Контроль пространства солнечной системы

[Superpentotal]

Всех с наступающим! Пишу нф рассказ, запутался в телесных углах, стерадианах и всём таком. Прошу помочь. 
Перед героем стоит задача - оптический контроль пространства солнечной системы, допустим с радиусом в 30,1 а.е. В наличии есть комплекс по производству автоматизированных станций наблюдения с обзорными широкоугольными телескопами, скажем, в 10°. Герой размышляет, как эти станции лучше расположить. На большом удалении от Солнца с углом зрения внутрь солнечной системы (можно расположить существенно дальше 30,1 а.е.). Или, наоборот, ближе к Солнцу, но с углом зрения во вне. Не соображу, сколько станций надо в первом и во втором случае. По ощущениям, во втором случае станций понадобится больше.
Пытался гуглить, как у нас сейчас организован контроль такого рода, ничего внятного не нашёл. Возможно, лучше расположить станции всем пучком в точках L2 и L3?

[ЕАМ.]

В случае ""глядя наружу" их понадобиться ровно 36 штук.
А "глядя внутрь" - достаточно одной.

[ChiefPilot]

Надо же ещё не просто градусы зоны видимости телескопа, но ещё и требуемую разрешающую способность - какого размера объекты и вообще КАКИЕ объекты надо видеть (в каких диапазонах, какой яркости и т. д. и т. п.)! Иначе это как-то ни о чём...
Если же изначально дано (хотя этого явно не обозначено), что телескоп точно видит всё, что нужно, на нужном расстоянии и только надо посчитать - сколько их надо поставить, чтобы покрыть всю сферу, то тут надо обсудить требуемую степень пересечения окружностей их десятиградусных зон. Между прочим, не сказано даже 10 градусов это диаметр или радиус зоны... В общем, Вам куда-то вот сюда: https://www.google.com/search?q=покрытие+сферы+равными+кругами

Да, и ещё: на таких расстояниях (30 а.е.) не обязательно постоянно пялиться в одну и ту же точку пространства кучей телескопов, покрывающих всю сферу - вполне достаточно одним (или двумя (для разных полусфер) если они совсем рядом с Землёй) телескопом делать полный скан сферы за какое-то небольшое количество времени и находить в новом скане отличия от старого (сдвиги объектов, изменения их яркости, видимого размера и т. д.). А дальше уже обнаруженные интересные объекты можно "вести" менее широкоугольными и с большей разрешающей способностью телескопами.

[сэр Милорд]

Всех с наступающим! Пишу нф рассказ, запутался в телесных углах, стерадианах и всём таком. Прошу помочь. 
Перед героем стоит задача - оптический контроль пространства солнечной системы, допустим с радиусом в 30,1 а.е. В наличии есть комплекс по производству автоматизированных станций наблюдения с обзорными широкоугольными телескопами, скажем, в 10°. Герой размышляет, как эти станции лучше расположить. На большом удалении от Солнца с углом зрения внутрь солнечной системы (можно расположить существенно дальше 30,1 а.е.). Или, наоборот, ближе к Солнцу, но с углом зрения во вне. Не соображу, сколько станций надо в первом и во втором случае. По ощущениям, во втором случае станций понадобится больше.
Пытался гуглить, как у нас сейчас организован контроль такого рода, ничего внятного не нашёл. Возможно, лучше расположить станции всем пучком в точках L2 и L3?

не стоит запихивать в свой рассказ устарелую, я бы еще добавил: примитивную технику для наблюденй за космосом, идите в ногу со временем, даже фразы широкоугольный, обзорный с 10 градусами, это не впечатлит поверьте мне, вот возмите на заметку, это цитата моего поста в соседней теме, надеюсь поможет.

когда начнутся разработки телескопов в основу которых будет вложено обработка информации ультразвуковых волн, тогда можно будет подробнее узнать и о экзопланетах, звук на таких расстояниях будет передавать информацию намного более подробную чем оптические телескопы, на основе этого можно будет делать 3D модели самых удаленных объектов от земли.
институт ран уже пытается работать в этом направлении (используя ультразвуковые волны), в наблюдении метеоритных дождей.

