Jak potężny teleskop pozwoliłby mi zobaczyć astronautów na pokładzie ISS podczas kosmicznego spaceru?


45

Wynikało to z komentarza zamieszczonego przeciwko pytaniu w innym miejscu na stosie wymiany

Jak potężny teleskop / lornetka pozwoliłby mi zobaczyć astronautów na pokładzie ISS podczas kosmicznego spaceru? Otwór? Powiększenie?


Amatorzy naprawdę będą musieli to zrobić dobrze, to optyka adaptacyjna. Przewiduję, że kolejna dekada lub dwie przekażą je w ręce gwiezdnego amatora. Byłby to dla kogoś ciekawy projekt kickstarter!
John Sikes

Odpowiedzi:


41

Dokonano tego wcześniej, więc nie muszę przeprowadzać wszystkich ciężkich obliczeń przy użyciu kryterium Rayleigha uwzględniającego dyfrakcję atmosferyczną i długość fali światła widzialnego. Ralf Vandebergh, holenderski astronom, profesjonalny fotograf i doświadczony obserwator satelitarny, jest zajęty próbą zrobienia tego dokładnie od 2007 roku i rzeczywiście kilkakrotnie udało mu się to za pomocą 10-calowego (25,4 cm) newtonowskiego teleskopu refleksyjnego o mocy rozdzielczej ( rozdzielczość kątowa na czujniku CCD) wynosząca około jednego piksela na metr w odległości do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), która obecnie znajduje się na orbicie 230 mil (370 km) nad Ziemią:

   Szczegóły Ralfa Vandebergha z zdjęcia, które wykonał 21 marca 2009 r., Pokazujące astronautów pracujących poza ISS.  Źródło: Ralf Vandebergh

   Szczegóły Ralfa Vandebergha z zdjęcia, które wykonał 21 marca 2009 r., Pokazujące astronautów pracujących poza ISS. Źródło : R. Vandebergh

Na osobistej stronie Vandebergha znajdują się również wszelkiego rodzaju inne udane obserwacje ISS za pomocą jego teleskopu i zarejestrowane na obu fotografiach, a także na krótkich filmach. Dlaczego krótkie? Ponieważ celowanie w ISS poruszający się z prędkością 4,8 mi / s (7,7 km / s) jest dość trudne, a warunki atmosferyczne i czasy, w których ISS przechodzi nad jakimś obszarem na powierzchni Ziemi, nie pozwalają mu łatwiejsze . Ale wytrwałość i ciężka praca dobrze zapłaciły za tego indywidualnego astronoma.

       wprowadź opis zdjęcia tutaj

          Surowe wideo z ISS widzianej przez turbulencje powietrza. Zwróć uwagę na dobrą widoczność anteny Lira na rosyjskim
          module Zvezda w dolnej części obrazu. Źródło : R. Vandebergh

Zatem pomijając matematykę, aby obliczyć wymaganą rozdzielczość kątową teleskopu i zastosować ją do dowolnego arbitralnie wybranego rozmiaru i rozdzielczości czujnika obrazu, możemy zobaczyć, że przy użyciu dobrze skolimowanego 10-calowego teleskopu Newtona lub Dobsona w jasną noc można, z niektóre prawie idealne celowanie, dają bezpośredni dowód na to, że statek kosmiczny wykonuje swoją pracę na wysokości 230 mil (370 km) podczas EVA. Potężniejsze teleskopy mogłyby oczywiście wytwarzać obrazy o lepszej rozdzielczości, ale efekty atmosferyczne ograniczają ich użycie i oczywiście znacznie trudniej jest namierzyć obiekt poruszający się szybko po niebie.


2
Wydaje się, że rozdzielczość kątową teleskopu można aproksymować granicą Rayleigha , która wynosi 5,5 / aperturę w calach. Dla 10 cali będzie to 0,55 sekundy łuku. I szybkie wyszukiwanie mówi mi, że ISS jest około 37 sekundach łuku na odległość 410km. Tak więc otrzymujemy co najmniej 67 wyraźnych pikseli ISS z 10-calowego teleskopu! Ponadto, stosując techniki super-rozdzielczości, możemy osiągnąć znacznie lepszą rozdzielczość niż to.
Arne,

Łał. Absolutnie wspaniałe.
iMerchant

22

Ralf Vandebergh jest jednym z najlepszych amatorskich fotografów astronomicznych, którzy zajmują się fotografią statków kosmicznych. O ile mi wiadomo, używa 10-calowego (25,4 cm) teleskopu Newtona , więc jest to dość powszechny teleskop.

Podobno miał obrazowanych spacerowiczów podczas poprzednich misji ISS i STS . Mimo że mają tylko kilka pikseli, nie można dostrzec żadnych szczegółów. Niemniej jednak jego zdjęcia są zdecydowanie, absolutnie oszałamiające:

STS-133 Astronauta podczas EVA-2 (autor: Ralf Vandebergh)


2

Zwróć uwagę, że jest mniej więcej symetryczny, więc sprzęt o kalibrze wystarczającym do obserwowania działalności człowieka na ziemi z kosmosu, gdyby był zamontowany na ziemi, byłby mniej więcej tego samego rozmiaru i technologii wymaganej do obserwowania działalności człowieka w kosmosie . Możesz więc sprawdzić wyniki teoretyczne i eksperymentalne w porównaniu z parametrami znanymi z wojskowych satelitów monitorujących. Więc „wiesz”, że nie musi mieć średnicy 200 stóp i musi być znacznie większy niż lornetka, w rzeczywistości o wielkości satelity szpiegowskiego wydaje się być odpowiedni dla wojskowego poziomu niezawodności i oświetlenia.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.