Обзорно-барьерный телескоп

Телескоп может быть использован для поиска искусственных и естественных небесных объектов, в частности космического мусора, в околоземном космическом пространстве. Обзорно-барьерный телескоп состоит из обзорного канала, содержащего объектив с приемником излучения, помещенные в корпус обзорного канала, двухосного опорно-поворотного устройства с первой - вертикальной - осью и второй - горизонтальной - осью, снабженными приводами, барьерных каналов, выполненных из объективов с приемниками излучения, помещенными в корпуса барьерных каналов и закрепленными снаружи корпуса обзорного канала. Корпус обзорного канала установлен на горизонтальной оси двухосного опорно-поворотного устройства, и на нем жестко закреплена неподвижная силовая кольцевая конструкция. Введены подвижная силовая кольцевая конструкция и ее привод, установленные на неподвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вокруг корпуса обзорного канала. Корпуса барьерных каналов закреплены на подвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вместе с ней вокруг корпуса обзорного канала. Технический результат - создание обзорно-барьерного телескопа, способного задавать барьерному полю зрения требуемую ориентацию при мониторинге космического пространства на низких высотах. 2 ил.

 

Изобретение относится к оптическим астрономическим приборам и может быть использовано для поиска искусственных и естественных небесных объектов, в частности, элементов космического мусора в околоземном космическом пространстве.

Известны два способа поиска объектов. Первый способ применяется при обнаружении неподвижных и малоподвижных объектов. Он заключается в том в том, что прибор проводит последовательный обзор (сканирование) исследуемого пространства и накрывает искомый объект своим полем зрения. Второй способ применяется в случае, когда искомый объект быстро перемещается. Такой объект обнаруживается на барьере в тот момент, когда он пересекает неподвижное поле зрения прибора, реализующее этот барьер. Описание этих способов приведено в книге «Поиск объектов», авторов Абчук В.А., Суздаль В.Г., М., «Сов. Радио», 1977 г., стр. 220-242.

Первый, обзорный, способ поиска, как правило, применяется в современных классических телескопах, содержащих один оптико-приемный канал, построенный на базе крупногабаритного объектива и крупноформатного мозаичного приемника излучения. Объектив и приемник излучения помещены в корпус, который размещается на двухосном опорно-поворотном устройстве (монтировке), обеспечивающем сканирование небесной сферы за счет циклического переброса поля зрения по двум осям. Описание подобного телескопа приведено в статье «Светосильный широкоугольный телескоп АЗТ-33ВМ», авторов С.А. Денисенко и др., опубликованной в журнале «Оптический журнал», №10, 2009 г., стр. 48-51.

Второй, барьерный, способ поиска применяется в специализированных телескопах, предназначенных для обнаружения низкоорбитальных космических объектов, имеющих большую видимую угловую скорость (до 3,2 угл.град./с). Подобный телескоп описан в статье «Окно» в космос», авторов Вельского А.Б. и др., опубликованной в журнале «Воздушно-космическая оборона», №10, 2010 г., стр. 54-61.

Телескоп содержит два идентичных оптико-приемных канала, построенных на базе оптического тракта, составленного из широкопольного объектива и специального волоконно-оптического преобразователя. Входной торец преобразователя состоит из секционированных полос, располагается в фокальной плоскости объектива и создает на небе протяженный оптический барьер прямоугольной формы. Секции полос в выходном торце преобразовываются в квадратный формат, соответствующий квадратному формату светочувствительной поверхности приемника излучения. Оптико-приемные каналы помещены в корпус и размещаются на трехосном опорно-поворотном устройстве таким образом, что протяженность их оптических барьеров складывается. Вращение опорно-поворотного устройства по трем осям обеспечивает выведение визирной оси барьерного телескопа в любую точку небесной сферы и любую ориентацию оптического барьера на небесной сфере.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является оптико-электронный комплекс, который предназначен для обнаружения элементов космического мусора и осуществляет поиск объектов во всем диапазоне высот. Оптико-электронный комплекс описан в презентационных материалах «Потенциальная роль оптико-электронных средств ОАО «НПК «СПИ» в обнаружении и мониторинге опасных небесных тел», автор Гришин Е.А., стр. 3-8, опубликованных в сети Интернет по ссылке astronomer.ru/data/…/INASAN-3_PNK_SPP_Grishin.ppt.

