиг. 5 показаны следы трёх ярких быстродвижущихся объектов 3, в данном случает спутников. Один след проходит через поле 12 наблюдения телескопа 1, второй проходит через поле 13 оптического устройства 2 наблюдения, но не попадает в поле 12 наблюдения телескопа, третий след проходит в стороне от поля 13 оптического устройства 2 наблюдения.

Размер поля 13 оптического устройства 2 наблюдения, окаймляющего поле 12 наблюдения телескопа 1, выбирается с учетом следующих параметров:

ожидаемой угловой скорости движения ярких быстродвижущихся объектов; при высокой скорости таких объектов радиус поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения следует выбирать выше; это необходимо для выполнения нескольких снимков такого объекта;

частоты кадров, с которой производит съемку оптическое устройство 2 наблюдения; при высокой частоте кадров радиус поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения может быть ниже; высокая частота кадров позволяет получить необходимое количество кадров за меньшее время, то есть за меньшее расстояние, которое проходит яркий быстродвижущийся объект 3;

количества снимков, необходимых для определения параметров яркого быстродвижущегося объекта 3 (не менее двух для объектов высокой яркости, не менее трех для объектов средней и слабой яркости); если необходимо получить больше снимков, радиус поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения будет выше; большее количество снимков позволяет выполнить более качественную съемку объектов с недостаточной яркостью или переменной яркостью;

времени экспозиции этих кадров, позволяющего получить на снимках изображения светящихся объектов, на основании которых можно определить их скорость и направление движения с достаточной точностью; кадры с большей экспозицией позволяют получить изображения большего размера и определить параметры с большей точностью; при этом необходимое время нахождения объекта в поле наблюдения возрастет, по этой причине для снимков с большей экспозицией радиус поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения следует выбирать выше;

длительности интервала между кадрами, необходимого для обработки кадров и распознавания на них изображений ярких быстродвижущихся объектов 3 и звёзд 17; больший интервал позволяет провести обработку и распознавание с большей точностью; это также увеличит время, необходимое для съемки, поэтому радиус поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения следует выбирать выше;

времени, необходимого для приведения в действие устройства 10 того или иного типа, установленного на телескопе 1 и снижающего воздействие данных помех на результаты наблюдений.

Совокупность этих требований определяет минимальный радиус поля 13 оптического устройства 2 наблюдения, он на один – десять градусов должен превышать радиус поля 12 наблюдения телескопа 1.

Увеличение поля 13 наблюдения нежелательно. Как видно из Фиг. 4 и Фиг. 5, оно приведёт к увеличению количества объектов, траектории которых хотя и не затрагивают поле 12 наблюдения телескопа 1, но в силу попадания в поле 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения обрабатываются в блоке 5 определения параметров светящихся объектов. Это ведет к увеличению времени обработки параметров всех объектов, возникновению задержек в обработке и увеличению ошибки при определении направления и скорости движения ярких быстродвижущихся объектов, проходящих через поле 12 наблюдения телескопа 1.

Для точного определения параметров движения спутников 3 необходимо использовать оптическое устройство 2 наблюдения с высокой разрешающей способностью. По этой причине радиус поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения не должен быть избыточным.

Чрезмерный радиус поля 13 наблюдения недопустим также потому, что приводит к появлению геометрических искажений изображения.

Выход блока 7 определения параметров ярких быстродвижущихся объектов (Фиг. 6) подключен ко входу по меньшей мере одного устройства 10, снижающего воздействие данных помех на результаты наблюдений по меньшей мере одного телескопа 1. В качестве устройств 10, снижающих воздействие этих помех на результаты наблюдения телескопов 1, могут быть затворы или оптические фильтры, перекрывающие поток света во время прохождения ярких быстродвижущихся объектов по полю 12 наблюдения телескопа 1. Также снижение воздействия помех может осуществляться путем обработки астрономического снимка на выходе матрицы фотоприемного устройства после наблюдений или путем отключения в процессе съёмки фрагментов матрицы фотоприемного устройства телескопа. Также снижение воздействия помех может осуществляться путем управления расписанием наблюдений, когда время начало наблюдений определяют так, чтобы они начинались после выхода ярких быстродвижущихся объектов из поля 12 наблюдения телескопа 1, а время окончания наблюдений определяют так, чтобы они завершались до входа ярких быстродвижущихся объектов в поле 12 наблюдения телескопа 1.

Передача сигналов управления на удалённый телескоп 1 может производиться по проводам, радиоканалу, ИК-каналу, через оптические и волоконно-оптические линии связи, по каналу Wi-Fi или другой беспроводной связи, а также через сеть интернет.

Для повышения точности предсказания времени появления в поле наблюдения ярких быстродвижущихся объектов и точности их идентификации могут быть использованы параметры, известные из баз данных космических и летательных объектов, например базы NORAD. Их получают с помощью приёмника, подключённого к этим базам данных по каналу связи. Выход такого приёмника может быть подключён к устройству 16, в частности ко входу блока 7 определения параметров ярких быстродвижущихся объектов, внутри которого будет произведена идентификация ярких объектов, то есть соотнесение параметров объектов из поля 13 оптического устройства наблюдения 2 с параметрами объектов из базы данных. В результате повысится точность распознавания таких объектов.

Блоки 5, 6 и 7 являются элементами предлагаемого устройства и могут быть объединены между собой в той или иной конфигурации. Также они могут быть объединены в единый блок 16.

Описанные выше способ и устройство могут также быть применены для повышения эффективности работы телескопов, размещенных в космическом пространстве.

