Насколько мощный телескоп позволил бы мне увидеть, как астронавты на борту МКС совершают космическую прогулку?

45

Это возникло из комментария, опубликованного на вопрос в другом месте на стеке обмена

Насколько мощный телескоп / бинокль позволил бы мне увидеть, как астронавты на борту МКС совершают космическую прогулку? Апертура? Увеличение?

Все
источник
Что действительно нужно любителям, так это адаптивная оптика. Я предсказываю, что еще одно или два десятилетия они попадут в руки любителя звездных наблюдателей. Был бы интересный проект кикстартер для кого-то!
Джон Сайкс

Ответы:

41

Это было сделано ранее, поэтому мне не нужно проходить все тяжелые расчеты с использованием критерия Рэлея, учитывающего дифракцию атмосферы и длину волны видимого света. Ральф Вандеберг, голландский астроном, профессиональный фотограф и ветеран спутниковой съемки, с 2007 года пытался сделать именно это и действительно несколько раз добился успеха, используя теперь 10-дюймовый (25,4 см) ньютоновский отражающий телескоп, который обладает разрешающей способностью ( угловое разрешение датчика ПЗС) примерно один пиксель на метр на расстоянии до Международной космической станции (МКС), которая в настоящее время находится на орбите 230 миль (370 км) над Землей:

   Деталь Ральфа Вандеберга об изображении, сделанном им 21 марта 2009 года, на котором астронавты работают за пределами МКС.  Предоставлено: Ральф Вандеберг.

   Деталь Ральфа Вандеберга об изображении, сделанном им 21 марта 2009 года, на котором астронавты работают за пределами МКС. Предоставлено: Р. Вандеберг.

На личной странице Вандеберга также размещены все другие успешные наблюдения МКС через его телескоп, и они записаны на обеих фотографиях, а также в нескольких коротких видеороликах. Почему короткий? Потому что нацеливание на МКС во время ее движения со скоростью 4,8 миль / с (7,7 км / с) довольно сложно, а атмосферные условия и время, в которые МКС проходит через некоторую область на поверхности Земли, не делают этого проще тоже . Но настойчивость и тяжелая работа хорошо заплатили за этого отдельного астронома.

       введите описание изображения здесь

          Необработанное видео МКС, видимое сквозь турбулентность воздуха. Обратите внимание на хорошую видимость антенны Lira на российском
          модуле «Звезда» в нижней части изображения. Предоставлено: Р. Вандеберг.

Опять же, пропуская математику, чтобы вычислить требуемое угловое разрешение телескопа и применить его к некоторому произвольно выбранному размеру и разрешению датчика изображения, мы можем увидеть, что с помощью хорошо коллимированного 10-дюймового ньютоновского или добсонианского телескопа в ясную ночь можно некоторые, близкие к идеальным целям, дают прямое доказательство того, что космический странник выполнил свою работу на высоте 230 миль (370 км) во время выхода в открытый космос. Более мощные телескопы, конечно, будут давать изображения с более высоким разрешением, но атмосферные эффекты ограничивают их использование и, конечно, намного сложнее нацелить объект, быстро движущийся по небу.

TildalWave
источник
2
Что ж, кажется, что угловое разрешение телескопа может быть аппроксимировано пределом Рэлея , который составляет 5,5 / апертура в дюймах. Таким образом, для 10 дюймов это будет 0,55 угловых секунд. И быстрый поиск говорит мне, что МКС составляет около 37 угловых секунд на расстоянии 410 км. Таким образом, мы получаем не менее 67 четких пикселей МКС из 10-дюймового телескопа! Кроме того, используя методы сверхразрешения, мы можем добиться гораздо лучшего разрешения, чем это.
Арне
Вау. Абсолютно удивительно.
iMerchant
22

Ральф Вандеберг - один из лучших астрономических фотографов-любителей, занимающийся космической фотосъемкой. Насколько я знаю, он использует 10-дюймовый (25,4 см) ньютоновский телескоп , так что это в значительной степени стандартный телескоп.

Предположительно, он представлял себе выходцев в космос на предыдущих миссиях МКС и СС . Хотя они всего несколько пикселей, и вы не можете разобрать какие-либо детали. Тем не менее, его изображения определенно, совершенно потрясающие:

Астронавт STS-133 во время ЕВА-2 (Ральф Вандеберг)

Arne
источник
2

Обратите внимание, что его более или менее симметричное, поэтому аппаратное обеспечение калибра, достаточного для наблюдения за деятельностью человека на земле из космоса, в случае установки на земле будет более или менее того же размера и технологии, которые необходимы для наблюдения за деятельностью человека в космосе. , Таким образом, вы можете перепроверить как теоретические, так и экспериментальные результаты в сравнении с тем, какие параметры известны о военных спутниках наблюдения. Таким образом, вы «знаете», что он не должен быть 200 футов в диаметре и должен быть намного больше, чем бинокль, на самом деле размер спутника-шпиона кажется достаточным для военных уровней надежности и освещенности.

Винс Малхоллон
источник