Оптико-электронный комплекс содержит оптико-приемные каналы, каждый из которых состоит из помещенных в корпус объектива с приемником излучения. Основной оптико-приемный канал построен на базе крупногабаритного объектива (диаметр входного зрачка 750 мм) с приемником излучения, помещенными в корпус, имеет близкое к квадрату поле зрения (5,4×4,8 кв.град.) и является обзорным, т.е. контролирует неподвижные и малоподвижные космические объекты посредством обзора (сканирования) небесной сферы. Остальные оптико-приемные каналы построены на базе двух среднегабаритных (диаметр входного зрачка 250 мм) и двух малогабаритных (диаметр входного зрачка 50 мм) объективов с приемниками излучения, помещенными в корпуса, и имеют квадратные поля зрения. В данном комплексе крупногабаритный объектив расположен на опорно-поворотном устройстве, выполненном с первой - вертикальной осью, снабженной приводом вертикальной оси, второй - горизонтальной осью, снабженной приводом горизонтальной оси, причем корпус крупногабаритного объектива с приемником излучения установлен на горизонтальной оси двухосного опорно-поворотного устройства. Корпус крупногабаритного объектива с приемником излучения снабжен неподвижной силовой кольцевой конструкцией, жестко закрепленной снаружи корпуса, а среднегабаритные и малогабаритные объективы с приемниками излучения, помещенными в корпуса, неподвижно закреплены снаружи корпуса обзорного объектива с приемником излучения на неподвижной силовой кольцевой конструкции, обеспечивающей достаточную жесткость всей сборки. Поля зрения оптико-приемных каналов попарно соединены таким образом, что на небесной сфере среднегабаритные объективы с приемниками излучения формируют прямоугольное поле зрения размером 14×7 кв.град., малогабаритные объективы с приемниками излучения формируют прямоугольное поле зрения размером 56×28 кв.град. Оптико-приемные каналы с такими полями зрения могут работать как в обзорном, так и барьерном режимах и контролируют космические объекты, движущиеся со средними и большими угловыми скоростями.

Эффективность мониторинга космического пространства определяется количеством вновь обнаруженных космических объектов, которое зависит от производительности поиска. Производительность при обзорном поиске определяется размерами поля зрения и временем, которое отводится на один акт обнаружения и на переброс поля зрения на соседний участок, то есть скоростью обзора. Производительность при барьерном поиске определяется протяженностью оптического барьера и его ориентацией на небесной сфере.

Из-за того, что при барьерном поиске у комплекса отсутствует возможность устанавливать требуемую ориентацию оптических барьеров на небесной сфере, его возможности используются не в полной мере. Даже если визирная ось барьерного оптико-приемного канала будет выведена в зону, где плотность потока контролируемых космических объектов максимальна, но при этом положение барьера не будет перпендикулярно направлению этого потока, производительность комплекса будет низкая.

Задачей заявляемого изобретения является повышение производительности оптико-электронного комплекса при барьерном поиске космических объектов с сохранением высокой производительности при обзорном поиске.

Технический результат - создание обзорно-барьерного телескопа, способного задавать барьерному полю зрения требуемую ориентацию при мониторинге космического пространства на низких высотах.

Это достигается тем, что в обзорно-барьерный телескоп, состоящий из обзорного канала, выполненного из обзорного объектива с обзорным приемником излучения, помещенными в корпус обзорного канала, двухосного опорно-поворотного устройства с первой - вертикальной осью, снабженной приводом вертикальной оси, второй - горизонтальной осью, снабженной приводом горизонтальной оси, причем корпус обзорного канала установлен на горизонтальной оси двухосного опорно-поворотного устройства, неподвижной силовой кольцевой конструкции, жестко закрепленной на корпусе обзорного канала, барьерных каналов, выполненных из барьерных объективов с барьерными приемниками излучения, помещенными в корпуса барьерных каналов и закрепленных снаружи корпуса обзорного канала, в отличие от известного, дополнительно введены подвижная силовая кольцевая конструкция, и привод подвижной силовой кольцевой конструкции, расположенный на корпусе обзорного канала, при этом подвижная силовая кольцевая конструкция установлена на неподвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вокруг корпуса обзорного канала телескопа, а корпуса барьерных каналов закреплены на подвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вместе с подвижной силовой кольцевой конструкцией вокруг корпуса обзорного канала телескопа.

