Возможности оптики косморазведчиков

[dmdimon]

поправка  по разрешению "вверх":
"In this paper, we consider the design of a LEO-based observatory of small telescopes using the Intensity Correlation Imaging technology to achieve 1 cm resolution imaging of objects in geosynchronous orbit."

EFFICIENT, PASSIVELY ORBITING CONSTELLATIONS FOR HIGH RESOLUTION IMAGING OF GEOSYNCHRONOUS OBJECTS
David C. Hyland, 2007 AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Mackinac Island, Michigan, August 19-23, 2007.

ps спасибо Zyxman  за наводку

pps
The light collecting telescopes are completely independent, not even the propagation of collected beams to some central combiner is needed. Only the data on the several photoelectric signals are brought together. As a consequence, the optical path differences do not have to be maintained strictly constant and slight optical element motions have a very small effect. The requirements on the a priori knowledge of the relative positions of the telescopes are extremely benign, being confined to a precision equal to some small fraction of the maximum baseline divided by the square root of the number of pixels that are desired in the final image result. Furthermore, the light-collecting telescopes need not be of very high optical quality, since their chief function is merely to direct the light to a photo detector at the focus. Finally, this approach requires only conventional photometric and processing technology.

[Stalky]

о подсчете звездочек на погонах.
Это точно возможно, с разумными апертурами (сильно до метра), в настоящий момент этого еще нет - но работы ведутся:
Lab-Sponsored Research Achieves "First Light" on Intensity Correlation Imaging Telescope
http://www.wpafb.af.mil/news/story.asp?id=123097451

Вот я пока читая эти статьи мало что смог понять (мои проблемы, естественно), но ряд моментов хотел бы отметить.

Перец этот (Давид Хайлэнд) в основу своих работ кладет работы Брауна и Твисса, известных своими опытами, приведшими к возникновению такого мутного для меня раздела физики как квантовая оптика (опять же мои проблемы) и созданием оптического интерферометра интенсивностей.

Интерферометр интенсивностей http://femto.com.ua/articles/part_1/1399.html
в силу своих природных особенностей вроде как не дает информации о фазе и частоте исходного сигнала и, соответственно, о комплексном спектре пространственных частот необходимых для построения изображения - так как нет интерференции в классическом понимании. Фактически,   он позволяет получить только данные об угловых размерах источника излучения. Причем разрешает близкие источники ровно в том же отношении "лямбда" к "D", где D - база, что и фазовый интерферометр Майкельсона.

Как так?

В http://www.ebiblioteka.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/Uspechi_Fiz_Nauk/1965/11/r6511b.pdf
показано, что если размеры источника конечны, то в  сигнале после квадратичного детектора (ток на выходе ФЭУ) содержится таки информация о частоте исходного сигнала. Отсюда вроде как и угловое разрешение равное фазовому интерферометру. Там также возникают и серьезные проблемы с чувствительностью - почему интерферометр интенсивностей заглох в своё время, но и свои преимущества - скоррелировать два сигнала от ФЭУ на длинной базе это совсем не то, что скоррелировать два световых потока-гораздо проще.
http://ufn.ru/ufn79/ufn79_12/Russian/r7912e.pdf

Ладно, вопрос в чём: вот это самое следование И.и. отношению лямбда/D делает интерферометр интенсивностей фильтром пространственных частот или нет?

Если делает, то что мешает синтезировать на системе баз детальное изображение объекта съемки - объекта на ГСО - источника излучения конечного размера? Наоборот с орбиты на землю ИМХО точно невозможно, а вот в том направлении куда орёл копает - вопрос.

