Звезда трекер представляет собой оптический прибор , который измеряет положения звезд с помощью фотоэлементов или камеры. [1] Поскольку положение многих звезд было измерено астрономами с высокой степенью точности, звездный трекер на спутнике или космическом корабле может использоваться для определения ориентации (или положения) космического корабля по отношению к звездам. Для этого звездный трекер должен получить изображение звезд, измерить их видимое положение в системе отсчета космического корабля и идентифицировать звезды, чтобы их положение можно было сравнить с их известным абсолютным положением из звездного каталога. Система отслеживания звезд может включать в себя процессор для идентификации звезд путем сравнения структуры наблюдаемых звезд с известной структурой звезд на небе.
История [ править ]
В 1950-х и начале 1960-х годов звездные трекеры были важной частью первых баллистических ракет большой дальности и крылатых ракет , в эпоху, когда инерциальные навигационные системы (ИНС) не были достаточно точными для межконтинентальных дальностей. [2]
Выбор путеводной звезды зависит от времени из-за вращения Земли и местоположения цели. Обычно используется набор из нескольких ярких звезд. Для систем, основанных исключительно на отслеживании звезд, какой-то записывающий механизм, обычно магнитная лента , был предварительно записан с сигналом, который представлял угол звезды в течение дня. При запуске лента была перенаправлена на подходящее время. [2]
Во время полета сигнал на ленте использовался для приблизительного позиционирования телескопа так, чтобы он указывал на ожидаемое положение звезды. В фокусе телескопа находился фотоэлемент и своего рода генератор сигналов, обычно вращающийся диск, известный как прерыватель . Прерыватель заставлял звезду многократно появляться и исчезать на фотоэлементе, создавая сигнал, который затем сглаживался для получения переменного тока на выходе. Фаза этого сигнала сравнивалась с фазой на ленте для получения сигнала наведения. [2]
Система может быть дополнительно улучшена путем объединения ее с INS, и в этом случае дополнительные схемы на INS генерируют опорный сигнал, устраняя необходимость в отдельной ленте. [2] Эти «звездные инерциальные» системы были особенно распространены с 1950-х по 1980-е годы, хотя некоторые системы используют их по сей день. [3] [4]
Современные технологии [ править ]
В настоящее время доступно множество моделей [5] [6] [7] [8] [9] . Звездные трекеры, требующие высокой чувствительности, могут запутаться из-за отражения солнечного света от космического корабля или из-за выхлопных газов двигателей космического корабля (либо отражение солнечного света, либо загрязнение окна звездного трекера). Звездные трекеры также подвержены множеству ошибок (низкая пространственная частота, высокая пространственная частота, временная частота и т. Д.) В дополнение к множеству оптических источников ошибок ( сферическая аберрация , хроматическая аберрация и т. Д.). Есть также много потенциальных источников путаницы в алгоритме идентификации звезд ( планеты , кометы ,сверхновые , бимодальный характер функции рассеяния точки для соседних звезд, других ближайших спутников, световое загрязнение точечных источников из больших городов на Земле, ...). Обычно используется около 57 ярких навигационных звезд . Однако для более сложных миссий для определения ориентации космического корабля используются целые базы данных звездного поля . Типичный звездный каталог для точного определения ориентации создается из стандартного базового каталога (например, из Военно-морской обсерватории США ), а затем фильтруется для удаления проблемных звезд, например, из-за видимой изменчивости звездной величины , показателя цвета.неопределенность или положение на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, подразумевающее ненадежность. Эти типы звездных каталогов могут содержать тысячи звезд, хранящиеся в памяти на борту космического корабля или обработанные с помощью инструментов на наземной станции, а затем выгруженные. [ необходима цитата ]
См. Также [ править ]
- Небесная навигация
- GoTo (телескопы)
Ссылки [ править ]
- ^ "Звездная камера" . НАСА . Май 2004 Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Проверено 25 мая 2012 года .
- ^ а б в г Хоббс, Марвин (2010). Основы наведения ракет и космической техники . Wildside Press . С. 1–104. ISBN 9781434421258.
- ^ Хэмблинг, Дэвид (2018-02-15). «Запуск ракеты с подводной лодки сложнее, чем вы думаете» . Популярная механика . Проверено 12 июня 2020 .
- ^ "Starlink Compendium - ElonX.net" . ElonX.net . 2019-05-22 . Проверено 12 июня 2020 .
- ^ "Звездные следопыты" . Гудрич. Архивировано из оригинала на 17 мая 2008 года . Проверено 25 мая 2012 года .
- ^ "Звездные трекеры Ball Aerospace" . Ballaerospace.com . Проверено 9 сентября 2013 .
- ^ "Системы управления ориентацией и орбитой" . Jena-optronik.de . Проверено 9 сентября 2013 .
- ^ «Оптронная деятельность» . Содерн . Проверено 9 ноября 2017 .
- ^ "OpenStartracker" . УБНЛ . Проверено 14 января 2018 .
