กล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังแค่ไหนจะทำให้ฉันสามารถดูนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติได้หรือไม่?


45

สิ่งนี้เกิดขึ้นจากความคิดเห็นที่โพสต์กับคำถามที่อื่นบนสแต็คการแลกเปลี่ยน

กล้องโทรทรรศน์ / กล้องสองตาที่ทรงพลังจะช่วยให้ฉันดูอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติหรือไม่? รูรับแสง? ขยาย?


สิ่งที่มือสมัครเล่นจะต้องทำเช่นนี้คือเลนส์ที่ปรับตัวได้ ฉันคาดการณ์อีกหนึ่งหรือสองทศวรรษที่จะนำสิ่งเหล่านี้ไว้ในมือสมัครเล่นของ Stargazer จะเป็นโครงการ Kickstarter ที่น่าสนใจสำหรับใครบางคน!
John Sikes

คำตอบ:


41

สิ่งนี้เคยทำมาแล้วดังนั้นฉันไม่ต้องผ่านการคำนวณหนักทั้งหมดโดยใช้เกณฑ์การบัญชี Rayleigh สำหรับการเลี้ยวเบนของบรรยากาศและความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้ Ralf Vandebergh นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ช่างภาพมืออาชีพและนักสังเกตการณ์ดาวเทียมมืออาชีพกำลังยุ่งอยู่กับการพยายามทำสิ่งนี้มาตั้งแต่ปี 2550 และประสบความสำเร็จหลายต่อหลายครั้งโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ 10 นิ้ว (25.4 ซม.) ของนิวตันที่สะท้อนอำนาจ ความละเอียดเชิงมุมของเซ็นเซอร์ CCD) ประมาณหนึ่งพิกเซลต่อเมตรที่ระยะทางไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งปัจจุบันอยู่ในวงโคจร 230 ไมล์ (370 กม.)เหนือโลก:

   รายละเอียดของรูปภาพของ Ralf Vandebergh ที่เขาถ่ายเมื่อวันที่ 21 มีนาคม 2009 แสดงให้เห็นว่านักบินอวกาศทำงานนอกสถานีอวกาศนานาชาติ  เครดิต: Ralf Vandebergh

   รายละเอียดของรูปภาพของ Ralf Vandebergh ที่เขาถ่ายเมื่อวันที่ 21 มีนาคม 2009 แสดงให้เห็นว่านักบินอวกาศทำงานนอกสถานีอวกาศนานาชาติ เครดิต: R. Vandebergh

หน้าส่วนตัวของ Vandeberghยังเป็นเจ้าภาพการสังเกตการณ์ที่ประสบความสำเร็จอื่น ๆ ของสถานีอวกาศนานาชาติผ่านกล้องดูดาวของเขาและบันทึกทั้งในรูปถ่ายและวิดีโอสั้น ๆ ทำไมสั้น ๆ เนื่องจากการกำหนดเป้าหมายสถานีอวกาศนานาชาติในขณะที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว4.8 ไมล์ / วินาที (7.7 กม. / วินาที)ค่อนข้างยุ่งยากและสภาพบรรยากาศและเวลาที่สถานีอวกาศนานาชาติเคลื่อนผ่านพื้นที่บางส่วนบนพื้นผิวโลกไม่ได้ทำให้เกิด ง่ายขึ้นเช่นกัน แต่ความเพียรและการทำงานอย่างหนักได้ผลตอบแทนที่ดีสำหรับนักดาราศาสตร์แต่ละคน

       ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

          วิดีโอดิบของสถานีอวกาศนานาชาติที่เห็นผ่านความปั่นป่วนในอากาศ สังเกตการมองเห็นที่ดีของเสาอากาศ Lira ที่
          โมดูล Zvezda ของรัสเซียที่ส่วนล่างของภาพ เครดิต: R. Vandebergh