На фиг. 1 изображен обзорно-барьерный телескоп с его обзорным и барьерными полями зрения. На фиг. 2 схематично изображен барьерный оптико-приемный канал с его барьерным полем зрения.

Обзорно-барьерный телескоп (фиг. 1) содержит обзорный оптико-приемный канал и барьерные оптико-приемные каналы. Обзорный оптико-приемный канал состоит из обзорного объектива с обзорным приемником излучения, установленных в корпусе 1 обзорного оптико-приемного канала с обзорным полем зрения 2. Корпус 1 обзорного оптико-приемного канала снабжен неподвижной силовой кольцевой конструкцией 3, по которой перемещается подвижная силовая кольцевая конструкция 4. Между подвижной и неподвижной силовыми кольцевыми конструкциями располагается, например, радиально-упорный подшипник (на фиг. 1 не показан). Вращение подвижной силовой кольцевой конструкции обеспечивается приводом, включающим, например, в данном варианте исполнения, зубчатый обод 5, зубчатое колесо 6 и электродвигатель 7. Барьерные оптико-приемные каналы состоят из барьерных объективов с барьерными приемниками излучения, установленными в корпусе 8 первого барьерного оптико-приемного канала и в и корпусе 9 второго барьерного оптико-приемного канала. Барьерные оптико-приемные каналы имеют барьерное поле зрения 10 и барьерное поле зрения 11 соответственно. Корпуса 8, 9 барьерных оптико-приемных каналов закреплены на подвижной силовой кольцевой конструкции 4 таким образом, что поля зрения 10, 11 стыкуются узкими сторонами, образуя протяженное суммарное барьерное поле зрения обзорно-барьерного телескопа. Корпус 1 обзорного оптико-приемного канала вместе с неподвижной силовой кольцевой конструкцией 3, подвижной силовой кольцевой конструкцией 4, зубчатым ободом 5, зубчатым колесом 6, электродвигателем 7, корпусами 8, 9 барьерных оптико-приемных каналов размещен на двухосном опорно-поворотном устройстве 12, выполненном с вертикальной осью 13 и горизонтальной осью 14. На вертикальной оси 13 установлен привод 15 вертикальной оси 13, на горизонтальной оси 14 установлен привод 16 горизонтальной оси 14. Вращение осей 13, 14 обеспечивается приводом 15 вертикальной оси 13 и приводом 16 горизонтальной оси 14 соответственно.

Барьерный объектив 17 и барьерный приемник излучения 18, выполненный мозаичным (фиг.2), установленные в корпусе 8, формируют на небесной сфере барьерное поле зрения 10. Мозаичный барьерный приемник излучения 18 реализуется, например, двумя матрицами CCD42-90, каждая из которых имеет формат 4608×2048 элементов, размер пикселя 13.5×13.5 мкм2 и, соответственно, размер светочувствительной поверхности 62,2×27.6 мм2. Светочувствительная поверхность барьерного приемника излучения 18, составленная из двух таких матриц, имеет размер 124,4×27,6 мм2. В качестве барьерного объектива 17 применяется, например, широкопольный объектив с диаметром входного зрачка 120 мм и фокусным расстоянием 210 мм. При таком выполнении один барьерный оптико-приемный канал имеет поле зрения 30,6×7,5 град2, а барьерное поле зрения телескопа в целом составляет 61,2×7,5 град2.

Обзорно-барьерный телескоп работает следующим образом. При поиске высокоорбитальных и среднеорбитальных космических объектов основным работающим каналом является обзорный оптико-приемный канал с обзорным объективом и обзорным приемником излучения, установленными в корпус 1 обзорного канала. За счет вращения вертикальной оси 13 и горизонтальной оси 14 опорно-поворотного устройства 12 обзорное поле зрения 2 выводится в заданную область небесной сферы и включается процесс сканирования, представляющий собой следующую последовательность действий: акт обнаружения - переброс визирной оси на угол, равный полю зрения, - акт обнаружения - переброс визирной оси на угол, равный полю зрения, и т.д. При этом визирная ось может перебрасываться как за счет вращения одной оси опорно-поворотного устройства (вертикальной оси 12 или горизонтальной оси 14), так и за счет одновременного вращения обеих осей.

