Международная научная конференция
"Наблюдение околоземных космических объектов"

Звенигород, 23-25 января 2007

Около четырех лет назад мы начали, совместно с ИПМ РАН и Пулковской обсерваторией, наблюдения объектов околоземного космического пространства. В начале использовался только 640-мм телескоп АТ-64 для мониторинга избранных объектов для поддержки РСДБ-локации [1,2]. В течении двух последних лет постоянно возрастающий опыт проведения наблюдений, расширение используемого оборудования (применяются несколько различных телескопов) и развитие разностороннего программного обеспечения позволили нам значительно улучшить качество и увеличить количество наблюдений. В результате, у нас формируется локальная система оптического контроля околоземного космического пространства, способная решать широкий диапазон задач, от широкопольных обзоров объектов на геостационарной орбите, до наблюдений различных спутников и элементов космического мусора во всем околоземном пространстве от низких до высокоэллиптических и геостационарных орбит. В данном докладе мы представим описание используемого нами оборудования и приведем некоторые результаты наблюдений.

Сейчас для наблюдений мы используем (с различной степенью загрузки) пять иструментов с входными апертурами диаметром от 66 мм до 2.6 метра.

Наиболее интенсивно работает по данной тематике телескоп АТ-64. Это 640-мм камера системы Рихтера-Слефогта светосилой 1:1.4. Сейчас она оборудована ПЗС-матрицей ST-8 (1024x1536x9мк). В результате мы получаем поле зрения размером 53'x35' с угловым размером пикселя 2 ''. Основная задача, решаемая этим инструментом, наблюдения малоразмерного космического мусора с блеском до 18 звездной величины. На данный момент на нем обнаружено 27 новых объектов, из них 18 вошли в каталог космического мусора ИПМ РАН. На этом инструменте мы ведем наблюдения еще около трех десятков аналогичных объектов, обнаруженых в обсерваториях Zimmervald, Teide и Маяки(Одесса). Кроме этого, на АТ-64 проводятся наблюдения избранных ярких объектов как для поддержки РСДБ-локации, так и для других задач. Внутренняя точность оценки угловых положений объектов 16-17 зв. величины составляет около 0.5 угл. секунды. Имеющаяся в настоящий момент система управления телескопом позволяет неограниченное время сопровождать объекты, движущиеся с угловой скоростью до 2 '/сек по каждой из координат.

Другим инструментом, вносящим немалый вклад в обнаружение и дальнейшие наблюдения малоразмерного космического мусора, является 2.6-метровый телескоп ЗТШ. Камера, оборудованная ПЗС-матрицей IMG-1001E, приобретенной ИПМ РАН по гранту Миннауки России, расположена в прямом фокусе главного зеркала. При фокусном расстоянии 10 метров она обеспечивает поле 8.4'x8.4' с масштабом 0.5''/пикс. На ЗТШ нам выделяется в среднем 2 ночи в месяц. При этом на нем уже обнаружено 56 объектов, из них 15 вошли в каталог. Система управления телескопом довольно старая и не позволяет вести наблюдения в режиме сопровождения объекта, поэтому достигаемая предельная звездная величина для объектов геостационарной области около 20 зв. величины. Получаемое качество изображений составляет 1.5''-2.5'', что тоже влияет на предельную зв. величину. Внутренняя точность оценки положения лучше 0.5''.

Кроме упомянутых ранее телескопов КрАО для поддержки каталога малоразмерных объектов мы эпизодически используем 600-мм Цейсс Крымской лаборатории ГАИШ. Нам на нем выделяется, в среднем, около 30 ночей в год. В стандартной кассегреновской конфигурации телескоп имеет фокусное расстояние 7500 мм. Для его укорочения мы используем фокальный редуктор. В результате, мы имеем фокусное расстояние 4680 мм, поле зрения на ПЗС-матрице IMG-1001E 18'x18' и масштаб 1.1''/пикс. ПЗС-матрицу мы используем ту же, что и на ЗТШ. Поэтому на этих телескопах мы одновременно наблюдать не можем. Из-за относительно небольшого поля зрения Цейсс-600 используется как "follow-up телескоп". Его проницание лучше, чем АТ-64 примерно на 0.5 зв. величины, поэтому наблюдения на Цейсс-600 часто планируются для продления дуги наблюдений в сторону больших фазовых углов объектов. Тем не менее, на этом телескопе открыто 7 новых объектов, 3 вошли в каталог. На Цейссе-600 реализована ограниченная система управления телескопом. На "тонкое движение" установлены шаговые двигатели, управляемые компьютером. Это позволяет перенаводиться в ограниченном поле 6x6 градусов со скоростью до 10'/сек. Сопровождение быстрых объектов практически ограничено не только этой скорстью, но и малым временем прохождения всего диапазона "тонкого движения". Тем не менее, геостационарные и многие высокоэллиптические объекты могут легко сопровождаться.

