Спутник "Маяк"

[AntonAlexandrov]

а почему бы не подключить "Полупроводниковый лазер импульсного режима работы" через светорассеиватель, мне кажется можно при желании поднять энергию импульса до большого значения.

Полупроводниковый лазер слаб, капризен и нежен.А если его еще и рассеять - то совсем труба. Единственное, чем он хорош - условной монохроматичностью, можно поставить очень чувствительный детектор и смотреть либо спектрометром, либо через фильтр с пропусканием именно этой длины волны.

[AntonAlexandrov]

фотоаппарат как раз и не нужен. но он и не поможет, потому что ваш объект двигается. он не сможет накопить свет от светодиода, только если сделать точное ведение за вашим спутником

Точное ведение за орбитой, по которой летает спутник, сделать ИМХО проще, чем точное позиционирование зеркальной тарелкой.
Но в целом мысль была обеспечить достаточную мощность, чтобы достаточно чувствительная аппаратура с большой апертурой сняла-таки трек в виде условной азбуки Морзе.

[Солнечный Яр]

Наблюдения от 28 июля.
Герой данного снимка несомненно Cosmos 1461, пыхнул как МКС и сразу ушёл в тень, но интерес представляют два других объекта.
Если присмотреться на снимке можно заметить две едва различимые полоски параллельные друг другу, которые пересекают траекторию Cosmos 1461, проходят вплотную к звезде λ Орла и тоже уходят в тень.
Чтобы лучше было видно я их специально выделил в правый верхний угол снимка.



След, что повыше оставил объект Cosmos 1140 Rocket и я сначала думал, что вспышка, которая была зафиксирована в 28-го в 00:59:21 в созвездии Волопаса и о которой я писал выше, исходила именно от него, но оказалось что нет. Изучая отснятый материал и сравнивая с картами выяснилось, что по времени до вспышки он совсем немного не дотянул, но! До неё вполне дотягивает второй объект, который оставил след чуть ниже и который идентифицировать по базе Heavens-above не удалось.
Второй момент. Короткий, но яркий чирк, зафиксированный день спустя, 29-го числа в 01:09:25 в созвездии Геркулеса, пришелся уже очень близко к предполагаемой траектории Маяка и угадайте кого ещё? Правильно - опять Cosmos 1140 Rocket. Объект так же не идентифицирован, а сам Cosmos 1140 Rocket уже давно пролетел.
Примечательно, что и вспышка, и чирк пришлись именно на момент пролёта Маяка, примерно с одинаковым отклонением по времени. Если принять, что за время между вспышкой и чирком Маяк должен был сделать ровно 15 оборотов, то у меня получилось 1 оборот за ~96.67 минуты.
Не исключено, что это просто так совпало, но в каждый из этих пролётов я перелопатил по несколько десятков различных спутников и оба раза единственная траектория проходящаяя около вспышек принадлежала Cosmos 1140 Rocket и ни одному другому спутнику.
Сегодня ночью была отличная видимость и я хотел закрыть этот вопрос дополнительным наблюдением, но буквально за пол часа до события налетели облака и собрать материал так и не удалось.
Опытные товарищи! Кто-нибудь может идентифицировать данный объект? Что за штука летает по траектории очень похожей на траекторию Cosmos 1140 Rocket? Всё-таки он не слабо пыхал, а иногда наблюдался с ровным свечением, при этом в базе отсутствует. Может ли это быть какой-нить шмот от запуска самого Cosmos 1140 Rocket?
Или может кто подскажет базу по спутникам такую же удобную как Heavens-above, но с большим количеством объектов?
Мне пока удавалось идентифицировать на снимках все объекты за исключением двух. Один из них точно не может быть Маяком(картинка с ним в предыдущем моём комменте), а второй приведен как раз тут.

[REALpredatoR]

Сколько в год на алкоголь тратите? Не жалко? Или Вы их <денежки> коллекционируете?

Lego Techic покупаю. А на алкоголь и сигареты трачу в год... 0.

[r1bgg]

Но в целом мысль была обеспечить достаточную мощность, чтобы достаточно чувствительная аппаратура с большой апертурой сняла-таки трек в виде условной азбуки Морзе.

все зависит от задачи. если это шоу, то полоски с закодированным текстом на небе взорвали бы интернет. вот такой будет наш ответ Маску. и в новостях  бы крутили без остановки о нашем величии.

а ежели задача - передать на землю  данные оптическим способом, то нужна импульсная пакетная передача. я не спец по это вопросу, но сходу гуглятся полупроводниковые лазеры с мощностью импульса ~100 вт, это более чем достаточно.