При поиске низкоорбитальных космических объектов основными работающими каналами являются барьерные оптико-приемные каналы с барьерными объективами и барьерными приемниками излучения, установленными в корпуса 8,9 барьерных каналов. За счет вращения вертикальной оси 13 и горизонтальной оси 14 опорно-поворотного устройства 12 барьерное поле зрения обзорно-барьерного телескопа выводится в заданную область небесной сферы. За счет срабатывания привода, включающего зубчатый обод 5, зубчатое колесо 6 и электродвигатель 7, барьерное поле зрения разворачивается таким образом, чтобы ориентация оптического барьера была перпендикулярна направлению максимального потока космических объектов. После достижения заданной ориентации включается процесс обнаружения: акт обнаружения - акт обнаружения - акт обнаружения и т.д.

Возможность задавать барьерному полю зрения требуемую ориентацию позволяет максимизировать количество обнаруживаемых низкоорбитальных объектов.

Обзорно-барьерный телескоп, состоящий из обзорного канала, выполненного из обзорного объектива с обзорным приемником излучения, помещенных в корпус обзорного канала, двухосного опорно-поворотного устройства с первой - вертикальной - осью, снабженной приводом вертикальной оси, второй - горизонтальной - осью, снабженной приводом горизонтальной оси, причем корпус обзорного канала установлен на горизонтальной оси двухосного опорно-поворотного устройства, неподвижной силовой кольцевой конструкции, жестко закрепленной на корпусе обзорного канала, барьерных каналов, выполненных из барьерных объективов с барьерными приемниками излучения, помещенными в корпуса барьерных каналов и закрепленными снаружи корпуса обзорного канала, отличающийся тем, что дополнительно введены подвижная силовая кольцевая конструкция и привод подвижной силовой кольцевой конструкции, расположенный на корпусе обзорного канала, при этом подвижная силовая кольцевая конструкция установлена на неподвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вокруг корпуса обзорного канала телескопа, а корпуса барьерных каналов закреплены на подвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вместе с подвижной силовой кольцевой конструкцией вокруг корпуса обзорного канала телескопа.



 

Похожие патенты:

Способ построения высокоточной прицельной системы с переменным полем зрения основан на определении текущего положения оптической оси объектива и текущего оптического увеличения.

Изобретение может быть использовано, например, в лазерных дальномерах. Телескопическая оптическая система типа Галилея состоит из объектива и окуляра.

Узел для крепления и расфиксации подвижных элементов конструкции космического аппарата относится к оптическому приборостроению, космической технике и астрономии и может быть использован при разработке узлов крепления, в частности, крышек телескопов, предназначенных для наблюдения астрономических объектов в рентгеновском диапазоне спектра электромагнитного излучения.

Оптический прицел может быть использован в охотничьих и спортивных оптических прицелах постоянного увеличения с увеличенным полем зрения. Оптический прицел состоит из двухкомпонентного объектива, оборачивающей системы, состоящий из двух положительных компонентов, двухкомпонентного окуляра, плоскопараллельной пластинки с прицельной маркой и шкалами, перемещаемой перпендикулярно оптической оси и размещенной в плоскости действительного изображения оборачивающей системы, полевой диафрагмы, Между фокусными расстояниями объектива, окуляра, первого и второго компонентов объектива и оборачивающей системы, первого компонента окуляра, удалением выходного зрачка прицела от последней поверхности окуляра выполняются соотношения, приведенные в формуле изобретения.

Зеркально-линзовый объектив содержит установленные последовательно по ходу луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой ϕл.с., выполненную из одиночных линзовых компонентов и установленную позади главного зеркала.

Способ борьбы с засветкой астрономических приборов светом уличных осветительных приборов включает разделение периодов работы осветительных приборов и астрономических приборов по времени.
Катадиоптрический телескоп может быть использован для обнаружения и каталогизации космических объектов в области спектра 400-850 нм. Катадиоптрический телескоп содержит главное вогнутое сферическое зеркало 1, корректирующий элемент 2 и установленный перед фокальной плоскостью телескопа линзовый компенсатор внеосевых аберраций 3, состоящий из афокальной 3(1) и силовой 3(2) частей.

Комплекс может быть использован для наблюдения небесных тел в ясную, пасмурную и дождливую погоду. Комплекс содержит наземный телескоп с блоком управления, его защитное укрытие с его блоком управления, наземный пункт управления комплексом.

Голографический коллиматорный прицел с синтезированным зрачком содержит лазерный диод, коллимирующий объектив, дифракционную решетку пропускающего типа, голографический формирователь неподвижной метки в виде объемной пропускающей голограммы, стеклянную пластинку, выполняющую роль световода.

