[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2014252C1 - Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization - Google Patents

Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization

Info

Publication number
RU2014252C1
RU2014252C1 SU914952701A SU4952701A RU2014252C1 RU 2014252 C1 RU2014252 C1 RU 2014252C1 SU 914952701 A SU914952701 A SU 914952701A SU 4952701 A SU4952701 A SU 4952701A RU 2014252 C1 RU2014252 C1 RU 2014252C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
observation
telescope
star
stars
Prior art date
Application number
SU914952701A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Г. Алдошкин
А.В. Германов
С.Д. Куликов
В.В. Нестеров
А.А. Овчинников
А.Л. Родин
Ю.В. Рыбачук
В.П. Рыжов
А.М. Черепащук
Е.К. Шеффер
А.А. Яницкий
Original Assignee
Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина filed Critical Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина
Priority to SU914952701A priority Critical patent/RU2014252C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2014252C1 publication Critical patent/RU2014252C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B64G1/105Space science
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B64G1/105Space science
    • B64G1/1057Space science specifically adapted for astronomy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Abstract

FIELD: space engineering. SUBSTANCE: method of mapping includes the survey of the celestial sphere from aboard spacecraft 3 by way of scanning ring zones 10 by astronomical telescope with two observation tubes 4,5. One observation tube 4 is oriented on reference star 8. Spacecraft 3 is rotated relative to this direction till they penetrate into the field of vision of the other observation tube 5 of measured star 9, star pictures are stabilized on the focal plane, linear distances between their projections are measured and the angle between reference 8 and measured 9 stars is determined, the star pictures are stabilized on the focal plane, the linear distances between their projections are measured and the angle between reference 8 and measured 9 stars is determined. Then the rotation of the spacecraft relative to the reference point is resumed and the angles between reference star 9 and other measured stars are determined. Then they proceed to the scan of the next ring zone 10 by means of reorientation of spacecraft 3 on another reference star 9. Spacecraft 3 for mapping the celestial sphere contains hard-mounted on its housing astrometrical telescope with two observation tubes 4,5 located at the angle of 85-95 degrees to each other and optically conjugated through two flat hard-mounted mirrors with an objective made according to Cassegrain diagram. A flat mirror is mounted on the objective optical axis. A flat mirror operable by a unit of picture precision stabilization is mounted at an angle to the objective axis. The unit input is connected to a photodetector made in the form of matrix of charge-coupled devices. Solar-cell panels and the radiator-cooler of the thermal-regulation system are located on different sides of spacecraft 3 parallel to its longitudinal axis and to each other. The radiator-cooler is fastened to the spacecraft housing from the side of reference observation tube 4. EFFECT: enhanced efficiency and output of astronomical measurements from the cosmos under the conditions of mass-power limitations. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике. The invention relates to space technology.

Осуществление перспективных проектов и реализации космических программ по дистанционному зондированию Земли из космоса и полетов к небесным телам Солнечной системы требуют знания координат небесных источников оптического излучения с очень высокой точностью, что может быть достигнуто только с использованием специальных способов наблюдения и аппаратуры, устанавливаемой на борту космического аппарата. Implementation of promising projects and implementation of space programs for remote sensing of the Earth from space and flights to the celestial bodies of the solar system require knowledge of the coordinates of celestial sources of optical radiation with very high accuracy, which can only be achieved using special observation methods and equipment installed on board the spacecraft .

Известны способы картографирования небесной сферы с борта космического аппарата, реализованные в проекте 1РА и в проекте НЕАО (см. материалы 8 конгресса ИФАК, Япония, 1981 г.), которые включают вращение космического аппарата с постоянной угловой скоростью вокруг направления на Солнце, просмотр кольцевой полосы небесной сферы, попадающей в поле зрения аппаратуры наблюдения (АН), фиксацию времени прохождения изображений источников излучения на фотоприемнике и дальнейший расчет координат небесных источников. Переход от просмотра одной кольцевой полосы к другой осуществляется в процессе движения Земли по галиоцентральной орбите.Заканчивается просмотр небесной сферы при совпадении просматриваемой кольцевой полосы с начальной кольцевой полосой. Known methods of mapping the celestial sphere from the spacecraft, implemented in the 1RA project and in the NEAO project (see materials of the 8th IFAC Congress, Japan, 1981), which include the rotation of the spacecraft with a constant angular velocity around the direction to the Sun, viewing the annular band the celestial sphere falling into the field of view of observation equipment (AN), fixing the transit time of images of radiation sources on a photodetector and further calculation of the coordinates of celestial sources. The transition from viewing one ring band to another is carried out in the process of the Earth moving in a halocentral orbit. The viewing of the celestial sphere ends when the viewed ring band coincides with the initial ring band.

К недостаткам данного способа картографирования следует отнести невозможность оперативного выбора области небесной сферы для исследования в данный момент времени, невозможность длительного осмотра различных областей небесной сферы: области, примыкающие к полюсам эклиптики, просматриваются аппаратурой наблюдения при каждом обороте космического аппарата, а области, примыкающие к плоскости эклиптики, просматриваются лишь в ограниченном числе оборотов космического аппарата. The disadvantages of this mapping method include the impossibility of promptly selecting the region of the celestial sphere for study at a given time, the impossibility of a long examination of various regions of the celestial sphere: the areas adjacent to the ecliptic poles are viewed by the observation equipment at each revolution of the spacecraft, and the areas adjacent to the plane ecliptic, visible only in a limited number of revolutions of the spacecraft.

Известно из того же источника информации устройство космического аппарата НЕАО-2, с помощью которого возможна реализация данного способа картографирования. Космический аппарат включает телескоп, жестко закрепленный на корпусе космического аппарата солнечный датчик, бортовые служебные системы, обеспечивающие функционирование космического аппарата и управление им во время орбитального полета. Реализация такой конструктивно-компоновочной схемы обеспечивает достижение точности картографирования небесных источников на уровне нескольких угловых секунд, что является недостаточным для реализации перспективных программ. It is known from the same source of information the device of the spacecraft NEAO-2, with which it is possible to implement this mapping method. The spacecraft includes a telescope, a solar sensor rigidly fixed to the spacecraft’s body, onboard service systems that ensure the functioning of the spacecraft and its control during orbital flight. The implementation of such a structural and layout scheme ensures the accuracy of mapping celestial sources at the level of several arc seconds, which is insufficient for the implementation of promising programs.

Отмеченные недостатки указанного способа картографирования небесной сферы и устройства космического аппарата частично устраняются в способе картографирования и устройстве, описанных в проекте НIPPAPCO (см. Sky and telescope 1990, V.v. ol 79, N 5, р. 496, 467; New Sciantist, 1990, 21/VII, vol 127, N 1726, р. 19), выбранном за прототип. The noted drawbacks of the indicated method of mapping the celestial sphere and the device of the spacecraft are partially eliminated in the method of mapping and the device described in the HIPPAPCO project (see Sky and telescope 1990, Vv ol 79, No. 5, p. 496, 467; New Sciantist, 1990, 21 / VII, vol 127, N 1726, p. 19), selected for the prototype.