[AntonAlexandrov]

Вы на их размер и цену посмотрите. Да и лазер - штука с настолько низким КПД, что проще уж диодами

[r1bgg]

насколько понимаю, полупроводниковый лазер в первом приближении тот же самый светодиод, выполненный в виде оптического резонатора. wiki говорит, что кпд высокий (0.5), размеры маленькие, цена низкая ( смотрите цены на указки )

скажем так, если в будущем возникнет  задача практической реализации оптического передатчика данных на рассыпухе, обязательно пишите, покритикуем, а может и сделаем прототип, потестим линк например между Кисловодском и Эльбрусом. тема очень интерсная.

[AntonAlexandrov]

насколько понимаю, полупроводниковый лазер в первом приближении тот же самый светодиод

Кроме того, что и тот, и другой - полупроводник - нет

wiki говорит, что кпд высокий (0.5)

У инжекционных - приближается. У светодиодов, впрочем, тоже. Сейчас, возможно, и выше.

, размеры маленькие, цена низкая ( смотрите цены на указки )

Мы говорим про 100Вт в импульсе или про китайские "указки"?

Но самое главное для меня все еще остается загадкой. В моем варианте включаем/выключаем светодиоды с низкой частотой (0.1Гц или около того), показывая 2-битную телеметрию. Снимаем телеметрию с помощью оптического телескопа, направленного на участок неба, где должна пролетать "группа в полосатых купальниках", снимая 15 минут пролет всей группы на длинных выдержках.

Как в вашем случае (даже если мы умудрились поставить импульсный 100Вт лазер на борт) мы считаем телеметрию?

[Солнечный Яр]

Из сегодняшних наблюдений (5 августа)
На этот раз съемка велась в созвездии Орла, где ожидался пролет "Маяка".
Зафиксированы два объекта:
Cosmos 2334 Rocket;
Nadezhda 1 Rocket (наблюдалась сквозь дымку и даже тонкую пелену облаков).
За 3 минуты до пролёта "Маяка" налетели совсем плотные облака и съемка была свернута.

Не смотря на наличие неидентифицированных объектов и нескольких вспышек, которые косвенно могут указывать на Маяк, можно подытожить, что с 99% вероятностью аппарат всё же не раскрылся и в связи с большими трудозатратами на поиск, изучение и обработку отснятого материала дальнейшие наблюдения видятся не целесообразными и так же свернуты. А я уезжаю совсем по другим делам и буду опять очень долго недоступен. Было бы здорово, если кто примет эстафету по дальнейшим поискам, либо все же более разумным было бы признать, что там действительно "кирпич". Как я писал выше, при хороших условиях на орбите фиксируются поблёскивания практически любой вразумительных размеров "посудины", а если Маяк не обнаруживается, то этих вразумительных размеров он не имеет и как следствие - не раскрылся.

Всем успехов и хороших наблюдений!

[asdf]

By equipping CubeSats with LEDs flashing with different patterns, it would be possible to minimize the confusion among them in case of deployment of multiple objects at the same time, such as large cluster for future LEO CubeSat missions[9].
In fact, they can be distinguished shortly after deployment by using ground-telescope images even if in the same image separated by only few arc-seconds.

Currently, JSpOC (Joint Space Operations Center) is requesting markers on each spacecraft in case of large numbers of CubeSats deployed at the same time [10] and the proposed solution of using LEDs will satisfy this requirement.

https://conference.sdo.esoc.esa.int/proceedings/sdc7/paper/376/SDC7-paper376.pdf

Интересная мысля. НОРАД требует от разработчиков мелкомусорных спамсатов внедрять индикаторы, например LED-ы... и не парить. Конечно, не в принудительном порядке, но теоретически, они (светодиоды) могут помочь избежать путаницы в отождествлении объектов при запуске кластеров одной РН.

А вот 3.5-см "Спрайты", которые  были интегрированы в латвийскую Венту (Venta-1), улетевшей вместе с Max Valier Sat на PSLV-С38  ранее в июне, похоже всё таки не каталогизировали... Прошляпили или радары не тянут, пока не понятно.

Max Valier Sat это рентгеновский телескоп µRosi на платформе наноспутника, который создали и запустили на низкую околоземную орбиту итальянские астрономы-аматоры.http://space.skyrocket.de/doc_sdat/max-valier-sat.htm

Это я позволил себе из соседней темы про космический мусор.

[r1bgg]

Но самое главное для меня все еще остается загадкой. В моем варианте включаем/выключаем светодиоды с низкой частотой (0.1Гц или около того), показывая 2-битную телеметрию. Снимаем телеметрию с помощью оптического телескопа, направленного на участок неба, где должна пролетать "группа в полосатых купальниках", снимая 15 минут пролет всей группы на длинных выдержках.

Как в вашем случае (даже если мы умудрились поставить импульсный 100Вт лазер на борт) мы считаем телеметрию?