Потому я не готов применительно к Хайлэнду признать его жуликом, просто пока не разобрался, но вообще  странных статей встречается много. Например, из года в год публикуется группа товарищей из Белгородского университета на одну и ту же тему типа "Синтез изображения с повышенной разрешающей способностью на основе субпиксельного сканирования"
http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2010t2/9-13.pdf

И ведь слушают и печатают. Ну ладно бы они где-то сказали, что мы обработкой пытаемся что-то там такое(?) вытянуть для случаев, когда ФРС (функция рассеяния точки) дает кружок рассеяния равный 1/4 площади элементарного приемника матрицы (линейки)-тут я бы ещё призадумался, но нет - не говорят - тупо гоняют цифирки и пытаются меня   убедить, что таким образом можно улучшить разрешение высокодетальных снимков , которые ИМХО получены устройствами где кружок рассеяния покрывает элементы матрицы(линейки) как бык овцу. Возможно, что я их зря подозреваю и они на самом деле пытаются бороться с отсутствием нормальных приемников (ситуация когда оптика лучше приёмника), но тогда как-то это всё напоминает удаление гланд через жопу.

PS В исходной статьях (у Хайленда и Янга) говориться о возможности восстановления/реконструкции фазы волнового фронта с применением итерационных процедур по алгоритму Гершберга-Сакстона, Фиенапа, Бейтса, Альморо и др. Кто-нибудь может выложить нормальное описание хотя бы первого из них?

[Stalky]

Старый наверно офигеет от такого.

Переведите, плиз, от чего именно должен офигеть Старый?

У меня какая-то пустая таблица вылезает.

[G.K.]

Старый наверно офигеет от такого.

Переведите, плиз, от чего именно должен офигеть Старый?

У меня какая-то пустая таблица вылезает.

Ссылка на таблицу-это моя подпись, то что вы видите, как пустую-это должны быть ближайшие пуски. Но табличка обновляется по выходным, поэтому сейчас там пусто, но если потыкать внизу, там есть "федеральные" "американские", "силонч" и т.д. И они совсем не пустые.

А я говорил про разрешение метр с геостационара.

[Dims]

Старый утверждает, что разведывательный спутник не может дать разрешения лучше, чем 0,5-1 метр. То есть, номерные знаки автомобилей, лица, показания наручных часов и экраны компьютеров из космоса разглядеть нельзя никакими ухищрениями. Причины -- флуктуации земной атмосферы.

В данном случая, я так понимаю, планируется наблюдать геостационарные спутники с околоземных, то есть, всё будет происходить в вакууме и флуктуации атмосферы ни причём. То бишь, противоречия с точкой зрения Старого нет.

[dmdimon]

Вот я пока читая эти статьи мало что смог понять.

мне в плане понимания сути гораздо больше нравится статья Янга:
http://repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/ETD-TAMU-2010-08-8292/YOUNG-THESIS.pdf?sequence=3
у него язык существенно человечнее. В принципе все ваши вопросы он буквально в первых разделах освещает.
об оценке потребных вычислительных ресурсов:

[Stalky]

Старый утверждает, что разведывательный спутник не может дать разрешения лучше, чем 0,5-1 метр. То есть, номерные знаки автомобилей, лица, показания наручных часов и экраны компьютеров из космоса разглядеть нельзя никакими ухищрениями. Причины -- флуктуации земной атмосферы.

В данном случая, я так понимаю, планируется наблюдать геостационарные спутники с околоземных, то есть, всё будет происходить в вакууме и флуктуации атмосферы ни причём. То бишь, противоречия с точкой зрения Старого нет.

Старый ИМХО прав, лично я тоже считаю, что разрешение лучше 0,5 метра достижимо только при определенном благоприятном стечении обстоятельств(прежде всего в атмосфере), при котором современные системы могут выдать 0,2-0,3 м (по периодическому тесту - мире Фуко при 20-ти % контрастности).

[dmdimon]

В данном случая, я так понимаю, планируется наблюдать геостационарные спутники с околоземных, то есть, всё будет происходить в вакууме и флуктуации атмосферы ни причём. То бишь, противоречия с точкой зрения Старого нет.