Способ картографирования небесной сферы по проекту НIРРАРСО включает обзор всей небесной сферы аппаратурой наблюдения космического аппарата и последующий расчет координат источников излучения. Обзор небесной сферы осуществляется путем просмотра кольцевых полос неба и реализуется за счет закрутки относительно продольной оси космического аппарата с жестко закрепленной на нем аппаратурой наблюдения с наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом друг к другу. В процессе вращения космического аппарата изображения звезд, наблюдаемых двумя трубами, проецируют на фокальную плоскость общего приемника излучения, регистрируют параметры источников излучения и движения космического аппарата, по которым далее определяют угловые расстояния между звездами. Наряду с закруткой космического аппарата относительно продольной оси космическому аппарату сообщают вращение относительно направления на Солнце с периодом 58 суток. За счет движения Земли по гелиоцентрической орбите и нутационного вращения продольной оси космического аппарата относительно направления на Солнце обеспечивается просмотр аппаратурой наблюдения всей небесной сферы в течение 2-3 лет. The method of mapping the celestial sphere according to the NIRPARCO project includes an overview of the entire celestial sphere with spacecraft observation equipment and the subsequent calculation of the coordinates of the radiation sources. An overview of the celestial sphere is carried out by viewing the annular bands of the sky and is realized by twisting relative to the longitudinal axis of the spacecraft with rigidly fixed observation equipment with observation tubes, the optical axes of which are located at an angle to each other. During the rotation of the spacecraft, the images of stars observed by two tubes are projected onto the focal plane of a common radiation receiver, the parameters of the radiation sources and the motion of the spacecraft are recorded, from which the angular distances between the stars are further determined. Along with the spin of the spacecraft relative to the longitudinal axis of the spacecraft, rotation is reported relative to the direction to the Sun with a period of 58 days. Due to the movement of the Earth in a heliocentric orbit and nutational rotation of the longitudinal axis of the spacecraft relative to the direction to the Sun, viewing equipment for observing the entire celestial sphere for 2-3 years is provided.

Космический аппарат HIРРАРСО включает астрометрический телескоп, жестко установленный на корпусе космического аппарата с бортовыми служебными системами (ориентации и стабилизации с исполнительными органами, передачи информации, энергопитания с панелями солнечных батарей, терморегулирования и т. д.). Астрометрический телескоп содержит входной оптический блок с двумя наблюдательными трубами, расположенными под углом 58 град. друг к другу, эталон угла, выполненный в виде двух асферических зеркал, объектив и фотоприемное устройство. Фотоприемное устройство соединено с системой передачи информации на Землю. The HIRPARCO spacecraft includes an astrometric telescope rigidly mounted on the spacecraft body with on-board service systems (orientation and stabilization with executive bodies, information transfer, power supply with solar panels, thermal control, etc.). The astrometric telescope contains an input optical unit with two observation tubes located at an angle of 58 degrees. to each other, a standard angle made in the form of two aspherical mirrors, a lens and a photodetector. The photodetector is connected to a system for transmitting information to Earth.

За счет наблюдения различных участков звездного неба на одном приемнике изображения используемые способ картографирования и космический аппарат обеспечивают определение координат 120 тыс. источников излучения с точностью 0,002 дуг.сек. Однако, использование этих технических решений имеет ряд недостатков. Due to the observation of various sections of the starry sky on a single image receiver, the mapping method used and the spacecraft provide for the determination of the coordinates of 120 thousand radiation sources with an accuracy of 0.002 arcsec. However, the use of these technical solutions has several disadvantages.

Во-первых, создание карты звездного неба при использовании этих технических решений может быть осуществлено лишь после полного обзора всей небесной сферы, то есть для указанных технических решений характерна низкая оперативность получения звездного каталога. Firstly, the creation of a map of the starry sky using these technical solutions can be carried out only after a complete review of the entire celestial sphere, that is, these technical solutions are characterized by low efficiency in obtaining a star catalog.

Во-вторых, необходимо хорошо знать ориентацию оси космического аппарата во время проведения измерений, для чего требуется высокая точность координат входного каталога звезд. Secondly, it is necessary to know well the orientation of the axis of the spacecraft during measurements, which requires high accuracy of the coordinates of the input star catalog.

В-третьих, описанные выше технические решения не могут обеспечить за время активного существования космического аппарата создание высокоточного каталога звезд до 10 звездной величины и слабее (около 400 тыс. звезд и более), необходимого для реализации перспективных космических программ, то есть низка производительность наблюдений. Thirdly, the technical solutions described above cannot ensure the creation of a high-precision catalog of stars up to 10 magnitude and weaker (about 400 thousand stars or more) required for the implementation of promising space programs during the active existence of the spacecraft, that is, the performance of observations is low.

Целью предлагаемых технических решений - способа картографирования небесной сферы и космического аппарата для его реализации - являются повышение оперативности получения звездного каталога (картографирования) и производительности космического аппарата в условиях массово-энергетических ограничений. The aim of the proposed technical solutions - the method of mapping the celestial sphere and the spacecraft for its implementation - is to increase the efficiency of obtaining the star catalog (mapping) and the performance of the spacecraft under conditions of mass-energy restrictions.

Указанная цель достигается тем, что в способе картографирования, включающем обзор небесной сферы путем просмотра кольцевых полос жестко установленным на корпусе космического аппарата астрометрическим телескопом с двумя наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом друг к другу, при этом вращают космический аппарат с телескопом относительно заданного направления, проецируют изображения звезд, наблюдаемых обеими трубами, на фокальную плоскость фотоприемника, определяют угловые расстояния между звездами, попадающими в поля зрения наблюдательных труб, переходят к просмотру следующей кольцевой полосы и по окончанию просмотра звездного неба рассчитывают координаты источников излучения, и составляют карту звездного неба, новым является то, что при просмотре кольцевой полосы звездного неба оптическую ось одной из наблюдательных труб ориентируют на первую опорную звезду из последовательности опорных звезд, выбранных заранее, космический аппарат вращают относительно этого направления до попадания в поле зрения другой наблюдательной трубы участка звездного неба с измеряемой звездой, стабилизируют изображения звезд на фокальной плоскости, для определения углов между опорой и измеряемой звездами измеряют линейные расстояния между их проекциями на фокальной плоскости приемника изображения, затем возобновляют вращение космического аппарата относительно направления на опорный ориентир до попадания в поле зрения участка звездного неба со следующей измеряемой звездой, а по окончанию просмотра кольцевой полосы переходят к просмотру следующей полосы путем переориентации оптической оси наблюдательной трубы телескопа на следующую опорную звезду. This goal is achieved by the fact that in the mapping method, which includes an overview of the celestial sphere by viewing the annular bands by an astrometric telescope rigidly mounted on the spacecraft’s body with two observation tubes, the optical axes of which are located at an angle to each other, while rotating the spacecraft with the telescope relative to a given directions, project the images of stars observed by both pipes onto the focal plane of the photodetector, determine the angular distances between the stars, In the field of view of the observation tubes, they go on to view the next annular band and, at the end of the viewing of the starry sky, calculate the coordinates of the radiation sources and compile a map of the starry sky, it is new that when viewing the annular band of the starry sky, the optical axis of one of the observation tubes is oriented to the first a reference star from a sequence of reference stars selected in advance, the spacecraft is rotated relative to this direction until another observation tube enters the field of view like a starry sky with a measured star, the images of stars on the focal plane are stabilized, linear distances between their projections on the focal plane of the image receiver are measured to determine the angles between the support and the measured stars, then the rotation of the spacecraft relative to the direction to the reference landmark is resumed until it reaches the field of view the starry sky with the next measured star, and at the end of viewing the annular strip, they go on to view the next strip by reorienting the optical Coy observational axis of the telescope tube to the next reference star.