С самого начала я писал про сравнение "вашей" схемы и "моей" с энергетической точки зрения. Как передать на землю единицу информации оптическим методом, и с минимальными затратами энергии. Вот несколько мыслей:

Отношение сигнал/шум - основной параметр при  любой передаче информации через физическую среду. Независимо от  способа передачи информации существует граничное отношение сигнал/шум, ниже которого передача невозможна. Для осуществления успешной передачи  мы должны на всех этапах стараться увеличивать это отношение, просто на пальцах сравним этапы передачи данных:

1.  Как вы уже наверное убедились сами, кпд полупроводниковых лазеров достаточно высок (0.5), не уступает светодиодам, в импульсном режиме они могут излучать существенно большие мощности  (десятки ватт) чем в постоянном. Разумеется лазер будет что то стоить, но я уверен что замена светодиодов на импульсный лазер никак не повлияет стоимость спутника.

2. Рассеить когерентный и монохромный луч луч проще, чем собрать в пучок свет от светодиодов. Не составит большого труда при помощи несложной оптики (смотрите насадки к лазерным указкам) сформировать из луча лазера конус  нужного размера. С точки зрения диаграммы направленности, сигнал/шум при передаче лазером всегда будет больше чем у светодиода.

3. Емкость аккумулятора одинаковая. Если мы хотим иметь возможность передавать телеметрию одинаковое количество времени, то среднее потребление передатчиков должно быть одинаковым. Вы предлагаете передавать методом "морзе", в первом приближении светодиоды будут работать 33 % времени. При пакетной передаче лазер будет молчать например 99% времени, а потом передавать данные мощным импульсом в течении 1% времени. Так-как мы договорились что общее энергопотребление одинаковое, то отношение сигнал/шум для импульсного лазера увеличится в 33/1 раз.

3. Начинаем принимать. Спутник движется. При передаче коротким импульсом все энергия луча будет одномоментно зарегистрирована одним приемником ( лавинным фотодиодом в фокусе телескопа). При приеме методом «рисования полосок на фотоприемнике» энергия будет размазана на некоторое количество пикселов (иначе как вы увидите полоски). Квантовая эффективность фотолиодов бывает 0.8 (нагуглил), у  специализированных сенсоров  для астрофотографии QE  имеет подобное значение (бывает и 0.9). Получается что метод регистрации «полосок» сходу проигрывает отношению сигнал/шум импульсному методу в число раз, равное пиксельной длине «полоски», как минимум в 2 раза.

Как принимать: не так уж и сложно. В фокус телескопа устанавливаем лавинный фотодиод, к нему усилитель, потом пишем что получается и анализируем на предмет пакетной передачи, можно и не в реальном времени. Разумеется потребуется ведение телескопа и более сложный механизм регистрации чем фотоаппарат с телеобъективом. Но это вопрос решаем на земле, в том числе и любителями.

Даже прикидка первого приближения говорит что передача данных импульсным лазером с точки зрения энергетических затрат может оказаться  на 2-3 порядка более эффективным методом чем «морзе» на небе.

Ребята из САО наверное могут подробнее рассказать, что из этого получилось, вот нашел статью:

http://www.kosmos4you.ru/texnika/kosmicheskie-korabli/novye-texnologii/sistema-kosmicheskoj-lazernoj-svyazi.html

[Солнечный Яр]

Наблюдения от 6 августа.
Сегодня была такая замечательная ночь, что я не удержался и напоследок перед отъездом все же решил ещё немного посканить небо.

1. Заметил баг на heavens-above: если пролёт объекта происходит с одних суток на другие, например, начало 5 августа в 23:55, а уход в тень или за горизонт 6 августа в 00:05, то такие объекты при последующем поиске в базе по времени не отображаются. В качестве решения: их можно найти в мобильном приложении.
2. Наблюдал KANOPUS-V-IK, видно было хорошо по всей траектории, обрабатывать отснятый материал по Канопусу не стал т.к. решил сэкономить время для работы с другим объектом (пункт 3).
3. Зафиксировал довольно яркий проход одного их членов "группы в полосатых купальниках". Сразу после этого объект ушёл в тень. Кто именно из данной группы так блеснул судить не возьмусь. Что касается Маяка, то его предполагаемая траектория относительно "чирка" на снимке совсем немного смещена, так же есть небольшое отклонение по времени пролёта.

Траектория по heavens-above, 18 кадров вместе, 1 кадр с самым ярким "чирком" отдельно(для лучшего восприятия).


На десерт анимация.


Если кто-нибудь ещё будет пытаться "ловить" Маяк, то лучше всего караулить область неба, где объект будет нырять в тень Земли(может быть не все об этом знают). В этот момент из-за свойств атмосферы объект ещё дополнительно подсвечивается и иногда результат выходит весьма впечатляющим. Подобным образом можно зафиксировать и совсем слабые объекты.
Вот, теперь точно всё!
Ещё раз, всем хороших наблюдений!

