(46-5) 05 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Исследование влияния условий эксплуатации на работоспособность оптического телескопа в режиме получения изображения звёздного неба
С.В. Цаплин 1, И.В. Белоконов 1, С.А. Болычев 1, А.Е. Романов 1

1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва,
443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, д. 34

 PDF, 1735 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1105

Страницы: 713-723.

Аннотация:
В данной работе для снижения влияния ошибок систем обеспечения терморегуляции на точность привязки снимков звездного неба и поверхности Земли предлагается совмещать функционал блоков определения координат звёзд и оптической системы оптико-электронного телескопического модуля наноспутника, предназначенной для решения задач дистанционного зондирования Земли. Основным отличием от ранее опубликованных работ по обеспечению качества изображения снимков дистанционного зондирования Земли и звёздного неба является то, что для снижения неточности обеспечения терморегуляции применяются управляемые локальные пленочные электронагреватели, расположенные на периферии оптических элементов с умеренным энергопотреблением оптической системы оптико-электронного телескопического модуля-главного зеркала, вторичного зеркала и линзового корректора. Обеспечение высокого качества изображения звездного неба рассматривается для наноспутника, находящегося на круговой солнечно-синхронной орбите, и включает решение задачи термоупругости и расчета оптико-электронного телескопического модуля. Обосновываются преимущества оптико-электронного телескопического модуля, дополняющего (замещающего) бортовую систему астросъемки космических аппаратов.

Ключевые слова:
астроориентация, астрокоррекция, астронавигация, дистанционное зондирование Земли, наноспутник, оптико-электронный телескопический комплекс, система обеспечения теплового режима, температурное поле, тепловой поток, звёздное небо, функция передачи модуляции.

Благодарности
Работа выполнена в рамках проекта 0777-2020-0018, финансируемого из средств государственного задания победителям конкурса научных лабораторий образовательных организаций высшего образования, подведомственных Министерству науки и высшего образования РФ.

Цитирование:
Цаплин, С.В. Исследование влияния условий эксплуатации на работоспособность оптического телескопа в режиме получения изображения звёздного неба / С.В. Цаплин, И.В. Белоконов, С.А. Болычев, А.Е. Романов // Компьютерная оптика. – 2022. – Т. 46, № 5. – С. 713-723. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1105.

Citation:
Tsaplin SV, Belokonov IV, Bolychev SA, Romanov AE. Investigation of the operating conditions influence on the optical telescope performance when capturing star images. Computer Optics 2022; 46(5): 713-723. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1105.

References:
  1. Tsaplin SV, Bolychev SA. Thermal control of spacecraft star sensor attitude control system based on the solution of a coupled thermoelasticity problem [In Russian]. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering 2016; 15(2): 90-101. DOI: 10.18287/2412-7329-2016-15-2-90-101.
  2. Stekolshchikov OYu, Zakharov AI, Prokhorov ME. Design philosophy of a star tracker of the SAI MSU with the mirror objective and narrow field of view [In Russian]. Mechanics, Control and Informatics 2013; 1(13): 69-79.
  3. Prokhorov ME, Zakharov AI, Mironov AV, Nikolaev FN, Tuchin MS. Modern stellar orientation sensors [In Russian]. Proc 38th Conference "Space Physics" 2012: 170-186.
  4. Zakharov AI, Mironov AV, Nikolaev FN, Prokhorov ME, Tuchin MS. Next generation stellar orientation sensors [In Russian]. Proc IAA RAN 2009; 20: 427-432.
  5. Spacecraft thermal control handbook. Vol. 1: Fundamental technologies. Segundo, California: Aerospace Press E1; 2002.
  6. Champagne JA, Burge JH, Crowther BG. Thermo-opto-Mechanical analysis of a cubesat lens mount. Proc. Of SPIE Optomechanics 2011: Innovations and solutions. vol. 8125 2011: 812510. DOI: 10.1117/12.893199.
  7. Pang Z, Song Z, Sun Z, Cheng P, Dan L, Li W, Fan X. Optical system design and manufacture for a 1U CubeSat, Proc. SPIE 11341, AOPC 2019: Space Optics, Telescopes, and Instrumentation 2019: 113410. DOI: 10.1117/12.2542219.
  8. Biryuchinskiy S, Churayeu S, Jeong Y. Compact Optical Systems for Space Applications. J. Space Technol. Appl. 2021: 104-120. DOI: 10.52912/jsta.2021.1.1.104.
  9. Tsaplin SV, Bolychev SA. Investigation of the influence of thermal factors on the optical system of a nanosatellite in the starry sky survey mode [In Russian]. Proc XXI Int Conf on Computational Mechanics and Modern Applied Software Systems (VMSPPS'2019) 2019: 749-751.
  10. Tsaplin SV, Bolychev SA, Romanov AE. Dynamics of changes in temperature fields and deformations of the elements of the optical-electronic telescopic module in the continuous mode of spacecraft astro-orientation [In Russian]. Proc XIII Int Conf on Applied Mathematics and Mechanics in the Aerospace Industry (AMMAI'2020) 2020: 448-450.
  11. Anderson L, Mork J, Swenson C, Zwolinski B, Mastropietro AJ, Sauder J, McKinley I, Mok M. CubeSat active thermal control in support of advanced payloads: the active thermal architecture project. Proc. SPIE 11832, CubeSats and SmallSats for Remote Sensing V 2021: 1183203. DOI: 10.1117/12.2594375.
  12. KAI-08050: Interline transfer CCD image sensor, 8.1 MP. Source: <https://www.onsemi.com/products/sensors/image-sensors/kai-08050>.
  13. Teledyne imaging. Technical specifications of SCD 270-00 F5. Source: <https://www.teledyneimaging.com/en/aerospace-and-defense/products/sensors-overview/ccd/ccd270-00-f4/>.
  14. Tsaplin SV, Tyulevin SV, Bolychev SA, Romanov AE. Fundamentals of heat transfer in space instrumentation: textbook [In Russian]. Samara: Samara University Publisher; 2018.
  15. Kuzin SV, Ulyanov AS, Shestov SV, Bogachev SA, Karabadzhak GF. Space object observation using star trackers within the SPIRIT/CORONAS-F and TESIS/CORONAS-Photon experiments [In Russian]. Proc Third All-Russian Scientific and Technological Conference “Contemporary Problems of Spacecraft Attitude Determination and Control” 2012: 58-68.
  16. Bogachev SA, Erkhova NF, Ulyanov AS, Kholodilov AA, Pertsov AA, Kuzin SV. Space debris registration by optical cameras on board CubeSat [In Russian]. ProcSpace Debris: Fundamental and Practical Aspects of the Threat, IKI RAN, Moscow 2019: 63-69.
  17. Industry standard OST-92-1380-83. Multilayer thermal insulation. Grades and specifications [In Russian]. "Energiya" Publisher; 1998.
  18. Malozemov VV. Thermal regime of spacecrafts [in Russian]. Moscow: "Mashinostroenie" Publisher; 1980.
  19. Nowacki W. Teoria sprężystości. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe; 1970.
  20. Kazanskiy N., Ivliev N., Podlipnov V., Skidanov R. An airborne offner imaging hyperspectrometer with radially-fastened primary elements. Sensors 2020; 20(12): 3411. DOI: 10.3390/s20123411.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20