В космическом аппарате, предназначенном для осуществления способа и содержащем жестко установленный на его корпусе с аппаратурой бортовых служебных систем астрометрический телескоп с двумя наблюдательными трубами, расположенными под углом друг к другу и оптически сопряженными через два зеркала с объективом, в фокальной плоскости которого размещен фотоприемник, соединенный с запоминающим устройством, выход которого соединен с входом блока задания координат источника излучения, выход которого подключен к приемо-передающей антенне космического аппарата, на корпусе которого размещены астроприборы ориентации, панели солнечных батарей, система терморегулирования с радиатором-охладителем, новым является то, что оптическая ось одной из наблюдательных труб совмещена с продольной осью космического аппарата, а оптическая ось второй наблюдательной трубы развернута относительно первой на угол 85-95 град., зеркала телескопа выполнены плоскими и жестко закреплены относительно друг друга на внутренней стороне первой наблюдательной трубы, а объектив размещен соосно оптической оси первой наблюдательной трубы и снабжен двумя плоскими зеркалами, одно из которых расположено на его оптической оси, а другое расположено под углом к оптической оси и снабжено приводом поворота относительно двух взаимно- перпендикулярных осей, который снабжен блоком прецизионной стабилизации изображения, вход которого подключен ко второму выходу фотоприемника, кроме того радиатор-охладитель системы терморегулирования закреплен на корпусе космического аппарата параллельно его продольной оси со стороны второй наблюдательной трубы телескопа, а с противоположной стороны параллельно ему и продольной оси космического аппарата установлены панели солнечных батарей, при этом плоскости панелей солнечных батарей и радиатора-охладителя перпендикулярны плоскости, проходящей через оси наблюдательных труб телескопа, при этом объектив выполнен по системе Кассегрена, а фотоприемник в виде матрицы приборов с зарядовой связью. In a spacecraft designed to implement the method and containing an astrometric telescope rigidly mounted on its body with onboard office systems equipment with two observation tubes located at an angle to each other and optically paired through two mirrors with a lens in the focal plane of which a photodetector connected with a storage device, the output of which is connected to the input of the unit for setting the coordinates of the radiation source, the output of which is connected to the transceiver antenna spacecraft, on the body of which astrophotographic orientations, solar panels, a temperature control system with a radiator-cooler are located, the new thing is that the optical axis of one of the observation tubes is aligned with the longitudinal axis of the spacecraft, and the optical axis of the second observation tube is rotated relative to the first 85-95 degrees., The telescope mirrors are made flat and rigidly fixed relative to each other on the inner side of the first observation tube, and the lens is placed coaxially with the optical the axis of the first observation tube and is equipped with two flat mirrors, one of which is located on its optical axis, and the other is located at an angle to the optical axis and is equipped with a rotation drive relative to two mutually perpendicular axes, which is equipped with a precision image stabilization unit, the input of which is connected to the second the output of the photodetector, in addition, the radiator-cooler of the thermal control system is mounted on the spacecraft’s body parallel to its longitudinal axis from the side of the second observation tube of the telescope, and on the opposite side parallel to it and the longitudinal axis of the spacecraft, solar panels are installed, while the planes of the solar panels and the radiator-cooler are perpendicular to the plane passing through the axis of the telescope observation tubes, while the lens is made according to the Cassegrain system, and the photodetector in the form matrix charge-coupled devices.

Сущность заявляемого способа картографирования представлена на фиг. 1, 2, 3, на которых приняты следующие обозначения: 1 - Земля, 2 - орбита ИСЗ, 3 - космический аппарат, 4, 5 - наблюдательные трубы астрометрического телескопа, 6, 7 - оптические оси наблюдательных труб, 8 - опорная звезда, 9 -+ измеряемая звезда, 10 - кольцевая полоса звездного неба, 11 - поле зрения измерительного канала, 12 - направление просмотра кольцевой полосы звездного неба, 13 - угол между оптическими осями наблюдательных труб. The essence of the proposed mapping method is presented in FIG. 1, 2, 3, on which the following designations are adopted: 1 - Earth, 2 - satellite orbit, 3 - spacecraft, 4, 5 - observation tubes of an astrometric telescope, 6, 7 - optical axes of observation tubes, 8 - reference star, 9 - + measured star, 10 - annular strip of the starry sky, 11 - field of view of the measuring channel, 12 - viewing direction of the annular strip of the starry sky, 13 - angle between the optical axes of the observation tubes.

Предлагаемый способ картографирования небесной сферы с борта 3 осуществляется следующим образом. Для создания высокоточной координатной системы всего неба осуществляют обзор небесной сферы путем просмотра кольцевых полос 10 жестко установленным на борту космического аппарата астрометрическим телескопом с двумя наблюдательными трубами 4 и 5. Перед просмотром выбирается последовательность опорных звезд, к которым относят наиболее яркие источники видимого излучения (до 4-5 звездной величины), координаты которых известны с большой точностью. Выбор последовательности опорных звезд может быть осуществлен по имеющимся каталогам звездного неба с более низкой точностью путем моделирования. The proposed method of mapping the celestial sphere from board 3 is as follows. To create a high-precision coordinate system of the whole sky, the celestial sphere is surveyed by viewing the annular bands 10 with an astrometric telescope rigidly mounted on board the spacecraft with two observation tubes 4 and 5. Before viewing, a sequence of reference stars is selected, which include the brightest sources of visible radiation (up to 4 -5 magnitude), the coordinates of which are known with great accuracy. The selection of the sequence of reference stars can be carried out according to the available catalogs of the starry sky with lower accuracy by modeling.

В качестве опорных предполагается использовать 2-4 тысячи относительно ярких некратных и непеременных звезд. Опорные звезды выбираются в направлении, противоположном положению Солнца. Так как направление на Солнце перемещается по эклиптике, то в течение года можно пронаблюдать все без исключения области на небесной сфере. As reference, it is supposed to use 2-4 thousand relatively bright multiple and non-variable stars. Reference stars are selected in the opposite direction to the position of the Sun. Since the direction to the Sun moves along the ecliptic, then during the year you can observe all the areas in the celestial sphere without exception.

В кольцевых полосах звездного неба, соответствующих каждой опорной звезде 8, выбираются измеряемые цели 9 - звезды до 10-11 величины, из расчета около 10 звезд на кв. град. небесной сферы, что достаточно для осуществления перспективных программ. Координаты этих звезд известны недостаточно точно (на уровне 0,1 дуг.сек.), они подлежат уточнению в процессе картографирования до точности 0,001-0,002 дуг.сек. In the circular stripes of the starry sky corresponding to each reference star 8, the measured targets 9 are selected — stars up to 10–11 magnitudes, based on about 10 stars per square meter. hail. celestial sphere, which is enough for the implementation of promising programs. The coordinates of these stars are not well known (at the level of 0.1 arc sec.), They must be refined during the mapping process to an accuracy of 0.001-0.002 arc sec.

Просмотр кольцевой полосы звездного неба заключается в удержании (стабилизации) космического аппарата наведенным (ориентированным) одной наблюдательной трубой на опорную звезду 8 с последовательными поворотами (вращением) его относительно этого направления на заранее вычисленные углы, обеспечивающие попадание измеряемых звезд 9 в поле зрения другой наблюдательной трубы астрометрического телескопа космического аппарата 11. Viewing the annular band of the starry sky consists in holding (stabilizing) the spacecraft by pointing (oriented) one observing tube onto the supporting star 8 with successive turns (rotation) of it relative to this direction at pre-calculated angles, ensuring that the measured stars 9 fall into the field of view of another observing tube astrometric telescope of a spacecraft 11.

