Журнал наблюдений лазера Calipso

[krypton]

 В продолжение темы лидаров. Подспутниковая траектория CALIPSO 8 марта 00:09-00:11 UTC. Периодичность повторения трассы равна 16 суткам. Как пишут наблюдатели SeeSat, лазер отклонён от надира на 3°, в результате чего 70-метровый "зайчик" ложится в 2000 м восточнее трассы КА.

[1212Lupus]

А меня давно занимает ИСЗ "CALIPSO" (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) -- орбитальный лазерный лидар, зондирующий надирную область зелёным лазером с частотой следования импульсов 20 Гц. Он создаёт в подспутниковой точке пятно шириной 90х370 м, при попадании в "зайчик" вспышка видна невооружённым взглядом. ИСЗ летает на солнечног-синхронной орбите с наклонением 98^о, так что увидеть вспышку есть шанс у всех.
На сайте приводят координаты трека CALIPSO -- вот бы эти координаты как-то трансформировать в KML/KMZ, а оттуда я бы их в PLT конвертнул -- чтобы на карты в OziExplorer наложить и попытаться увидеть/заснять вспышку. Может кто подскажет как это сделать?

Некоторые сателлитчики это видели и снимали:

[ТУТ]

[Александр Репной]

Может кому-то пригодится для ловли вспышки от лазера CALIPSO: http://www-calipso.larc.nasa.gov/tools/overpass/coords/CPSO_1minute_GT_2012_05_23.txt. У меня у сожалению пока нет сейчас такой возможности, чтобы увидеть зайчик от его лазера.

[Tau]

Совсем запутали . Эти файлы - координаты подспутниковой точки или направления лидара? С учетом того, что там написано "Sensor-LIDAR_3deg", париться с пересчетом координат не надо?

[Tau]

Быстрее самой рассчитать по TLE подспутниковую траекторию, с поправкой на угол отклонения луча.

Делать то, что уже сделано, неоптимально. Вот как бы эти файлы программно прочитать?

[1212Lupus]

Я открыл его в EXEL, сохранил в текстовый фал, текстовый файл открыл в NOTEPAD++, в котором выделил "неправильный" разделитель и через <CTRL>+<F> (закладка "Найти и заменить") заменил на пробел во всех строках. Это, конечно, не программный путь.

[1212Lupus]

В настоящее время готовим анонс программы для расчёта падения проницания от засветки со стороны Луны и сумерек. Из анализа статей стал документально понятен ответ на извечный вопрос -- почему SQM-L может показывать очень тёмное небо, а проницание всё равно будет не ахти. Всё дело в волшебных пузырьках экстинкции! Но об этом позже.

А пока у меня есть такой вопрос. Вернусь к вспышкам ИСЗ "CALIPSO" (было выше в теме, связано есть на нашем сайте: http://www.sat.belastro.net/glava5/glava5.1.p2.a.ii.php#p3).

Для окончания обзора я хочу прикинуть яркость вспышки. Какова она? Вот прикидка.
Освещённость E = Ф/S. Ф - поток, S - площадь. Размерность [E]= Вт/м2 (удобнее для лазера). Энергия импульса лазера на CALIPSO P=0,11 Вт, испускаемая за 20 нс с частотой повторения импульсов 20,16 Гц (из даташита). Длина волны 532 нм, что эквивалентно 2,33 эВ. Тогда если все 0,11 Дж перейдёт в фотоны, получим поток 0,11/(2,33*1,6*10^-19)= 2,95*10¹⁷ фотонов за 20 нс в площадку на земле в виде эллипса 97х300 м (S=2,2*10⁴ m²). Поток от звезды 0^m в зените составляет 1,116*10¹⁰ фотонов/(м²*с), или 4,91*10⁶ фотонов за 20 нс в площадку на земле в виде эллипса 97х300 м (S=2,2*10⁴ m²). По формуле Погсона получим, что отношение этих потоков даст разность в звёздных величинах 27^m, т.е. формально яркость вспышки будет такая же как у Солнца!

Зайдём с другой стороны. Длительность импульса tau = 20 нс. Тогда мощность вспышки J = P/tau = 0.11/(2*10^-8) = 5,5*10⁶ Вт. Площадь эллиптического пятна от вспышки на поверхности Земли будет S = 2,2*10⁴ м². Тогда освещённость будет E = J/S = 5.5*10⁶/2.2*10⁴ = 250 Вт/м². Т.е. целых 18% от солнечной постоянной! Понятно, что солнечная постоянная -- это для всего спектрального диапазона, потому для диапазона, чувствительного для ПСЗ, получается ещё больше -- вспышка по яркости сравнима с Солнцем! По обоим подходам получается схожие результаты.

В реальности ситуация выглядит следующим образом -- частота вспышек около 20 Гц, двигаясь на высоте 700 км со скоростью 7,5 км/с "CALIPSO" между двумя последовательными вспышками сместиться всего на 1,8', т.е. всего на 36' за 1 секунду. Если будем снимать цифрозеркалкой, скажем, с объективом F=50 мм, то 20 вспышек за 1 с экспозиции будут смещены друг относительно друга на 5 пикселей -- можно считать, что попали в один. За 1 с от звезды 0^m на площадку в 1 м² придёт 1,116*10¹⁰ фотонов, а от 20 вспышек "CALIPSO" -- 2,68*10¹⁴, т.е. 20 вспышек при наложении дадут яркость такую же, какую имела бы звезда на фото с яркостью -11^m -- т.е. как Луна в фазе 1-й четверти.

Мои прикидки выглядят правдоподобно?

Можно посмотреть снимки Грега Хендри (Gregg Hendry) [ТУТ].