Оптическая система прицела состоит из расположенных по ходу лучей объектива, плоскопараллельной пластинки с прицельной маркой и шкалами, оборачивающей системы, полевой диафрагмы и окуляра.

Множество объектов, обнаруженных посредством множества датчиков, подвергаются определению в отношении того, являются или нет объекты идентичными друг другу. Если имеется объект в множестве объектов, для которого позиция объекта становится необнаруживаемой после момента, когда множество объектов, обнаруженных посредством множества датчиков, определяются как идентичный объект, выполняется определение в отношении того, является ли непрерывно обнаруживаемый объект объектом, идентичным объекту в предыдущей обработке, на основе прогнозного диапазона, вычисленного из ранее обнаруженной позиции объекта для объекта, становящегося необнаруживаемым, и на основе диапазона присутствия, оцененного из позиции объекта для непрерывно обнаруживаемого объекта.

Комплекс может быть использован для наблюдения небесных тел в ясную, пасмурную и дождливую погоду. Комплекс содержит наземный телескоп с блоком управления, его защитное укрытие с его блоком управления, наземный пункт управления комплексом.

Изобретение относится к неразрушающему контролю заготовок. Способ контроля заготовки включает сохранение данных модели, связанных с заготовкой, в систему контроля и определение относительного положения измерителя удаленности по отношению к заготовке.

Группа изобретений относится к метеорологии и может быть использована для измерения скорости ветра и температуры воздуха в атмосферном пограничном слое до высоты 2-3 км.

Изобретение относится к микроволновой радиометрии, а именно к системам пассивного радиовидения, и может быть использовано для определения радиотепловых контрастов объектов и получения радиотеплового изображения объектов излучения в двух участках миллиметрового диапазона длин волн.

Многоканальная оптико-локационная система содержит тепловизионный, телевизионный и инфракрасный коротковолновый каналы наблюдения с общим зеркальным телескопом, излучающий и приемный лазерные каналы, широкоспектральный и два узкоспектральных излучателя, приемо-передающий телескоп, спектроделители, а также вычислительно-управляющий блок.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности маневрирования судов при подходе к причалу и может быть использовано для швартовки судов. Для швартовки судна с помощью лазерной системы (1) лазерные измерители расстояния (2) и (3) до объекта швартовки с устройствами передачи-приема устанавливают на оконечностях судна.

Изобретение относится к техническим системам видеонаблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории. Система содержит автоматизированное рабочее место оператора и оптико-электронный модуль, который включает в себя опорно-поворотное устройство, телевизионную камеру, тепловизор и блок управления.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для формирования информационного поля лазерных систем телеориентации и навигации, оптической связи и может быть использовано при управлении, посадке и стыковке летательных аппаратов, проводке судов через узости или створы мостов, дистанционном управлении робототехническими устройствами в опасных для человека зонах и т.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для формирования информационного поля лазерных систем телеориентации и навигации, оптической связи и может быть использовано при управлении, посадке и стыковке летательных аппаратов, проводке судов через узости или створы мостов, дистанционном управлении робототехническими устройствами в опасных для человека зонах и т.д.

Телескоп может быть использован для поиска искусственных и естественных небесных объектов, в частности космического мусора, в околоземном космическом пространстве. Обзорно-барьерный телескоп состоит из обзорного канала, содержащего объектив с приемником излучения, помещенные в корпус обзорного канала, двухосного опорно-поворотного устройства с первой - вертикальной - осью и второй - горизонтальной - осью, снабженными приводами, барьерных каналов, выполненных из объективов с приемниками излучения, помещенными в корпуса барьерных каналов и закрепленными снаружи корпуса обзорного канала. Корпус обзорного канала установлен на горизонтальной оси двухосного опорно-поворотного устройства, и на нем жестко закреплена неподвижная силовая кольцевая конструкция. Введены подвижная силовая кольцевая конструкция и ее привод, установленные на неподвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вокруг корпуса обзорного канала. Корпуса барьерных каналов закреплены на подвижной силовой кольцевой конструкции с возможностью вращения вместе с ней вокруг корпуса обзорного канала. Технический результат - создание обзорно-барьерного телескопа, способного задавать барьерному полю зрения требуемую ориентацию при мониторинге космического пространства на низких высотах. 2 ил.

Наверх