[xd]

Почитал обсуждение визуальной телеметрии, ужаснулся. Сразу видно, что никто не сталкивался с особенностями работы электроники в вакууме. Любая из предлагаемых конструкций проживёт в таком виде несколько десятков минут, даже если КПД источника будет 90% (что нереально). Основная проблема - термостабилизация. Если есть два светодиода, излучающие 5 Вт секундным импульсом раз в 10 секунд с КПД 50%, то это означает, каждый с каждым импульсом 5 Дж будет уходить на нагрев светодиода. Для того, чтобы он успевал остывать, нужен контактный теплосток, в котором недопустимы даже микронные зазоры. Медь переносить тепло будет за счёт градиента температур. Дальше нужно куда-то это тепло высвечивать, потому что кроме как наружу в виде излучения сбросить его некуда.
Попробую попросить наших тепловиков прикинуть допустимую величину скважности излучения для радиатора 10х10 см и длине медного теплостока 20 см, и график температуры активного элемента при скважности 1/10

[аспирант]

Почитал обсуждение визуальной телеметрии, ужаснулся.

Не то слово. Ладно зеркало пассивное, отражающее солнечный свет и не требующее никакой стабилизации..... Ставим лазер или светодиод и получаем проект на несколько сотен миллионов долларов с системами теплораспределения, стабилизации - с орбиты "иголкой" светить и ещё попасть куда надо.... У американцев было достижение в 90-х - лазерным лучом в Шаттл попали, точнее в пятно 30 см.... как вы думаете сколько это стоило и какова практическая польза от сего?

[Nova-82]

Почитал обсуждение визуальной телеметрии, ужаснулся. Сразу видно, что никто не сталкивался с особенностями работы электроники в вакууме. Любая из предлагаемых конструкций проживёт в таком виде несколько десятков минут, даже если КПД источника будет 90% (что нереально). Основная проблема - термостабилизация. Если есть два светодиода, излучающие 5 Вт секундным импульсом раз в 10 секунд с КПД 50%, то это означает, каждый с каждым импульсом 5 Дж будет уходить на нагрев светодиода. Для того, чтобы он успевал остывать, нужен контактный теплосток, в котором недопустимы даже микронные зазоры. Медь переносить тепло будет за счёт градиента температур. Дальше нужно куда-то это тепло высвечивать, потому что кроме как наружу в виде излучения сбросить его некуда.Попробую попросить наших тепловиков прикинуть допустимую величину скважности излучения для радиатора 10х10 см и длине медного теплостока 20 см, и график температуры активного элемента при скважности 1/10

А сделать закрытый объем маслонаполненный, со сбросом тепла туда ? заодно и обогревать батареи и прочую электронику?
просто это будет уже сильно дороже...  так как еще и насос нужен будет.

[аспирант]

А сделать закрытый объем маслонаполненный, со сбросом тепла туда ? заодно и обогревать батареи и прочую электронику?просто это будет уже сильно дороже...  так как еще и насос нужен будет.

Не надо фантазировать. Достаточно для начала провести земные испытания в пределах прямой видимости..... взять зеркало, покрутить его, отражая свет - принять сигнал. Затем лазер-светодиод покрутить..... А термодинамика и прочие вещи нужно "отдать" спецам, слишком сложная задача в условиях вакуума и при наличии энергии солнца.... А вообще то в любой работе необходимо наличие ЦЕЛИ, какова задача данного проекта? Спасение людей, облегчение их жизни, распил денег и т.д......

По поводу электроники и батарей - они выделяют тепло.....

[Nova-82]

Не надо фантазировать

Да какие фантазии то? В советских ракетах так поддерживали нужную температуру электроники. и сейчас в некоторых случаях поддерживают.

[xd]

Я попросил нашего тепловика посчитать пассивное охлаждение через медный теплосток длиной 20 см на радиатор 10х10 см (одна грань юнита кубсата), и, если будет не слишком муторно, для двух светодиодов с противоположной стороны аппарата и двух радиаторов на торцах при закрутке 0,5 оборота в секунду.

[аспирант]

Да какие фантазии то? В советских ракетах так поддерживали нужную температуру электроники. и сейчас в некоторых случаях поддерживают.

В советских аппаратах применялись лампочки стержневые, которым +150 или -100 по Цельсию по барабану было..... С ПП значительно сложнее - тепловые режимы, заряженные частицы, спецприёмка..... Китай нам поставит? Всё таки акцентирую - ЦЕЛЬ какова?

[Nova-82]

Всё таки акцентирую - ЦЕЛЬ какова?

Поболтать о том что делать при отсутствии нормального передатчика и подумать о том - как помигать светодиодами на орбите.
Как тут выясняется - просто плата со светодиодами не выдержит работы в открытом космосе.