ดังนั้นอีกครั้งข้ามทางคณิตศาสตร์ในการคำนวณที่ต้องใช้ความละเอียดเชิงมุมของกล้องโทรทรรศน์และใช้ที่บางขนาดของเซ็นเซอร์ภาพที่เลือกโดยพลการและความละเอียดเราจะเห็นว่าการใช้รังสีดี 10 นิ้วนิวตันหรือกล้องโทรทรรศน์ Dobsonianในคืนที่ชัดเจนสามารถด้วย บางคนใกล้เป้าหมายที่สมบูรณ์แบบสร้างหลักฐานโดยตรงจาก spacewalker ที่ทำหน้าที่ของเขาหรือเธอสูง 230 ไมล์ (370 กม.) ในช่วงการฝึกอีวา แน่นอนว่ากล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังกว่าจะสร้างภาพที่มีความละเอียดดีกว่า แต่เอฟเฟกต์ในชั้นบรรยากาศ จำกัด การใช้งานของพวกมันและแน่นอนว่าเป็นเรื่องยากมากที่จะกำหนดเป้าหมายวัตถุที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วบนท้องฟ้าด้วย


2
ดูเหมือนว่าความละเอียดเชิงมุมของกล้องโทรทรรศน์สามารถประมาณได้ด้วยขีด จำกัด เรย์ลีห์ซึ่งเท่ากับ 5.5 / รูรับแสงเป็นนิ้ว ดังนั้นสำหรับ 10 นิ้วนี่จะเป็น 0.55 อาร์ควินาที และการค้นหาอย่างรวดเร็วบอกฉันว่าสถานีอวกาศนานาชาติอยู่ที่ประมาณ 37 อาร์ควินาทีที่ระยะ 410 กม. ดังนั้นเราจึงได้รับ ISS อย่างน้อย 67 พิกเซลจากกล้องโทรทรรศน์ขนาด 10 นิ้ว! นอกจากนี้การใช้เทคนิคความละเอียดสูงพิเศษเราสามารถบรรลุความละเอียดที่ดีกว่านั้นมาก
Arne

ว้าว. น่าอัศจรรย์อย่างแน่นอน
iMerchant

22

Ralf Vandeberghเป็นหนึ่งในช่างภาพดาราศาสตร์สมัครเล่นที่ดีที่สุดที่ทำหน้าที่ถ่ายภาพยานอวกาศ เขาใช้กล้องโทรทรรศน์นิวตัน 10 นิ้ว (25.4 ซม.) เท่าที่ฉันรู้ดังนั้นนี่จึงเป็นกล้องนอกชั้นวางของ

เขาคาดว่าจะมีการถ่ายภาพ spacewalkersในภารกิจISS และSTSก่อนหน้า แม้ว่าจะมีขนาดเพียงไม่กี่พิกเซลและคุณไม่สามารถทำรายละเอียดใด ๆ ได้ อย่างไรก็ตามรูปภาพของเขานั้นช่างน่าทึ่งมาก:

เอสที -133 นักบินอวกาศระหว่าง EVA-2 (โดย Ralf Vandebergh)


2

โปรดทราบว่ามันมีความสมมาตรมากกว่าหรือน้อยกว่าดังนั้นฮาร์ดแวร์ของความสามารถที่เพียงพอที่จะสังเกตเห็นกิจกรรมของมนุษย์บนพื้นดินจากอวกาศถ้าหากติดตั้งบนพื้นดินจะมีขนาดและเทคโนโลยีเดียวกันที่มากหรือน้อยที่จำเป็นในการสังเกตกิจกรรมขนาดมนุษย์ในอวกาศ . ดังนั้นคุณสามารถตรวจสอบผลการทดสอบทั้งทางทฤษฎีและการทดลองเทียบกับพารามิเตอร์ที่ทราบเกี่ยวกับดาวเทียมตรวจการณ์ทางทหาร ดังนั้นคุณ "รู้" ไม่จำเป็นต้องมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 200 ฟุตและต้องมีขนาดใหญ่กว่ากล้องดูดาวในความเป็นจริงเกี่ยวกับขนาดของดาวเทียมสอดแนมดูเหมือนว่าจะเพียงพอสำหรับระดับความน่าเชื่อถือและการส่องสว่างของกองทัพ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.