в упомянутой выше статье Янга рассматривается и съёмка Земли - отмечено, что проблем больше, т.к. нужен широкий угол зрения, нет априорной информации и метод не дает геометрической привязки полученного изображения. Там-же показано, как это решается.

Фишка метода в том, что ему безразлична среда распространения, т.е. та-же турбулентность скажем не играет роли вообще. Правда, насколько я понимаю, какая-нибудь люминесценция в атмосфере на длине волны наблюдения должна все похерить.

[dmdimon]

Насчет белгородских товарищей - проблема там одна, то, что они описывают, придумано и используется давно и успешно. Есть в том числе условно-бытовые матрицы фотоаппаратов с субпиксельным сдвигом и повышенным разрешением в результате.

[G.K.]

Старый утверждает, что разведывательный спутник не может дать разрешения лучше, чем 0,5-1 метр. То есть, номерные знаки автомобилей, лица, показания наручных часов и экраны компьютеров из космоса разглядеть нельзя никакими ухищрениями. Причины -- флуктуации земной атмосферы.

С этим и я согласен. Но разрешение метр с геостационара при диаметре оптики в примерно 70 см и ОДНОПИКСЕЛЬНОМ приёмнике- это уже ИМХО чересчур.  :roll:
Кстати, господа, а что такое "голографический радар"? В инете встречал что-то невнятное, про захват мелкокалиберных снарядов...

[G.K.]

. та-же турбулентность скажем не играет роли вообще.

:shock:  :shock:  :shock:  :shock:  :shock:

[Stalky]

Старый утверждает, что разведывательный спутник не может дать разрешения лучше, чем 0,5-1 метр. То есть, номерные знаки автомобилей, лица, показания наручных часов и экраны компьютеров из космоса разглядеть нельзя никакими ухищрениями. Причины -- флуктуации земной атмосферы.

С этим и я согласен. Но разрешение метр с геостационара при диаметре оптики в примерно 70 см и ОДНОПИКСЕЛЬНОМ приёмнике- это уже ИМХО чересчур.  :roll:
Кстати, господа, а что такое "голографический радар"? В инете встречал что-то невнятное, про захват мелкокалиберных снарядов...

Вообще-то любой известный РСА есть ИМХО по своей природе - типичный  "голографический радар"

Вы просто посмотрите, как и с какими сигналами работает любой авиационный или космический РСА.

Что касается "захвата снарядов", то кроме РСА на подвижных носителях могут быть и инверсные РСА - это когда станция (относительно Земли) неподвижна, а цель движется - в чём проблема - математика и физика ровно одни и те же. На фиг правда нужна эта голография - если цель состоит в том, чтобы выдать данные для  перехвата снаряда? Мы хотим ещё и посмотреть как он выглядит?

[G.K.]

Вообще-то любой известный РСА есть ИМХО по своей природе - типичный  "голографический радар"

Вы просто посмотрите, как и с какими сигналами работает любой авиационный или космический РСА.

Что касается "захвата снарядов", то кроме РСА на подвижных носителях могут быть и инверсные РСА - это когда станция (относительно Земли) неподвижна, а цель движется - в чём проблема - математика и физика ровно одни и те же.

А ещё ими предлагают искать мины
http://www.rslab.ru/downloads/scientific_american.pdf

[Stalky]

В данном случая, я так понимаю, планируется наблюдать геостационарные спутники с околоземных, то есть, всё будет происходить в вакууме и флуктуации атмосферы ни причём. То бишь, противоречия с точкой зрения Старого нет.

в упомянутой выше статье Янга рассматривается и съёмка Земли - отмечено, что проблем больше, т.к. нужен широкий угол зрения, нет априорной информации и метод не дает геометрической привязки полученного изображения. Там-же показано, как это решается.

Фишка метода в том, что ему безразлична среда распространения, т.е. та-же турбулентность скажем не играет роли вообще. Правда, насколько я понимаю, какая-нибудь люминесценция в атмосфере на длине волны наблюдения должна все похерить.