с такими технологиями понадобится всего одна станция, и все, меньше писанины, больше новой информации, читатели довольны.

[Superpentotal]

А "глядя внутрь" - достаточно одной.

Кажется, что минимум надо два? Пространство за Солнцем же останется. Тем более, что очень далеко станцию размещать тоже не вариант, тогда существенно возрастут тайминги.

не стоит запихивать в свой рассказ устарелую технику для наблюденй за космосом, идите в ногу со временем, даже фразы широкоугольный, обзорный с 10 градусами, это не впечатлит поверьте мне, вот возмите на заметку, это цитата моего поста в соседней теме, надеюсь поможет.

Спасибо, попробую почитать про ультразвук в вакууме подробнее. Хотя, мне не совсем понятно как ультразвук там будет распространяться да ещё и со скоростью света. Для телескопов я предполагал использовать микропористую оптику, типа линз Френеля, но собранную с помощью экстремальной ультрафиолетовой литографии.

Надо же ещё не просто градусы зоны видимости телескопа, но ещё и требуемую разрешающую способность - какого размера объекты и вообще КАКИЕ объекты надо видеть (в каких диапазонах, какой яркости и т. д. и т. п.)! Иначе это как-то ни о чём...

Объекты - синтетические формы жизни, приспособленные жить в космосе. ))) Размером до 5 метров, где-то. Используют активную маскировку, в том числе инфракрасную. Обнаружить можно визуально. Пенетрируют солнечную систему не только в плоскости эклиптики. )

[loky1109]

В случае ""глядя наружу" их понадобиться ровно 36 штук.

Солнечная система немного не плоская.

[Superpentotal]

Солнечная система немного не плоская.

Да, пытался рисовать площадь покрытия телескопом с 90°, 4 штуки недостаточно, на сфере остаются два неприкрытых полюса.

[Superpentotal]

Ещё вопрос, какого примерно размера должно быть зеркало, чтобы рассмотреть объект диаметром в 5 метров на удалении в 30 а.е.
Подойдет даже формула по-которой это можно посчитать или ссылки, где про всё это можно почитать популярно.

[сэр Милорд]

Ещё вопрос, какого примерно размера должно быть зеркало, чтобы рассмотреть объект диаметром в 5 метров на удалении в 30 а.е.
Подойдет даже формула по-которой это можно посчитать или ссылки, где про всё это можно почитать популярно.

сейчас в проэкте мощный телескоп, его зеркало будет 39 метров, он бы увидел.
Телескоп ELT, но его сделают предположительно в 24 году.

[Superpentotal]

сейчас в проэкте мощный телескоп, его зеркало будет 39 метров, он бы увидел.
Телескоп ELT, но его сделают предположительно в 24 году.

И что? Я, разумеется, знаю какие телескопы в проекте. Например, Athena, для которого разрабатывается специальная оптика на основе кремневых ячеек. Вопрос в том, чтобы сделать специализированный инструмент, для которого излишняя мощность не нужна, так как ресурсы ограничены.

[Diman]

Ни фига ж себе:

"Ещё вопрос, какого примерно размера должно быть зеркало, чтобы рассмотреть объект диаметром в 5 метров на удалении в 30 а.е."


150 миллионов км умножим на 30 = 4,5 миллиарда км. И на таком расстоянии - объект 5 метров. 

1 угловая секунда, это под каким углом виден обычный футбольный мяч, диаметром 22 см с расстояния 45 км. (цитата из Интернета)

4,5 миллиарда км делим на 45 км = 100 000 000.

22 см = 0,22 м.

0,22 м умножим на 100 000 000 = 22 000 000 м.

Таким образом, с расстояния 4,5 миллиарда км предмет размером 22 000 000 метров виден под углом 1 угловая секунда.


5 метров (искомый предмет из задачи автора темы) делим на 22 000 000 = 2,27*e-7 угл. секунд.

Оптический телескоп с диаметром объектива 140 мм имеет разрешающую способность 1 угл. секунда.


140 мм разделить на 2,27*e-7 = 616 000 000 мм.

То есть 616 километров - такой ДИАМЕТР ОБЪЕКТИВА у требуемого автором темы телескопа.