С помощью астрометрического телескопа с двумя наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом 85-95 град. друг к другу. изображения двух участков звездного неба, один из которых содержит опорную звезду, а другой - измеряемую звезду, проецируют на общую фокальную плоскость с приемником изображения. Работа исполнительных органов по поддержанию ориентации космического аппарата на опорную и измеряемую звезды и связанные с этим колебания конструкции космического аппарата и топлива в баках космического аппарата обуславливают дрожание изображений звезд на приемнике изображения. Для уменьшения времени наблюдений в процессе определения углового расстояния между опорной и измеряемой звездой их изображения стабилизируют на приемнике изображения. При проведении измерений угла между звездами на матрице приборов с зарядовой связью измеряют линейные расстояния между центрами их проекций на фокальной плоскости, эти данные накапливают и передают на Землю с помощью запоминающего устройства. В ходе измерений угловое расстояние между звездами фактически сравнивается со значением угла 13, задаваемого взаимным расположением осей наблюдательных труб астрометрического телескопа и реализуемого двумя плоскими зеркалами. В случае точного совпадения углового расстояния между звездами с угловым расстоянием между осями наблюдательных труб изобретения звезд на фокальной плоскости совпадают, в случае отклонения их - на приемнике изображения наблюдается два изображения, а линейное расстояние между ними функционально связано с отклонением углового расстояния между опорной и наблюдаемой звездой от значения угла между осями наблюдательных труб. При исчерпании всех измеряемых звезд в кольцевой полосе звездного неба ее просмотр заканчивается. Далее космический аппарат перенацеливается на другую опорную звезду, и цикл измерений повторяется. Using an astrometric telescope with two observation tubes, the optical axes of which are located at an angle of 85-95 degrees. to each other. images of two sections of the starry sky, one of which contains a reference star, and the other a measured star, is projected onto a common focal plane with the image receiver. The work of the executive bodies to maintain the orientation of the spacecraft to the reference and measured stars and the associated fluctuations in the design of the spacecraft and fuel in the tanks of the spacecraft cause jitter of the images of stars on the image receiver. To reduce the time of observations in the process of determining the angular distance between the reference and the measured star, their images are stabilized at the image receiver. When measuring the angle between the stars on a matrix of charge-coupled devices, linear distances between the centers of their projections on the focal plane are measured, these data are accumulated and transmitted to the Earth using a storage device. In the course of measurements, the angular distance between the stars is actually compared with the value of the angle 13, defined by the relative position of the axes of the observation tubes of the astrometric telescope and realized by two flat mirrors. In the case of exact coincidence of the angular distance between the stars with the angular distance between the axes of the observation tubes, the inventions of the stars on the focal plane coincide, if they deviate, two images are observed on the image receiver, and the linear distance between them is functionally related to the deviation of the angular distance between the reference and the observed star from the value of the angle between the axes of the observation tubes. With the exhaustion of all measured stars in the annular strip of the starry sky, its viewing ends. Next, the spacecraft is redirected to another reference star, and the measurement cycle repeats.

Окончательный расчет координат звезд и составление картины звездного неба происходит на Земле. При этом, зная угловое расстояние измеряемой звезды относительно двух опорных ориентиров, положение которых известно, определяются уточненные координаты измеряемой звезды. The final calculation of the coordinates of the stars and the compilation of a picture of the starry sky takes place on Earth. Moreover, knowing the angular distance of the measured star relative to two reference points, the position of which is known, the specified coordinates of the measured star are determined.

Для проведения картографирования небесной сферы космический аппарат выводится с помощью ракеты-носителя с разгонным блоком на рабочую орбиту с параметрами: высота апогея 120 тыс.км высота перигея 1500 км наклонение 51,6 град. период обращения 48 ч
Типовой штатный виток космического аппарата будет включать:
участок постоянной солнечной ориентации длительностью 15 часов;
рабочий участок (свыше 80 тыс.км), расположенный на интервале +(-16 ч от апогея;
участок сброса научной информации на Землю длительностью около 1 ч.
For mapping the celestial sphere, the spacecraft is launched with the help of a launch vehicle with a booster block into a working orbit with the following parameters: apogee altitude 120 thousand km perigee altitude 1,500 km inclination 51.6 degrees. circulation period 48 h
A typical full-time orbit of a spacecraft will include:
plot of constant solar orientation lasting 15 hours;
work area (over 80 thousand km), located on the interval + (- 16 hours from the peak;
A section of the discharge of scientific information to the Earth lasting about 1 hour.

Участок постоянной солнечной ориентации предназначен для заряда аккумуляторов бортовой системы электроснабжения - путем ориентации плоскости панелей солнечных батарей перпендикулярно направлению на Солнце. The area of constant solar orientation is designed to charge the batteries of the onboard power supply system - by orienting the plane of the solar panels perpendicular to the direction to the Sun.

Перед рабочим участком на борт космического аппарата передается рабочая программа, содержащая предварительные координаты опорных и программных звезд из входного каталога, а также данные для обеспечения ориентированного полета космического аппарата, баллистическую информацию для расчета на борту текущих эфемерид и т.д. Эта программа, объемом около 300 кбит, должна быть рассчитана с учетом результатов оперативной обработки научной информации, полученной на предыдущем витке. In front of the working section, a work program is transmitted aboard the spacecraft, containing preliminary coordinates of the reference and program stars from the input catalog, as well as data for ensuring the oriented flight of the spacecraft, ballistic information for calculating the current ephemeris on board, etc. This program, with a volume of about 300 kbps, should be calculated taking into account the results of the operational processing of scientific information obtained at the previous round.

Обработка витковой программы измерений должна начаться с программного разворота космического аппарата (начальной переориентации). По окончании этой операции в поле зрения телескопа должны находиться изображения опорной и программной звезд. Современный уровень развития систем управления космического аппарата позволяет ориентировать космический аппарат с точностью наведения 3-5 минут, стабилизировать угловую скорость космического аппарата с точностью до 0,0001 град./сек. Это обеспечивает захват и удержание в поле зрения телескопа размером 5-6 угл.мин заданных участков звездного неба. The processing of the orbit measurement program should begin with a software turn of the spacecraft (initial reorientation). At the end of this operation, the images of the reference and program stars should be in the field of view of the telescope. The current level of development of spacecraft control systems allows you to orient the spacecraft with an accuracy of guidance of 3-5 minutes, to stabilize the angular velocity of the spacecraft with an accuracy of 0.0001 deg./sec. This ensures the capture and retention in the field of view of the telescope with a size of 5-6 ang. Min of specified sections of the starry sky.

Время съемки одной программной звезды (включая время успокоения космического аппарата после перенацеливания) составляет около 30 сек. Полученные изображения звезд обрабатываются бортовой электронно-вычислительной машиной, входящей в состав научной аппаратуры. Проводится распознавание изображений, и в случае штатности программной звезды - т.е. если звезда не двойная и не кратная - измеряются координаты изображений и их значения вместе с фотометрическими служебными параметрами записываются в бортовой накопитель научной информации. В случае нештатности изображения программной звезды производится запись сигналов фрагмента матрицы с изображением. The shooting time of one program star (including the time of reassurance of the spacecraft after re-targeting) is about 30 seconds. The obtained images of stars are processed by an on-board electronic computer, which is part of the scientific equipment. Image recognition is carried out, and in the case of regularity of a program star - i.e. if the star is not double and not multiple - the coordinates of the images are measured and their values along with photometric service parameters are recorded in the on-board storage of scientific information. In the event of an abnormal image of the program star, the signals of the matrix fragment with the image are recorded.

Далее, на рабочем участке осуществляется обзор небесной сферы путем последовательных разворотов космического аппарата вокруг направления на опорную звезду. Further, the celestial sphere is surveyed at the work site by successive turns of the spacecraft around the direction to the reference star.