Я ещё её (статью) не прочитал, но относительно канала сверху-вниз товарищ может даже не мечтать - прочитаю, поясню.

Что касается интерферометра интенсивностей, то он по природе своей на порядок менее чувствителен к искажениям на турбулентностях атмосферы - никакого шаманства - просто внимательно изучите статьи, ссылки на которые я дал - там всё есть.

[Stalky]

Вот я пока читая эти статьи мало что смог понять.

мне в плане понимания сути гораздо больше нравится статья Янга:
http://repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/ETD-TAMU-2010-08-8292/YOUNG-THESIS.pdf?sequence=3
у него язык существенно человечнее. В принципе все ваши вопросы он буквально в первых разделах освещает.
об оценке потребных вычислительных ресурсов:

В исходной статьях (у Хайленда и Янга) говориться о возможности восстановления/реконструкции фазы волнового фронта с применением итерационных процедур по алгоритму Гершберга-Сакстона, Фиенапа, Бейтса, Альморо и др. Кто-нибудь может выложить ссылку на нормальное описание хотя бы первого из них?

[dmdimon]

нужно именно что-то из перечисленного? У меня дома что-то есть по реконструкции фазы, даже с матлабовским кодом, но не факт, что именно это.
В принципе у Янга на стр (52)53 - 56 есть описание, а по CG у меня вроде должен быть код.

вот:
Reconstruction of an object from the modulus of its Fourier transform
J.R. Fienup
http://www.optics.rochester.edu/workgroups/fienup/PUBLICATIONS/OL78_RecModFT.pdf

Image Reconstruction by Phase Retrieval with Transverse Translation Diversity
Manuel Guizar-Sicairos and James R. Fienup
http://www.optics.rochester.edu/workgroups/fienup/PUBLICATIONS/MGS_SPIE7076_TransvTransDiv.pdf

An Introduction to the Conjugate Gradient Method Without the Agonizing Pain
Jonathan Richard Shewchuk
http://www.cs.cmu.edu/~quake-papers/painless-conjugate-gradient.pdf


Гершберг-Сакстон только  в таком виде:
http://mit.edu/joke021/Public/Spring%202012%20:%20Spatial%20Light%20Modulators/GerchbergandSaxton.pdf
или вики
http://en.wikipedia.org/wiki/Gerchberg–Saxton_algorithm

[Stalky]

нужно именно что-то из перечисленного?

Спасибо (два раза).

[Брабонт]

NASA gets two military spy telescopes for astronomy

The U.S. government's secret space program has decided to give NASA two telescopes as big as, and even more powerful than, the Hubble Space Telescope.

Designed for surveillance, the telescopes from the National Reconnaissance Office were no longer needed for spy missions and can now be used to study the heavens.

They have 2.4-meter (7.9 feet) mirrors, just like the Hubble. They also have an additional feature that the civilian space telescopes lack: A maneuverable secondary mirror that makes it possible to obtain more focused images. These telescopes will have 100 times the field of view of the Hubble, according to David Spergel, a Princeton astrophysicist and co-chair of the National Academies advisory panel on astronomy and astrophysics.

[mefisto_x]

Старый утверждает, что разведывательный спутник не может дать разрешения лучше, чем 0,5-1 метр. То есть, номерные знаки автомобилей, лица, показания наручных часов и экраны компьютеров из космоса разглядеть нельзя никакими ухищрениями. Причины -- флуктуации земной атмосферы.

В данном случая, я так понимаю, планируется наблюдать геостационарные спутники с околоземных, то есть, всё будет происходить в вакууме и флуктуации атмосферы ни причём. То бишь, противоречия с точкой зрения Старого нет.

Думаю Старый не прав земная атмосфера не фундаментальное ограничение

[LL_]

Теоретический предел: порядка рабочей длины волны. Стремитесь к этому.  
длина волны/диаметр оптики
[/code]