[Superpentotal]

То есть 616 километров - такой ДИАМЕТР ОБЪЕКТИВА у требуемого автором темы телескопа.

Спасибо, теперь хотя бы можно приблизительно прикинуть. Думаю, такую линзу Френеля на тонкой мембране с использованием литографии, когда выступающие отражающие элементы будут своими размерами соответствовать 800-200 нм, теоретически можно сделать. Но осетра, конечно, надо урезать.

[Diman]

616 километров? Можно сделать?
Это как, хотелось бы узнать?

Размер, сравнимый с шириной Испании!

[Superpentotal]

616 километров? Можно сделать?
Это как, хотелось бы узнать?

Размер, сравнимый с шириной Испании!

Примерно вот так - https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_membrane. Я же говорю теоретически. Сложно? Да. Но каких-то непреодолимых законов физики на первый взгляд тут нет. Ну и уменьшить осетра надо раз в сто.

[ChiefPilot]

То есть 616 километров - такой ДИАМЕТР ОБЪЕКТИВА у требуемого автором темы телескопа.

Так ничего страшного, вроде бы, же - не забывайте про интерферометрию. Вот пример который сейчас на слуху: https://en.wikipedia.org/wiki/Event_Horizon_Telescope

[Diman]

"Так ничего страшного, вроде бы, же - не забывайте про интерферометрию. Вот пример который сейчас на слуху: https://en.wikipedia.org/wiki/Event_Horizon_Telescope"

А если автор имеет в виду оптический диапазон, тогда как?

Вот слова автора темы "выступающие отражающие элементы будут своими размерами соответствовать 800-200 нм"

616-километровое зеркало оптического диапазона 

[Superpentotal]

А если автор имеет в виду оптический диапазон, тогда как?

Если телескопы разнести на десяток а.е. и заставить пялиться на один объект, то они параллакс считать станут. Определять расстояние до враждебных пришельцев.
Неплохая идея. Нужно будет при описании методов обороны солнечной системы написать про маленький удаленный синхронизированный телескоп.

[ChiefPilot]

А если автор имеет в виду оптический диапазон, тогда как?

В Википедии написано: "Астрономическая оптическая интерферометрия должна была преодолеть ряд технических проблем, которыми не обладала радиоинтерферометрия. Короткие волны света требуют чрезвычайной точности и стабильности конструкции. Например, пространственное разрешение в 1 миллисекунду требует стабильности около 0,5 мкм на 100 м базы. Оптические интерферометрические измерения требуют использования высокочувствительных детекторов с низким уровнем шума, которые не были доступны до конца 1990-х годов. Астрономическая видимость, турбулентность, которая вызывает мерцание звезд, приводит к быстрым, случайным изменениям фазы во входящем свете, требуя, чтобы скорость сбора данных в килогерцах была выше скорости турбулентности[37][38]. Несмотря на эти технические трудности, в настоящее время работает около десятка астрономических оптических интерферометров, обеспечивающих разрешение вплоть до дробного миллисекундного диапазона дуги." Но мы же про фантастику говорим, про будущее. Герои в фантастическом произведении просто решат все проблемы и всё! Логичнее всего делать такой оптический интерферометр на базе космических телескопов, так как там изначально нет некоторых проблем (атмосферы Земли, например). Подозреваю, что для работы такого оптического интерферометра надо сначала построить некий аналог GPS/Глонас только с охватом той области пространства Солнечной системы, в которой будут летать эти космические телескопы, составляющие этот интерферометр (это поможет решить задачу их точнейшего позиционирования, ну и для других целей народного хозяйства будет полезно).

[Superpentotal]

Подозреваю, что для работы такого оптического интерферометра надо сначала построить некий аналог GPS/Глонас только с охватом той области пространства Солнечной системы, в которой будут летать эти космические телескопы, составляющие этот интерферометр (это поможет решить задачу их точнейшего позиционирования, ну и для других целей народного хозяйства  будет полезно).

Глонас не нужна, позиционирование по рентгеновским пульсарам.

[Diman]

Точные координаты пульсаров вносятся в центр управления телескопами?
Или каждый телескоп сам синхронизируется и определяет направление по пульсарам?