Комплекс MegaTORTORA
advertisement
Космические катастрофы Астероидная опасность Спутниковая обстановка Космический мусор Безопасность полётов Выживание человечества ООО «Параллакс» СОН «Архыз» ООО НПК СПП Специальная Астрофизическая Обсерватория РАН Система мониторинга небесной сферы с субсекундным временным разрешением Устрйчивое развитие Потерянные спутники Потоки метеорного вещества Контроль околоземного пространства Мы — профессионалы Специальная Астрофизическая Обсерватория РАН Крупнейшая в России обсерватория Самый большой в Европе оптический телескоп Многолетний опыт мониторинговых наблюдений Исследование быстропротекающих астрофизических явлений СОН «Архыз» Станция оптических наблюдений «Архыз» Филиал ООО НПК СПП ООО «Параллакс» Ведущее научнопроизводственное предприятие России по разработке, внедрению и обслуживанию комплексных информационно-технических систем. Наша цель — обеспечение безопасности человечества и его космической деятельности Космические угрозы • Кометно-астероидная опасность для жизни на Земле – угроза вымирания • Околоземный космический мусор – угроза системам связи и позиционирования • Метеорные потоки – угроза межпланетным исследовательским миссиям – инициация опасной грозовой активности Что мы можем им противопоставить? Предупреждение опасностей • Непрерывный контроль околоземного пространства – обнаружение элементов космического мусора – контроль состояния спутниковой группировки • Регулярный мониторинг дальнего космического пространства – поиск и отслеживание потенциально опасных астероидов и комет • Отслеживание потоков метеорного вещества – поиск безопасных межпланетных коридоров Как мы можем это обеспечить? Мониторинг космического пространства • Наземные мониторинговые системы оптического диапазона – непрерывный обзор всей небесной сферы – поиск, автоматическая классификация и отслеживание транзиентных источников – высокое временное разрешение для контроля быстродвижущихся объектов – детальное изучение потенциально опасных объектов Мы разрабатываем и создаем такие системы Комплекс MegaTORTORA • Многообъективный трансформируемый широкоугольный мониторинговый комплекс высокого временного разрешения А теперь подробнее Астероидная опасность Столкновение крупного астероида с Землёй может иметь катастрофические последствия Астероидная опасность Образование взрывного кратера Подобное случалось и ранее. Следы ударов видны до сих пор Астероидная опасность Урал, Россия 2 000 000 000 лет Кратер Аорунга, Чад 350 000 000 лет Итурале, Боливия 20 000 000 лет П-ов Юкатан, Мексика Вредефорт, Ю.Африка 65 000 000 лет 2 000 000 000 лет П-ов Лабрадор 214 000 000 лет Столкновение с мелким астероидом опасно. С крупным - катастрофично Астероидная опасность Объект Размеры Пылинка 0 - 0,1 см Сгорает, оседает Метеороид 0,1 см – 0,5 м Сгорает Астероид Период Размер кратера (км) Результат столкновения с Землей 0,5 – (20…30) м 1 – 100 лет Долетает до Земли с малой скоростью 50 м 250 лет нет Типа Тунгусского события 100 м 2 тыс. лет 2 Региональная катастрофа 1 км 800 тыс. лет 20 Глобальная катастрофа > 10 км 100 млн. лет 200 Конец цивилизации Необходим непрерывный мониторинг дальнего космоса для поиска, отслеживания и изучения поведения потенциально опасных астероидов и комет Астероидная опасность Околоземное пространство также таит в себе угрозы человечеству. И мы создали их сами «Космический мусор» обломки, разгонные блоки, элементы конструкций... это все «мусор» Столкновение космического аппарата даже с малой частицей мусора может закончиться катастрофой «Космический мусор» Частицы мусора повреждают космические аппараты Объем такого мусора быстро растёт в результате запусков новых космических аппаратов, а также распада старых «Космический мусор» мусор от сбитого китайцами спутника Число элементов мусора быстро растет со временем Мусор быстро расплывается по всем доступным околоземным орбитам «Космический мусор» мусор быстро расплывается по орбите через 15 минут через 10 дней Уже сейчас он занимает практически всё околоземное пространство «Космический мусор» необходим постоянный мониторинг динамики распределения мусора в околоземном пространстве Обеспечение безопасности спутников связи, наблюдения и навигации требует непрерывного мониторинга космического мусора Мониторинг космического пространства • Системы космического базирования – на данный момент не развиты • Наземные мониторинговые системы – радиолокаторы – крупные оптические телескопы – широкоугольные мониторинговые камеры • Стратегии наблюдения – отслеживание известных объектов – поиск новых объектов Наиболее перспективный подход Требуются наземные широкопольные оптические мониторинговые системы. Мы много лет занимаемся их разработкой и созданием Мониторинг космического пространства система FAVOR (FAst Variability Optical Registrator) — САО РАН, 2003-2009 совместно с НИИ ПП и ИКИ, финансирование фонда CRDF Мониторинг космического пространства Telescopio Ottimizzato per la Ricerca Dei Transienti Ottici Rapidi обс.