С октября 2006 года мы начали проводить наблюдения на новом 220-мм телескопе PH-1 системы Рихтера-Слефогта-Теребижа [2] с фокусным расстоянием 507 мм. Система управления телескопом реализована на базе контроллера DMC-2143 фирмы Galil и шаговых двигателей фирмы Oriental Motors. Она позволяет перенаводиться со скоростью до 10 град./сек по склонению и 3 град./сек по прямому восхождению (ограничена используемыми шаговыми двигателями). В запланированном, но пока до конца не реализованном варианте, телескоп будет способен сопровождать практически любые объекты околоземного космического пространства. На PH-1 пока используется всё та же ПЗС-матрица IMG-1001E, в то время, когда не проводятся наблюдения на ЗТШ или Цейсс-600. При этом, поле зрения составляет 2.8х2.8 градуса при масштабе 9.8''/пикс. За прошедшее время на телескопе проведенны несколько обзоров геостационарной области, в ходе которых было зарегистрировано более 150 объектов, из которых были отождествлены 114 геостационарных объектов, в том числе малоразмерный фрагмент 90032, а так же 12 высокоэллиптических объектов. Кроме этого, на телескопе PH-1 были проведены тестовые наблюдения избранных объектов с различными типами орбит: от высокоэлиптических, до низких. Оценка точности положения составила от 1 до 10 угловых секуд в зависимости от яркости и скорости объекта. Для наблюдений низкоорбитальных высокоскоростных объектов, а так же объектов с большой (>20 градусов) неопределенностью положения можно использовать имеющийся у нас широкопольный объектив с диаметром входного зрачка 66 мм и фокусным расстоянием 120 мм. Естественно при этом объект должен быть не слабее 13-13.5 зв. величины. Тестовые наблюдения с матрицей IMG-1001E, проведенные в начале 2006 года в "пассивном режиме" и в 2007 году на монтировке телескопа PH-1 показали эффективность использования данного объектива именно для объектов этих классов. Поле зрения при этом составило 11.7x11.7 градуса при масштабе 41''/пиксел.

Основные перспективы развиваемой нами локальной системы оптического контроля околоземного космического пространства мы связываем как с модернизацией и дооснащением существующих инструментов, так и с привлечением новых. На АТ-64 в ближайшее время будут заменены приводы телескопа, установлены датчики угловых положений. Система управления телескопом будет базироваться на упоминавшемся ранее контроллере фирмы Galil, способном управлять движением по четырем осям. Кроме этого, на АТ-64 планируется заменить устаревшую ПЗС-матрицу ST-8 на более современную, скоростную и значительно превосходящую по площади (PL16801) . В результате эффективность телескопа значительно повысится , за счет увеличения на порядок поля зрения, скорости наведения и сопровождения объектов. При этом сместится акцент в наблюдательной программе на АТ-64 в сторону проведения обзорно-поисковых работ. С другой стороны, в текущем году планируется модернизировать и привлечь к наблюдениям малоразмерного космического мусора Цейсс-600 в Симеизе. Для него будет изготовлен широкопольный корректор и модернизирована система управления. Для телескопа PH-1 в течении этого года планируется приобрести ПЗС-матрицу типа PL9000. Это позволит проводить на нем наблюдения независимо от ЗТШ или Цейсс-600. Кроме этого, будет продолжена работа по улучшению и развитию системы управления и взаимодействия различных телескопов, а также алгоритмов обработки данных.

• наблюдения малоразмерного космического мусора с блеском до 18 звездной величины:
  • обнаружено 27 новых объектов, из них 18 вошли в "Динамический архив ИПМ РАН по объектам искусственного происхождения";
  • ведутся наблюдения еще ~30 аналогичных объектов, обнаруженных в обсерваториях Zimmervald, Teide и Маяки(Одесса).
• наблюдения избранных ярких объектов, как для поддержки РСДБ-локации, так и для других задач.

09.11.2006: ЛТ~2 часа, зона от 29 до 13 град. в.д., обнаружено 52 ГСКО, 6 эллиптических, 2 не идентифицированы

Переоборудование и дооснащение АТ-64:

замена приводов движения и установка датчиков угловых положении;

создание системы управления телескопом на базе контроллера фирмы Galil DMC-2143;

замена CCD ST-8 на PL16801.

В результате значительно увеличится эффективность работы АТ-64 за счет увеличения на порядок поля зрения, скорости наведения и сопровождения объектов. Акцент в наблюдательной программе сместится в сторону проведения обзорно-поисковых работ.

Приобретение для телескопа РН-1 CCD типа PL9000. Это позволит проводить наблюдения на нем независимо от ЗТШ и Цейсса-600.

Модернизация и привлечение к наблюдениям телескопа Цейсс-600 в Симеизе.

Улучшение и дальнейшее развитие системы управления и взаимодействия различных телескопов, а также алгоритмов обработки данных.

26 апреля 2007
Доклад публикуется с разрешения авторов