После выполнения заданного количества съемок в полосе данной звезды осуществляется разворот оси визирования опорного канала телескопа на другую опорную звезду. Из условия обеспечения необходимых углов засветки солнечных батарей опорные звезды должны выбираться в конусе 40 град., противоположном направлению на Солнце. After performing a given number of shots in the strip of a given star, the axis of sight of the reference channel of the telescope is rotated to another reference star. From the condition of ensuring the necessary angles of illumination of solar panels, reference stars should be selected in a cone of 40 degrees, opposite to the direction to the Sun.

За полный оборот вокруг одной опорной звезды производится примерно 290 съемок программных звезд, что соответствует 2,5 ч функционирования. За рабочий участок космический аппарат совершит примерно 13 полных оборотов или 3700 съемок, а вся программа измерений потребует 2-3 лет работы. For a full revolution around one supporting star, approximately 290 filming of program stars is performed, which corresponds to 2.5 hours of operation. For the working section, the spacecraft will complete about 13 full revolutions or 3,700 surveys, and the entire measurement program will require 2-3 years of operation.

Накопленный в бортовой памяти за рабочий участок объем научной информации, в совокупности с информацией о состоянии борта космического аппарата, составит более 200 Мбит. По окончании рабочего участка эта информация должна быть передана на наземный пункт приема по специальной радиолинии. The amount of scientific information accumulated in the onboard memory for the working section, together with information about the state of the spacecraft, will be more than 200 Mbit. At the end of the working section, this information should be transmitted to the ground receiving point via a special radio link.

На фиг. 2 изображен космический аппарат для реализации предлагаемого способа. Космический аппарат состоит из следующих основных блоков: 14 - корпус с аппаратурой бортовых служебных систем, 15 - астрометрический телескоп, 16 - панели солнечных батарей, 17 - радиатор-охладитель системы терморегулирования, 18 - приемо-передающая антенна, 19 - двигательная установка, 20 - астроприборы ориентации, 21 - защитные крышки наблюдательных труб, 22 - продольная ось космического аппарата. In FIG. 2 shows a spacecraft for implementing the proposed method. The spacecraft consists of the following main blocks: 14 - a body with equipment for on-board service systems, 15 - an astrometric telescope, 16 - solar panels, 17 - a radiator-cooler of the temperature control system, 18 - a transmitter-receiver antenna, 19 - a propulsion system, 20 - astroprobe orientation, 21 - protective covers of observation tubes, 22 - the longitudinal axis of the spacecraft.

Астрометрический телескоп изображен на фиг. 3. В его состав входят:
23 - плоские зеркала, 24 - объектив, 25 - главное зеркало, 26 - вторичное зеркало, 27 - плоское зеркало объектива с приводом, 28 - фотоприемник, 29 - плоское зеркало объектива, 30 - запоминающее устройство, 31 - блок задания координат источника излучения, 32 - блок прецизионной стабилизации изображения.
The astrometric telescope is depicted in FIG. 3. It consists of:
23 - flat mirrors, 24 - lens, 25 - main mirror, 26 - secondary mirror, 27 - flat mirror of the lens with a drive, 28 - photodetector, 29 - flat mirror of the lens, 30 - storage device, 31 - block for specifying the coordinates of the radiation source, 32 - block precision image stabilization.

Корпус космического аппарата 14 выполнен в форме тора, ось которого совпадает с продольной осью космического аппарата 22. Внутри корпуса размещается аппаратура бортовых слубежных систем космического аппарата системы управления ориентацией и стабилизации, радиокомплекса, телеметрической системы, системы энергопитания (аккумуляторные батареи). На внешней поверхности корпуса размещаются астроприборы ориентации космического аппарата 20. В качестве исполнительных органов ориентации могут быть использованы либо гироскопические, либо реактивные исполнительные органы. К корпусу крепится двигательная установка 19, используемая для коррекции орбиты космического аппарата, для довыведения на рабочую орбиту и для разгрузки накопленного гироскопическими исполнительными органами кинетического момента. The body of the spacecraft 14 is made in the form of a torus, the axis of which coincides with the longitudinal axis of the spacecraft 22. Inside the body is located the equipment of the onboard auxiliary systems of the spacecraft of the orientation control and stabilization system, the radio complex, the telemetry system, and the power supply system (rechargeable batteries). On the outer surface of the hull are astroprobe orientations of the spacecraft 20. As the executive organs of orientation can be used either gyroscopic or reactive executive bodies. A propulsion system 19 is attached to the body, used to correct the orbit of the spacecraft, to bring it into a working orbit and to unload the kinetic moment accumulated by gyroscopic actuators.

С другой стороны к корпусу через переходную проставку крепится астрометрический телескоп 15. On the other hand, an astrometric telescope 15 is attached to the housing through a transition spacer.

Первая из наблюдательных труб 22 (измерительная) размещается вдоль продольной оси космического аппарата. Под углом 85-95 град. к ней закреплена вторая наблюдательная труба 21 (опорная). Закрепление наблюдательных труб друг относительно друга под углом, не входящим в диапазон 85-95 град. приведет к увеличению времени обзора небесной сферы, так как площадь наблюдаемых полос на небесной сфере при этом меньше, и в них находится меньшее число измеряемых звезд, а следовательно, для обзора всей сферы потребуется большее число опорных звезд, что приведет к увеличению не используемого для измерений времени, в течение которого производятся перенацеливания космического аппарата с одной опорной звезды на другую, и снижению производительности картографирования. The first of the observation tubes 22 (measuring) is placed along the longitudinal axis of the spacecraft. At an angle of 85-95 degrees. the second observation tube 21 (supporting) is fixed to it. Fixing the observation tubes relative to each other at an angle that is not in the range of 85-95 degrees. will lead to an increase in the viewing time of the celestial sphere, since the area of the observed bands on the celestial sphere is smaller and they contain a smaller number of measured stars, and therefore, a larger number of reference stars will be required to view the entire sphere, which will lead to an increase in measurements the time during which the spacecraft is redirected from one reference star to another, and the decrease in the performance of mapping.

На внутренней стороне первой наблюдательной трубы 22 (соосной продольной оси космического аппарата напротив места ее соединения со второй наблюдательной трубой 21 (опорной) в поле зрения второй наблюдательной трубы размещены два плоских зеркала 23, которые жестко закреплены друг относительно друга на внутренней стороне первой наблюдательной трубы, перекрывая ту часть поля зрения первой наблюдательной трубы, которая диаметрально противоположна месту закрепления второй наблюдательной трубы к первой. При этом другая часть поля зрения первой наблюдательной трубы не виньетируется. Световой поток от второй наблюдательной трубы 21, испытывая два отражения от этих зеркал, поворачивается в направлении, параллельном продольной ос космического аппарата и параллельном световому потоку от первой наблюдательной трубы 22. On the inner side of the first observation tube 22 (coaxial to the longitudinal axis of the spacecraft opposite its connection with the second observation tube 21 (reference), two flat mirrors 23 are placed in the field of view of the second observation tube 23, which are rigidly fixed relative to each other on the inner side of the first observation tube, blocking that part of the field of view of the first observation tube, which is diametrically opposite to the place of attachment of the second observation pipe to the first. of the second observation tube 21, experiencing two reflections from these mirrors, rotates in a direction parallel to the longitudinal axis of the spacecraft and parallel to the light flux from the first observation tube 22.