Ла-Силла, Чили с 2006 по настоящее время САО РАН, НИИ ПП, Болонский университет Мониторинг космического пространства Objective Diameter: Focal length: D/F: Field of view: 150 mm 180 mm 1/1.2 17x24o Data flow rate — 20 Mb/s, Image Intensifier type: diameter: amplification: downscale: Q.E.: S20 90 mm 120 4.5/1 10% CCD type: size: exposures: scale: limit: per night— 600 Gb, ~200.000 frames SONY 2/3'' IXL285 1388х1036 0.128 — 10 sec 50''/pixel ~11.5m for 0.13с Комплекс MegaTORTORA — логичное продолжение развития наземных мониторинговых систем Комплекс MegaTORTORA • Многообъективный дизайн – большое поле зрения при хорошем пределе обнаружения • Независимая ориентация каналов обнаружения – режим детального исследования посредством сведения всех каналов в направлении объекта • Высокое временное разрешение • Анализ данных в реальном времени Комплекс MegaTORTORA состоит из нескольких идентичных каналов обнаружения, ориентация которых меняется посредством целостатов Комплекс MegaTORTORA Объектив CANON EF85/1.2 Диаметр: 71 мм Фокус: 85 мм D/F: 1/1.2 Диаметр поля: 10 град ЭОП ЭПМ115 TV CCD CSDU285 Фотокатод:GaAs Чип: SONY 2/3'' IXL285interline Диаметр: 17.5 мм Размер: 1388х1036 пикселей Усиление: 40000 Разрешение: 6.45x6.45мк Масштаб: 1/1 Экспозиция: 0.128 — 10 c QE.: 30% на Угловой масштаб:30-40''/пкс 4500АА l Создание системы мониторинга небесной сферы с субсекундным временным разрешением – финальный отчет за 2009 -10 г.г. Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA Применение целостатных зеркал позволяет производить переориентацию каналов обнаружения за доли секунды Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA обеспечивает возможность как обнаружения, так и исследования объектов. Переключение между этими режимами работы происходит автоматически после обнаружения интересных объектов Комплекс MegaTORTORA Детальное исследование Широкопольный мониторинг Переориентация каналов, установка фильтров Смена режимов – около 0.3 с Вот как это выглядит на небе Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA собирается из серийно производимых элементов Комплекс MegaTORTORA Главный объектив Canon EF85 f/1.2 ЭОП ЭПМ115 Объектив переброса Rodagon 28/2.8 ПЗС-приемник CSDU-285 Комплекс MegaTORTORA Несколько каналов обнаружения комплекса MegaTORTORA размещаются на единой монтировке Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA Функционирование каждого канала обнаружения, в том числе анализ данных и классификация объектов, обеспечивается специализированным математическим обеспечением. Поток данных с канала — 6 Тб за ночь Комплекс MegaTORTORA Комплекс в целом управляется еще одной специализированной программной подсистемой Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA способен автоматически обнаруживать и классифицировать транзиенты различных типов Комплекс MegaTORTORA • Быстродвижущиеся объекты – спутники, метеоры, космический мусор – определение траекторий • Неподвижные транзиенты – вспышки геостационарных спутников • Медленно перемещающиеся объекты – малые планеты, астероиды, ... – поиск потенциально опасных объектов Комплекс MegaTORTORA фиксирует множество метеорных событий каждую ночь Комплекс MegaTORTORA в том числе и достаточно ярких Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA отслеживает пролеты множества спутников Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA в том числе и на последних стадиях их существования Комплекс MegaTORTORA Комплекс MegaTORTORA способен проводить обзор всего неба за три ночи, наблюдая каждую из площадок по полчаса Комплекс MegaTORTORA Широкопольный мониторинг • поле зрения ~600 кв.градусов • ~12.5m (S/N=5) в фильтре B за 0.13 секунды • ~14m за 13 секунд, ~17.5m за 1300 секунд • обнаружение и классификация транзиентов за ~0.4 с Узкопольный исследовательский режим • установка спектральных и поляризационных фильтров за ~0.3 секунды • поле зрения ~100 кв.градусов • предельное проницание в разных режимах: Комплекс MegaTORTORA — универсальный инструмент для контроля ближнего и дальнего космического пространства Комплекс MegaTORTORA создан при финансовой Российского Фонда Фундаментальных Исследований (грант 09-02-12053-офи-м)
