Жұлдызды бағдаршалар – фотоэлементтер немесе камера арқылы жұлдыздардың орнын анықтайтын оптикалық құрал. Ғарыш кеңістігінде бағдарлау үшін қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Оптикалық құрылғының түрі – астрономиялық құрылғы.
Type of optical device
an astronomy device
Жұлдызды бақылаушы – фотоэлементтер немесе камера арқылы жұлдыздардың орналасуын өлшейтін оптикалық құрылғы. Астрономдар көптеген жұлдыздардың орналасуын жоғары дәлдікпен өлшегендіктен, спутникте немесе ғарыш кемесіндегі жұлдызды бақылаушы ғарыш кемесінің жұлдыздарға қатысты бағытын (немесе кеңістіктегі орналасуын) анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Мұны істеу үшін жұлдызды бақылаушы жұлдыздардың суретін алуы, олардың ғарыш кемесінің координаттық жүйесіндегі көрінетін орнын өлшеуі және жұлдыздарды жұлдыз каталогындағы белгілі абсолюттік орнымен салыстыру үшін анықтауы керек. Жұлдызды бақылау құралына аспандағы жұлдыздардың белгілі үлгісімен салыстыра отырып, жұлдыздарды анықтау үшін процессор енгізілуі мүмкін.
A star tracker is an optical device that measures the positions of stars using photocells or a camera. As the positions of many stars have been measured by astronomers to a high degree of accuracy, a star tracker on a satellite or spacecraft may be used to determine the orientation (or attitude) of the spacecraft with respect to the stars. In order to do this, the star tracker must obtain an image of the stars, measure their apparent position in the reference frame of the spacecraft, and identify the stars so their position can be compared with their known absolute position from a star catalog. A star tracker may include a processor to identify stars by comparing the pattern of observed stars with the known pattern of stars in the sky.
Тарих
1950-ші және 1960-шы жылдардың басында жұлдызды бағыттағыштар ұзақ қашықтыққа ұшырылатын баллистикалық зымырандар мен қанатты зымырандардың маңызды бөлігі болды, дәл сол кезде инерциялық навигациялық жүйелер (ИНЖ) құрлықтар аралық қашықтықтар үшін жеткілікті дәлдікке ие болмаған. Бұл "жұлдыздық-инерциялық" жүйелер 1950-ші жылдардан 1980-ші жылдарға дейін кеңінен қолданылды, алайда кейбір жүйелер оларды бүгінге дейін пайдаланады.
In the 1950s and early 1960s, star trackers were an important part of early long range ballistic missiles and cruise missiles, in the era when inertial navigation systems (INS) were not sufficiently accurate for intercontinental ranges. These "stellar inertial" systems were especially common from the 1950s through the 1980s, although some systems use it to this day.
Қазіргі технология
Қазіргі уақытта көптеген модельдер қол жетімді. Сонымен қатар, CubeSat зерттеушілері мен әзірлеушілерінің жаһандық қауымдастығына арналған ашық жобалар да бар. Жоғары сезімталдық талап ететін жұлдызды бақылаушылар ғарыш кемесінен шағылған күн сәулесімен немесе ғарыш кемесінің қозғалтқыштарынан шығатын газ ағындарымен (күн сәулесінің шағылуы немесе жұлдызды бақылаушы терезесінің ластануы) шатастырылуы мүмкін. Жұлдызды бақылаушылар, сондай-ақ, әртүрлі қателерге (төмен кеңістіктік жиілік, жоғары кеңістіктік жиілік, уақыттық қателер және т.б.) және әртүрлі оптикалық қателерге (сфералық аберрация, хроматикалық аберрация және т.б.) бейім. Жұлдызды анықтау алгоритмін шатастыруға болатын көптеген факторлар бар (планеталар, кометалар, жарықшастар, көршілес жұлдыздардың нүктелік таралу функциясының бимодальды сипаты, басқа жақын спутниктер, Жердегі ірі қалалардан келетін нүктелік жарық ластануы және т.б.). Көбінесе қолданылатын шамамен 57 жарқын навигациялық жұлдыз бар. Дегенмен, күрделі міндеттер үшін ғарыш кемесінің бағытын анықтау үшін толық жұлдыздық өріс дерекқоры қолданылады. Жоғары дәлдікпен қатынасты анықтау үшін әдеттегі жұлдыз каталогы стандартты базалық каталогтан (мысалы, АҚШ Әскери-теңіз обсерваториясынан) жасалады, содан кейін проблемалық жұлдыздарды жою үшін сүзгіленеді, мысалы, көрінетін шаманың өзгеруі, түс индексінің белгісіздігі немесе Герцспрунг-Рассел диаграммасындағы орнының сенімсіздігіне байланысты. Мұндай жұлдыз каталогтарында ғарыш кемесінің жадында сақталатын мыңдаған жұлдыз болуы мүмкін, немесе жердегі станциядағы құралдармен өңделіп, содан кейін жүктеледі.
Many models are currently available. There also exist open projects designed to be used for the global CubeSat researchers' and developers' community. Star trackers, which require high sensitivity, may become confused by sunlight reflected from the spacecraft, or by exhaust gas plumes from the spacecraft thrusters (either sunlight reflection or contamination of the star tracker window). Star trackers are also susceptible to a variety of errors (low spatial frequency, high spatial frequency, temporal, ) in addition to a variety of optical sources of error (spherical aberration, chromatic aberration, etc.). There are also many potential sources of confusion for the star identification algorithm (planets, comets, supernovae, the bimodal character of the point spread function for adjacent stars, other nearby satellites, point source light pollution from large cities on Earth, ). There are roughly 57 bright navigational stars in common use. However, for more complex missions, entire star field databases are used to determine spacecraft orientation. A typical star catalogue for high fidelity attitude determination is originated from a standard base catalog (for example from the United States Naval Observatory) and then filtered to remove problematic stars, for example due to apparent magnitude variability, color index uncertainty, or a location within the Hertzsprung Russell diagram implying unreliability. These types of star catalogs can have thousands of stars stored in memory on board the spacecraft, or else processed using tools at the ground station and then uploaded.