Между корпусом космического аппарата и блоком наблюдательных труб соосно продольной оси космического аппарата размещен объектив типа Кассегрена 24, состоящий из главного зеркала 25 вогнутогй параболической формы с осевым отверстием и вторичного зеркала 26 гиперболической формы. В качестве объектива типа Кассегрена может быть использован объектив со следующими параметрами:
- диаметр главного зеркала ≈ 1 м;
- эквивалентное фокусное расстояние 50 м;
- эффективное поле зрения 4-6 угл.мин.
Between the casing of the spacecraft and the block of observation tubes coaxially to the longitudinal axis of the spacecraft, a Cassegrain type 24 lens is made up of a main mirror 25 of concave parabolic shape with an axial hole and a secondary mirror 26 of hyperbolic shape. As a Cassegrain type lens, a lens with the following parameters can be used:
- diameter of the main mirror ≈ 1 m;
- equivalent focal length of 50 m;
- effective field of view is 4-6 arcmin.

Вдоль оптической оси объектива размещено несколько вспомогательных плоских зеркал 27, 29, обеспечивающих направление светового потока от наблюдательных труб на фотоприемник. Одно из зеркал 27, расположенное под углом к оптической оси, установлено на приводе, обеспечивающем управление этим зеркалом относительно двух взаимно перпендикулярных осей. Along the optical axis of the lens there are several auxiliary flat mirrors 27, 29, which provide the direction of the light flux from the observation tubes to the photodetector. One of the mirrors 27, located at an angle to the optical axis, is mounted on the drive, providing control of this mirror relative to two mutually perpendicular axes.

Привод зеркала 27 подключен ко входу блока презиционной стабилизации изображения 31. The drive of the mirror 27 is connected to the input of the unit of high-precision image stabilization 31.

В фокальной плоскости объектива размещен фотоприемник 28, выполненный в виде матрицы приборов с зарядовой связью. При этом может быть использована матрица, состоящая из 800х800 элементов размером 15х15 мкм каждый. In the focal plane of the lens there is a photodetector 28, made in the form of a matrix of devices with charge coupling. In this case, a matrix consisting of 800x800 elements with a size of 15x15 microns each can be used.

Фотоприемник соединен с запоминающим устройством, которое может быть выполнено, например, как в комплексе научной аппаратуры космического аппарата "Венера-Галлей". The photodetector is connected to a storage device, which can be performed, for example, as in the complex of scientific equipment of the Venus-Halley spacecraft.

Запоминающее устройство соединено с блоком задания кооpдинат источника излучения, которое соединено с приемно-передающей антенной 18. The storage device is connected to the reference unit of the coordinate of the radiation source, which is connected to the transmit-receive antenna 18.

Фотоприемник соединен также со входом блока прецизионной стабилизации изображения 32. The photodetector is also connected to the input of the precision image stabilization unit 32.

Снаружи корпуса космического аппарата (см. фиг. 2) установлены панели солнечных батарей 16 и радиатор-охладитель системы терморегулирования 17. Панели солнечных батарей и радиатор-охладитель выполнены в виде плоских конструктивных элементов, параллельных друг другу. Панели и радиатор закреплены параллельно продольной оси космического аппарата по различные стороны от нее (и от астрометрического телескопа). Именно такое расположение панелей солнечных батарей и радиатора обеспечивает оптимальное проведение астрометрических наблюдений: сброс тепла от радиатора происходит в направлении ориентации космического аппарат на опорную звезду, выбираемую в полусфере, не содержащей Солнца. Outside the spacecraft body (see Fig. 2), solar panels 16 and a radiator-cooler of the temperature control system 17 are installed. The solar panels and the radiator-cooler are made in the form of flat structural elements parallel to each other. The panels and the radiator are fixed parallel to the longitudinal axis of the spacecraft on different sides of it (and from the astrometric telescope). It is this arrangement of solar panels and the radiator that ensures optimal astrometric observations: the heat is released from the radiator in the direction of the orientation of the spacecraft to a reference star selected in a hemisphere that does not contain the Sun.

При этом панели солнечных батарей преимущественно ориентируются в полусферу звездного неба, содержащую Солнце. In this case, solar panels are mainly oriented in the hemisphere of the starry sky containing the Sun.

Космический аппарат работает следующим образом. В ходе подготовки космического эксперимента, исходя из технологических соображений, выбирается конструктивный угол между осями наблюдательных труб астрометрического телескопа в пределах указанного выше интервала и рассчитываются углы установки эталона угла. Световой поток от опорного звездного ориентира через наблюдательную трубу попадает на плоские зеркала 23. За счет двух переотражений этот световой поток направляется в зрачок объектива параллельно световому потоку, проходящему через апертуру другой наблюдательной трубы. Таким образом в объектив попадают два световых потока от различных участков звездного неба, разделенных углом 85-95 град. The spacecraft operates as follows. During the preparation of the space experiment, based on technological considerations, the design angle between the axes of the observation tubes of the astrometric telescope is selected within the above interval and the installation angles of the angle standard are calculated. The luminous flux from the reference stellar reference point through the observation tube to the flat mirrors 23. Due to two reflections, this luminous flux is directed into the pupil of the lens parallel to the light flux passing through the aperture of the other observation tube. Thus, two light fluxes from different parts of the starry sky, separated by an angle of 85-95 degrees, fall into the lens.

Переотражаясь от главного и вторичного зеркала, световой поток сквозь осевое отверстие в главном зеркале направляется на систему вспомогательных зеркал, которые направляют его на фотоприемник. При каждом измерении с матрицы снимается информация о положении изображений опорной и программной звезд. Расстояние между изображениями звезд функционально связано с величиной отклонения углового расстояния между звездами от величины угла, задаваемого эталонном. Reflected from the main and secondary mirrors, the luminous flux through the axial hole in the main mirror is directed to a system of auxiliary mirrors that direct it to the photodetector. At each measurement, information on the position of the images of the reference and program stars is taken from the matrix. The distance between the images of stars is functionally related to the deviation of the angular distance between the stars from the angle specified by the reference.

С фотоприемника одновременно снимается информация об отклонениях изображения опорной звезды по двум взаимно перпендикулярным направлениям (например, совпадающим с направлениями столбцов и строк матриц) от избранной точки в фокальной плоскости (например, от геометрического центра в матрицы). Эта информация является входным сигналом управления блоком прецизионной стабилизации изображения 32, управляющей положением плоского зеркала 27. Изменяя угловое положение управляемого зеркала в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью двух презициоинных приводов, блок прецизионной стабилизации изменяет направление светового потока, отражаемого управляемым зеркалом на фокальную плоскость, и обеспечивает стабилизацию изображения опорной звезды в избранной точке фокальной плоскости. Так как световой поток, отражаемый управляемым зеркалом, содержит и световой поток, приходящий от измеряемой наблюдательной трубы телескопа, то одновременно в некоторой точке фокальной плоскости стабилизуется и изображение измеряемой звезды. Линейные координаты центра изображения измеряемой звезды относительно избранной точки в фокальной плоскости (в которой стабилизируется изображение опорной звезды) измеряются и записываются запоминающим устройством. Information about deviations of the reference star image in two mutually perpendicular directions (for example, coinciding with the directions of the columns and rows of the matrices) from the selected point in the focal plane (for example, from the geometric center in the matrix) is simultaneously taken from the photodetector. This information is an input signal to the control unit for precise image stabilization 32, which controls the position of the planar mirror 27. By changing the angular position of the controlled mirror in two mutually perpendicular directions using two precision drives, the precision stabilization unit changes the direction of the light flux reflected by the controlled mirror to the focal plane, and provides image stabilization of a reference star at a selected point in the focal plane. Since the light flux reflected by the controlled mirror also contains the light flux coming from the telescope’s measured observational tube, the image of the measured star is also stabilized at a certain point in the focal plane. The linear coordinates of the center of the image of the measured star relative to the selected point in the focal plane (in which the image of the reference star is stabilized) are measured and recorded by the storage device.

