Сверхмощная оптика для слежения за спутниками

DARPA предлагает поучаствовать в «мозговом штурме» по созданию сверхоптики для наблюдения за искусственными спутниками Земли 28 Май 2015, 17:27

Технологии получения изображения поверхности Земли значительно улучшились за последние годы. Но вот противоположная задача — использование наземных систем для поиска, отслеживания и предоставление актуальной информации о спутниках и других объектах, находящихся на высоких орбитах — похоже так и не получила приемлемого решения.

Самые лучшие системы ДЗЗ, которыми сегодня оснащаются спутники на низкой околоземной орбите (до 2000 км), позволяют добиться разрешения 1 пиксель на каждые 10 см, обеспечивая тем самым довольно высокую детализацию. Но разрешение систем наземной визуализации для объектов, находящихся на геостационарной орбите (ГСО — примерно 36 тыс. км), не превышает 1 пикселя на 2 метра — многие искусственные спутники на таких снимках выглядят как смазанные пятнышки.

Улучшение качества изображения — хотя бы до уровня, получаемого на ДЗЗ-спутниках — расширит возможности по отслеживанию военных, гражданских и коммерческих спутников, а также дистанционному ремонту и коррекции неисправностей в случае их появления.

Достижение подобной цели потребует разработки совершенно новых технологий, так как постройка традиционного телескопа со сплошной оптикой, предназначенного для получения высококачественных изображений объектов на ГСО, будет чрезвычайно дорогим и сложным с инженерной точки зрения проектом. Например, достижение разрешение изображения 1 пиксель на 10 см для объектов на ГСО потребует создания зеркала диаметром 200 метров в диаметре — две длины стандартного футбольного поля! В поиске способов преодоления этих ограничения DARPA опубликовало официальный запрос информации, посредством которого Агенство планирует собрать специальную технологическую информацию и инновационные идеи, имеющие потенциал для создания систем визуализация объектов на ГСО с высоким разрешением.
Слева — изображение спутника на низкой околоземной орбите, справа — изображение спутника, находящегося на геостационарной орбите. Оба снимка получены с поверхности Земли.

Запрос информации предполагает создание наземного комплекса, представляющего собой интерферометр с разреженной апертурой, который вместо зеркала будет использовать систему небольших телескопов, регистрирующих электромагнитное излучение (свет), для создания общей интерферограммы. Интерферометр для визуализации объектов на ГСО будет использовать только пассивное (солнечное) освещение или тепловое излучение объектов и может потребовать использования большого количества телескопов с возможностью гибкой перенастройки всего массива.

«Мы ждем предложений по созданию наземной системы телескопов с разреженной апертурой, обеспечивающих визуализацию объектов на ГСО с таким же разрешением, как и то, которое сегодня мы получаем с помощью спутников на НОО, — пояснил Линдсей Миллард (LIndsay Millard), руководитель программы DARPA. — Подобный «100-кратный объектив» впервые в истории позволит быстро оценивать неисправности спутников на ГСО. Например, неправильно развернутые антенны или частично развернутые солнечные батареи. Имея такую возможность,, владельцы спутников смогут более эффективно определять и решать возникшие проблемы, а также увеличить сроки эксплуатации и производительность своих спутников».

«Разрешение системы визуализации, которое указано в нашем запросе, в 100 раз превысит современные возможности, — продолжает Миллард. — Кроме удовлетворения наших насущных потребностей, связанных со спутниками на ГСО, новый проект также поможет значительно продвинуться в астрономических исследованиях — больше узнать о черных дырах и динамике галактик, а также определении свойств близлежащих экзопланет и обнаружении более отдаленных представителей этого класса небесных тел».