Расстояние между космическим телескопом и ярким быстродвижущимся объектом, например спутником, может составлять десятки километров. Воздействие спутников, проходящих в относительной близости к космическим телескопам, в сравнении с их воздействием на телескопы наземного базирования, может быть более быстротечным и значительным.

В такой ситуации для своевременного обнаружения проходящего спутника и определения его параметров необходимо устанавливать максимально возможным радиус поля наблюдения оптического устройства наблюдения. Превышение радиуса поля 13 наблюдения оптического устройства 2 наблюдения над радиусом поля 12 наблюдения телескопа 1 более чем на 10 градусов может привести к геометрическим искажениям изображения в поле 13 наблюдения, что существенным образом снизит точность определения скорости и направления движения спутника.

В случае размещения в космическом пространстве устройство 16 устанавливается на телескопе 1 (Фиг. 9).

Ширина следа 20 (Фиг. 10), который яркий спутник может оставить в поле наблюдения оптического устройства наблюдения, установленного на космическом телескопе, может составлять десятки или сотни пикселей. Это может привести к потере изображений множества опорных звезд. В случае высокого риска сближения космического телескопа с яркими спутниками для повышения точности гидирования необходимо заблаговременно выбирать в качестве опорных звезды, изображения которых могут быть подвержены засветке со стороны ярких спутников с наименьшей вероятностью. Для этого в процессе обработки изображений звезд в устройстве 16 может производиться отбор опорных звезд, не подверженных влиянию спутников, на основе предварительно известных траекторий спутников. Параметры этих траекторий могут быть получены, например, в формате, известном как Two Line Element set (TLE), или других подобных данных через устройство подключения к базам данных траекторий космических объектов. В частности, к базе данных NORAD, базам данных различных сервисов Космической Ситуационной Осведомленности (Space Situational Awareness – SSA), другим подобным базам данных. Благодаря тому, что при помощи устройства 19 может быть произведен отбор опорных звезд, не подверженных воздействию ярких быстродвижущихся объектов, управление устройством гидирования 8 космического телескопа 1 производится с большей точностью.

На Фиг. 9 показана схема совместной работы устройства 16 и устройства 19 подключения к базам данных траекторий космических объектов. На Фиг. 10 показано изображение в поле наблюдения 13 оптического устройства 2 наблюдения, а именно, изображения звезд 21, которые затронуты следом 20 яркого спутника, и звезд 22, которые им не затронуты. Благодаря данным, полученным от устройства 19 подключения к базам данных траекторий космических объектов, в качестве опорных выбираются звезды 22, изображения которых не затронуты следом 18 яркого спутника.

Подобным же образом при помощи устройства 19 подключения к базам данных траекторий космических объектов может быть повышена эффективность работы устройства 16 и способа в целом в ситуации, когда астрономические наблюдения проводятся при помощи наземного телескопа.

Излучение со стороны ярких объектов, которое представляет собой помеху работе телескопов и их систем гидирования, может иметь место на различных частотах оптического диапазона. Наибольшее влияние оказывает излучение в видимом и инфракрасном диапазоне. Описанные способ и устройство могут быть применены для защиты от воздействия ярких быстродвижущихся помех в любой части оптического диапазона, в том числе в видимой и инфракрасной.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Способ обеспечения работы телескопа и устройство для его осуществления могут быть эффективно использованы в существующих системах наблюдения в астрономии, как профессиональных, так и любительских.

Claims (8)

1. Способ обеспечения работы телескопа при наличии ярких быстродвижущихся объектов, заключающийся в том, что первоначально определяют направление на поле наблюдения телескопа, устанавливают у телескопа оптическое устройство наблюдения с радиусом поля наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля наблюдения телескопа, и направляют его на поле наблюдения телескопа, на выходе оптического устройства наблюдения фиксируют яркие объекты, определяют их скорость и направление движения, из зафиксированных объектов, выделяют те, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу звезд, и используют эти данные для гидирования телескопа и оптического устройства наблюдения, также выделяют те объекты, скорость и направление движения которых указывают на то, что они относятся к классу космических и летательных объектов искусственного происхождения, определяют их параметры и используют эти параметры для защиты по меньшей мере одного телескопа от воздействия на результаты наблюдений оптического излучения со стороны ярких быстродвижущихся объектов.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что оптическое устройство наблюдения устанавливают на телескопе.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что дополнительно определяют местоположение оптического устройства наблюдения и передают данные о местоположении на телескопы одновременно с параметрами зафиксированных космических и летательных объектов искусственного происхождения.

4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что расстояние от местоположения оптического устройства наблюдения до местоположения телескопа не должно превышать 300 - 500 метров.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что телескоп размещен в космическом пространстве.

6. Устройство для реализации способа по п. 1, включающее: блок определения параметров ярких объектов, блок гидирования, блок определения параметров ярких быстродвижущихся объектов; при этом к выходу блока определения параметров ярких объектов подключён вход блока гидирования и вход блока определения параметров ярких быстродвижущихся объектов, а вход блока определения параметров ярких объектов выполнен с возможностью подключения к выходу оптического устройства наблюдения с радиусом поля наблюдения на один – десять градусов больше, чем радиус поля наблюдения телескопа, выход блока гидирования выполнен с возможностью подключения к устройству гидирования телескопа, и выход блока определения параметров ярких быстродвижущихся объектов выполнен с возможностью подключения ко входу по меньшей мере одного устройства, снижающего воздействие ярких быстродвижущихся объектов на результаты наблюдений по меньшей мере одного телескопа.

7. Устройство по п. 6, характеризующееся тем, что дополнительно содержит датчик пространственной локации.

8. Устройство по п. 6, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью подключения к базам данных траекторий космических и летательных объектов.