Значительные энергозатраты бортовой аппаратуры космического аппарата на рабочем участке и участке передачи информации на Землю обуславливают с одной стороны необходимость дозарядки аккумуляторных батарей космического аппарата, а с другой - необходимость сброса избыточного тепла в космическое пространство, что осуществляется с помощью панелей солнечных батарей и радиатора-охладителя системы терморегулирования. Significant energy consumption of spacecraft on-board equipment at the work site and the information transfer site to Earth determine, on the one hand, the need for recharging the batteries of the spacecraft, and on the other hand, the need to discharge excess heat into space, which is done using solar panels and a radiator-cooler system thermoregulation.

Размещение солнечных батарей и радиатора-охладителя в виде плоских параллельных друг другу панелей по разные стороны от оси космического аппарата совместно с выбором опорных ориентиров в полусфере звездного неба, не содержащей Солнца, позволяет совместить процесс измерений с одновременной подпиткой аккумуляторных батарей от солнечных батарей и сбросом избыточного тепла в космическое пространство. The placement of solar panels and a radiator-cooler in the form of flat panels parallel to each other on opposite sides of the axis of the spacecraft, together with the choice of reference points in the hemisphere of the starry sky that does not contain the Sun, allows you to combine the measurement process with the simultaneous recharge of solar batteries and discharge of excess heat into outer space.

Реализация способа картографирования и предлагаемого устройства позволяет получить карту звездного неба, содержащую около 400 тыс. звезд до 10-ой звездной величины и имеющую точность 0,001-0,002 дуг.сек, при этом карта звездного неба может быть получена за 2-3 года. The implementation of the mapping method and the proposed device allows you to get a map of the starry sky containing about 400 thousand stars up to the 10th magnitude and having an accuracy of 0.001-0.002 arcsec, while a map of the starry sky can be obtained in 2-3 years.

Claims (3)

1. Способ картографирования небесной сферы с борта космического аппарата, включающий обзор небесной сферы путем просмотра кольцевых полос жестко установленным на борту космического аппарата астрометрическим телескопом с двумя наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом одна к другой, при этом вращают космический аппарат с телескопом относительно заданного направления, проецируют изображения звезд с обеих наблюдательных труб на фокальную плоскость фотоприемника, определяют угловые расстояния между звездами, попадающими в поле зрения наблюдательных труб, и переходят к просмотру следующей кольцевой полосы и по окончании просмотра звездного неба рассчитывают координаты источников излучения и составляют карту звездного неба, отличающийся тем, что при просмотре кольцевой полосы звездного неба оптическую ось одной из наблюдательных труб астрометрического телескопа ориентируют на первую опорную звезду из последовательности опорных звезд, выбранных заранее, космический аппарат вращают относительно этого направления до попадания в поле зрения другой наблюдательной трубы участка звездного неба с измеряемой звездой, стабилизируют изображения звезд на фокальной плоскости, для определения углов между опорной и измеряемой звездами измеряют линейное расстояние между их проекциями на фокальной плоскости фотоприемника, затем возобновляют вращение космического аппарата относительно направления на опорный ориентир до попадания в поле зрения участка звездного неба со следующей измеряемой звездой, а по окончании просмотра кольцевой полосы переходят к просмотру следующей полосы путем переориентации оптической оси наблюдательной трубы телескопа на следующую опорную звезду. 1. A method of mapping the celestial sphere from the spacecraft, including a survey of the celestial sphere by viewing the annular bands with an astrometric telescope rigidly mounted on board the spacecraft with two observation tubes, the optical axes of which are located at an angle to one another, while rotating the spacecraft with the telescope relative to of a given direction, project images of stars from both observation tubes onto the focal plane of the photodetector, determine the angular distances between the stars and, which fall into the field of view of the observation tubes, and proceed to viewing the next annular band, and after viewing the starry sky, calculate the coordinates of the radiation sources and compile a map of the starry sky, characterized in that when viewing the annular band of the starry sky, the optical axis of one of the observation tubes of the astrometric telescope orient on the first reference star from the sequence of reference stars selected in advance, the spacecraft is rotated relative to this direction until it hits the field another observation tube of the starry sky portion with the measured star, stabilize the images of stars on the focal plane, to determine the angles between the reference and the measured stars, measure the linear distance between their projections on the focal plane of the photodetector, then the spacecraft resumes rotation relative to the direction of the reference landmark until it reaches field of view of a portion of the starry sky with the next measured star, and at the end of viewing the annular band go to view the next bands by reorienting the observation optical axis of the telescope tube to the next reference star. 2. Космический аппарат для картографирования небесной сферы, содержащий жестко установленный на его корпусе астрометрический телескоп с двумя наблюдательными трубами, расположенными под углом друг к другу и оптически сопряженными через два зеркала с объективом, в фокальной плоскости которого установлен фотоприемник, первый выход которого соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока задания координат источника излучений, выход которого подключен к приемопередающей антенне космического аппарата, на корпусе которого также размещены астроприборы ориентации, панели солнечных батарей и система терморегулирования с радиатором-охладителем, отличающийся тем, что оптическая ось одной из наблюдательных труб телескопа совмещена с продольной осью космического аппарата, а оптическая ось второй наблюдательной трубы развернута относительно первой на 85-95o, зеркала телескопа выполнены плоскими и жестко закреплены одно относительно другого на внутренней стороне первой наблюдательной трубы, а объектив размещен соосно с оптической осью первой наблюдательной трубы и снабжен двумя плоскими зеркалами, одно из которых расположено на его оптической оси, а другое расположено под углом к оптической оси и снабжено приводом поворота относительно двух взаимно перпендикулярных осей, который снабжен блоком прецизионной стабилизации изображения, вход которого подключен к второму выходу фотоприемника, кроме того радиатор-охладитель закреплен на корпусе космического аппарата параллельно его продольной оси со стороны второй наблюдательной трубы телескопа, а с противоположной стороны параллельно ему и продольной оси космического аппарата установлены панели солнечных батарей, при этом плоскости панелей солнечных батарей и радиатора-охладителя перпендикулярны плоскости, проходящей через оси наблюдательных труб телескопа.2. A spacecraft for mapping the celestial sphere containing an astrometric telescope rigidly mounted on its body with two observation tubes located at an angle to each other and optically paired through two mirrors with a lens in the focal plane of which a photodetector is installed, the first output of which is connected to the input a storage device, the output of which is connected to the input of the unit for setting the coordinates of the radiation source, the output of which is connected to the transceiver antenna of the spacecraft, on the case of which astrophotographic orientations, solar panels and a temperature control system with a radiator-cooler are also located, characterized in that the optical axis of one of the observation tubes of the telescope is aligned with the longitudinal axis of the spacecraft, and the optical axis of the second observation tube is rotated relative to the first by 85-95 o , the telescope mirrors are made flat and rigidly fixed one relative to the other on the inner side of the first observation tube, and the lens is placed coaxially with the optical axis of the first of the observation tube and is equipped with two flat mirrors, one of which is located on its optical axis, and the other is located at an angle to the optical axis and is equipped with a rotation drive relative to two mutually perpendicular axes, which is equipped with a precision image stabilization unit, the input of which is connected to the second output of the photodetector In addition, the radiator-cooler is mounted on the spacecraft’s body parallel to its longitudinal axis from the side of the second observation tube of the telescope, and from the opposite side parallel to it and the longitudinal axis of the spacecraft, solar panels are installed, while the planes of the solar panels and the radiator-cooler are perpendicular to the plane passing through the axis of the observation tubes of the telescope. 3. Космический аппарат по п.2, отличающийся тем, что объектив телескопа выполнен по системе Кассегрена, а фотоприемник - в виде матрицы приборов с зарядовой связью. 3. The spacecraft according to claim 2, characterized in that the telescope lens is made according to the Cassegrain system, and the photodetector is in the form of a matrix of charge-coupled devices.
SU914952701A 1991-06-28 1991-06-28 Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization RU2014252C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914952701A RU2014252C1 (en) 1991-06-28 1991-06-28 Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914952701A RU2014252C1 (en) 1991-06-28 1991-06-28 Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2014252C1 true RU2014252C1 (en) 1994-06-15