[Volod]

Энергия импульса лазера на CALIPSO P=0,11 Вт, испускаемая за 20 нс с частотой повторения импульсов 20,16 Гц

Пардон, эллипс 97х300 м (S=2,2*104 m2) это когда стреляет почти внадир. Что бы пятно накрыло наблюдателя- должно еще повезти...
Довелось наблюдать сеанс лазрной связи с КА на ГСС (стреляли не в нас, т.е. в диаграму мы не попадали) но изменение яркости было пара звездных. CALIPSO низкий, думаю что рядом с ДН видно будет хорошо, а вот дальше (пара градусов от раскрыва апертуры)- сомнительно.
Кстати, фото Грега Хендри это хорошо илюстрируют.

[1valdis]

Что там сейчас с CALIPSO? Сайт издох?  Прочел описание на беластро, загорелось вот поохотиться.

Какой сайт?
Дык всё с ним хорошо. Работает уже 10 лет, и работает идеально:

May 2015: After 9 years of exploitation, the satellite and payload performances are still excellent and the CALIPSO mission is considered as a real success. A new extension by 2 years of the CALIPSO mission in the A-TRAIN is confirmed for 2016-2017.
On April 28, 2016, the CALIPSO spacecraft was 10 years on orbit.

Однако!

In April 2009, CALIPSO resumed operations after switching from its primary to its backup laser in March 2009. The backup laser was designed into CALIPSO to make it robust, in case the primary laser became unreliable

Будем надеяться, цвет "нового" лазера такой же зелёный. Ловите-ловите, высота пролёта 86+ градусов и авось пыхнет


P.S.: Поздравляю всех с 300-й страницей сей прекрасной темы!

[AlekSan]

Какой сайт?

Этот. Хм, на домашнем компьютере сайт открывается, а на работе не хотел. Будем ловить.
Где собака порылась в программе, подскажите?

[1212Lupus]

Где собака порылась в программе, подскажите?

Смените разделитель дробной части в региональных настройках Windows -- с точки на запятую или наоборот.

[1valdis]

Смените разделитель дробной части в региональных настройках Windows -- с точки на запятую или наоборот.

Эх, Вит, где ж ты раньше был...
У меня, кстати, сайт тоже не открывается. И судя по результату с "Down for everyone or just me", он лежит

[AlekSan]

Где собака порылась в программе, подскажите?

Смените разделитель дробной части в региональных настройках Windows -- с точки на запятую или наоборот.

Спасибо, сработало. Поменял запятую  на точку.

[1valdis]

Этой ночью пробовал увидеть лидар Calipso, высота пролёта 89.7 градуса. Не увидел ничего. Как он вообще наблюдается? Лазер "стреляет" под углом 3 градуса к надиру в направлении полёта спутника, значит высота пролёта должна быть ровно 90 градусов, но при этом вспышки будут в момент когда его высота будет 87 градусов перед кульминацией? 1-го октября пролёт в 89.8 градусах, в этот раз я точно выйду на трек и словлю эту птичку, если она конечно всё ещё стреляет лазером

[1valdis]

Товарищи, нужно посмотреть на карте траекторию подспутниковой точки, как можно точнее. N2YO достаточно точен в этом плане?

[Toth]

N2YO достаточно точен в этом плане?

Все такие сайты вроде считают по SGP4/SDP4
Вот, отсюда - https://en.wikipedia.org/wiki/Simplified_perturbations_models :
точность для орбит с периодом до 225 минут - 1..3 км/сут, для орбит с периодом более 225 минут - порядка 10 км.
Но, всякое бывает. Если слишком высоко или слишком низко ( сильно тормозит) - ошибка больше.

[1valdis]

Все такие сайты вроде считают по SGP4/SDP4
Вот, отсюда - https://en.wikipedia.org/wiki/Simplified_perturbations_models :
точность для орбит с периодом до 225 минут - 1..3 км/сут, для орбит с периодом более 225 минут - порядка 10 км.
Но, всякое бывает. Если слишком высоко или слишком низко ( сильно тормозит) - ошибка больше.

Обидно. Calipso над головой пролетает скоро, надо на подспутниковую точку стать, чтоб лазер увидеть... A сайт, на который выкладывались будущие траектории лазера - www-calipso.larc.nasa.gov - лежит уже с неделю.

[Toth]

Он один, этот Calipso? Который 29108, он же 2006-016B ?
У него хорошая точность по SGP. Десятки  метров за период пол-суток.
Я брал одно TLE и считал по SGP до следующего и сравнивал.
На какое время надо подспутниковую точку? И с какой точностью ?

PS Нашел. Вот тут http://www.sat.belastro.net/glava5/glava5.1.p2.a.ii.php -
Значительную сложность для планирования наблюдений представляет тот факт, что луч лазера направлен не строго в надир, а под углом 3° от надира, а малая расходимость пучка приводит к тому, что "солнечный зайчик" на поверхности Земли имеет размер порядка 90×370 м -- не так-то просто под него попасть!
А в какую сторону эти 3 градуса - известно ?

[1valdis]

А в какую сторону эти 3 градуса - известно ?

Вперёд по направлению движения, источник.
При этом сфотографировавший их Gregg Hendry пишет, что "The predicted LIDAR track was about 2260 meters east of the sub-satellite track.". Странно.
Попробую написать на SeeSat.

[Toth]

А почему N2YO? Есть же прога HeavenSat. Там можно координаты посчитать.
Там кстати между N2YO и HeavenSat  расхождения в сотые градуса ( несколько км ). Кто точнее - не знаю.
Я сделал свой расчет SGP4, не сам конечно, просто скомпилировал готовые исходники, что-то поправил. У меня - разница с HeavenSat небольшая - десятки метров.