Family

ID=21583103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914952701A RU2014252C1 (en) 1991-06-28 1991-06-28 Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2014252C1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445641C2 (en) * 2010-03-03 2012-03-20 Антон Адольфович Липовка Method of tying coordinates of celestial radio sources to lipovka-kostko-lipovka (lkl) optical astrometric coordinate system
RU2505843C1 (en) * 2012-07-26 2014-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Double-channel space telescope for simultaneous observation of earth and stars with image spectral spreading
WO2014021743A2 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Aleksandrov Oleg Aleksandrovich Method for advertising in space and device for realizing said method
RU2517800C1 (en) * 2012-12-17 2014-05-27 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end
RU2541116C2 (en) * 2013-02-06 2015-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Double-channel space telescope for simultaneous observation of earth and stars (versions)
RU2583027C1 (en) * 2014-12-02 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПП-"ОРТИКС"" Device for transmitting telemetric information from on-board descent module
RU2597028C1 (en) * 2015-04-17 2016-09-10 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of scanning space between the sun and the earth, not available for observation of optical devices located on ground and on earth orbits due to their illumination of the sun with spacecraft arranged at the orbit of the earth at a constant distance from the earth
RU2608083C2 (en) * 2011-12-09 2017-01-13 Таль Method and system for control of group, at least, of two satellites intended for providing service on geostationary orbit, providing said service on non-geostationary orbit
RU2610066C1 (en) * 2015-12-30 2017-02-07 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Space system for viewing celestial sphere for observing celestial objects and detecting celestial bodies - asteroids and comets - hazardous for earth
RU2621464C1 (en) * 2015-12-03 2017-06-06 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Space celestial vault surveillance system for celestial bodies detection
RU2675205C1 (en) * 2017-12-28 2018-12-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук Approaching earth from the daytime sky dangerous celestial bodies detection method and the soda-2 space system for its implementation
RU2683418C2 (en) * 2017-07-28 2019-03-28 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Surveillance and barrier telescope
RU2698077C1 (en) * 2018-05-17 2019-08-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Space telescope for observation of stars and the earth with the most accurate image quality

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445641C2 (en) * 2010-03-03 2012-03-20 Антон Адольфович Липовка Method of tying coordinates of celestial radio sources to lipovka-kostko-lipovka (lkl) optical astrometric coordinate system
RU2608083C2 (en) * 2011-12-09 2017-01-13 Таль Method and system for control of group, at least, of two satellites intended for providing service on geostationary orbit, providing said service on non-geostationary orbit
RU2505843C1 (en) * 2012-07-26 2014-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Double-channel space telescope for simultaneous observation of earth and stars with image spectral spreading
RU2596125C2 (en) * 2012-07-31 2016-08-27 Олег Александрович Александров Method for advertisement in space and device therefor
WO2014021743A2 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Aleksandrov Oleg Aleksandrovich Method for advertising in space and device for realizing said method
WO2014021743A3 (en) * 2012-07-31 2014-06-05 Aleksandrov Oleg Aleksandrovich Method for advertising in space and device for realizing said method
RU2517800C1 (en) * 2012-12-17 2014-05-27 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of coelosphere coverage from space craft for surveillance of celestial bodies and coelosphere coverage space system for surveillance of celestial bodies and detection of solar system bodies to this end
RU2541116C2 (en) * 2013-02-06 2015-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Double-channel space telescope for simultaneous observation of earth and stars (versions)
RU2583027C1 (en) * 2014-12-02 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПП-"ОРТИКС"" Device for transmitting telemetric information from on-board descent module
RU2597028C1 (en) * 2015-04-17 2016-09-10 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of scanning space between the sun and the earth, not available for observation of optical devices located on ground and on earth orbits due to their illumination of the sun with spacecraft arranged at the orbit of the earth at a constant distance from the earth
RU2621464C1 (en) * 2015-12-03 2017-06-06 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Space celestial vault surveillance system for celestial bodies detection
RU2610066C1 (en) * 2015-12-30 2017-02-07 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Space system for viewing celestial sphere for observing celestial objects and detecting celestial bodies - asteroids and comets - hazardous for earth
RU2683418C2 (en) * 2017-07-28 2019-03-28 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Surveillance and barrier telescope
RU2675205C1 (en) * 2017-12-28 2018-12-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук Approaching earth from the daytime sky dangerous celestial bodies detection method and the soda-2 space system for its implementation
RU2698077C1 (en) * 2018-05-17 2019-08-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Space telescope for observation of stars and the earth with the most accurate image quality

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014252C1 (en) Method of mapping the celestial sphere and spacecraft for its realization
Pascale et al. The balloon-borne large aperture submillimeter telescope: BLAST
US11125562B2 (en) Navigation system with monocentric lens and curved focal plane sensor
US9544488B2 (en) Star tracker with steerable field-of-view baffle coupled to wide field-of-view camera
CN105928525B (en) A kind of attitude determination method that satellite calibrates the moon
US20020121574A1 (en) Method and sensor for capturing rate and position and stabilization of a satellite using at least one focal plane
US4453224A (en) Orbiting objective lens telescope system and method
US3301508A (en) Guidance system with stellar correction
US3448272A (en) Optical reference apparatus utilizing a cluster of telescopes aimed at a selected group of stars
RU82678U1 (en) OBSERVING SYSTEM FOR SPACE OBJECTS
US3370460A (en) Optical-inertial navigation system
Thomas et al. Attitude Determination and Prediction of Spin‐Stabilized Satellites
HENIZE Tracking artificial satellites and space vehicles
US3439427A (en) Method for navigating a space vehicle
US3348790A (en) Maintenance of temperature conditions in satellites
ES2315819T3 (en) OPTICAL TRANSMISSION PROCEDURE BETWEEN A SHIP TERMINAL ON A SPACE VEHICLE AND A DISTANT TERMINAL AND SPACE VEHICLE ADAPTED FOR SUCH PROCEDURE.
Joergensen et al. Fast and robust pointing and tracking using a second-generation star tracker
Steinbacher et al. Mariner 9 mission profile and project history
Fujita et al. On-orbit Calibration of a Telescope Alignment for Earth Observation using Stars and QUEST
Shibai et al. Balloon-Borne Infrared Telescope for far-infrared spectroscopy
RU2767449C1 (en) Method for astronomical correction of aircraft navigation parameters
Carruthers et al. Global Imaging Monitor of the Ionosphere (GIMI) on the Advanced Research and Global Observation Satellite (ARGOS): quick look results
Socha et al. Development of a small satellite for precision pointing applications
Hatcher A Survey of Attitude Sensors for Spacecraft
Belyaev et al. New Methods of Steering Scientific Instruments to Point Them towards Survey Targets in the Uragan Experiment onboard the ISS