Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли с наиболее четким качеством изображения Российский патент 2019 года по МПК G02B23/10 G01C21/24 G02B17/08 

Изобретение относится к космической области, в частности к аппаратурам дистанционного зондирования Земли, может быть использовано в качестве вспомогательного средства определения космических аппаратов во время космического полета.

Известно своим практическим применением устройство [1], предназначенное для построения изображения звезд, принцип работы которого основан на использовании зеркала, выполненного по принципу зеркала Френеля.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности разведения изображения звезд и Земли.

Наиболее близким по технической сущности является устройство [2], принцип работы которого основан на использовании регистрирующего устройства, выполненного в виде ПЗС-матрицы и наличии круглой диафрагмы, которая препятствует попаданию той части света от звезд, которая не попадает на плоское наклонное эллиптическое зеркало.

Применение подобных устройств ограничивается:

- не самой высокой четкостью изображения за счет использования обычной ПЗС-матрицы;

- использованием одного красного пропускающего светофильтра, без предварительного прохождения светом нейтрального светофильтра в качестве ослабителя, снижающего интенсивность светового излучения.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего близкую к оптимальной четкость изображения и обеспечение прохождения светом нейтрального светофильтра перед попаданием на красный пропускающий светофильтр. Поставленная задача может быть решена использованием в схеме устройства полноцветной матрицы и нейтрального светофильтра [3, 4].

Требуемый технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство содержит главное зеркало, вторичное зеркало, линзовый корректор, полноцветную матрицу, круглую диафрагму, плоское наклонное эллиптическое зеркало для наблюдения звезд, красный пропускающий светофильтр и нейтральный светофильтр.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли с наиболее четким качеством изображения, где обозначено:

1 - главное зеркало;

2 - второе зеркало;

3 - линзовый корректор;

4 - полноцветная матрица;

5 - круглая диафрагма;

6 - плоское наклонное эллиптическое зеркало для наблюдения звезд;

7 - красный пропускающий светофильтр;

8 - нейтральный светофильтр;

Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли с наиболее четким качеством изображения функционирует следующим образом:

Перед началом работы Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли с наиболее четким качеством изображения ориентируется так, чтобы визирная ость канала наблюдения Земли (входной зрачок I) направлена на снимаемый объект на поверхности Земли, одновременно с этим в поле зрения канала для наблюдения звезд (входной зрачок II) должна попадать область неба со звездами.

Свет от снимаемого объекта на поверхности Земли попадает во входной зрачок I, затем на главное зеркало 1 (свет от снимаемого объекта с Земли попадает только на ту часть главного зеркала, которая закрыта зеленым отражающим светофильтром), затем свет отражается от главного зеркала на вторичное зеркало 2, а от него, пройдя линзовый корректор 3, попадает в фокальную плоскость, в которой установлена полноцветная матрица 4, одна часть которой закрыта красным пропускающим светофильтром 7 и нейтральным светофильтром 8. Изображение от снимаемого объекта на Земле регистрируется только той частью полноцветной матрицей которая не покрыта красным пропускающим светофильтром 7 и нейтральным светофильтром 8. Изображение от снимаемого объекта на Земле регистрируется только той частью полноцветной матрицы, которая не покрыта светофильтрами, так как комбинация отражающего светофильтра главного зеркала и красного пропускающего светофильтра 7 с нейтральным светофильтром 8 полноцветной матрицы 4 дает уровень сигнала ниже чувствительности полноцветной матрицы 4. Свет от звезд попадает во входной зрачок II, при этом круглая диафрагма 5 отсекает свет, который не попадает на плоское наклонное эллиптическое зеркало 6, уменьшая тем самым уровень рассеянного света внутри телескопа. Плоское наклонное эллиптического зеркало 6 отражает свет от звезд га главное зеркало (на ту часть главного зеркала, которая не покрыта зеленым отражающим светофильтром), далее отразившись от главного и вторичного зеркала, свет от звезд проходит через линзовый корректор 3 в фокальную плоскость, где регистрируется обоими частями полноцветной матрицы 4.

Таким образом, изображение, зарегистрированное той частью полноцветной матрицы, которая закрыта красным пропускающим светофильтром 7 и нейтральным светофильтром 8 содержит оптимально четкое изображение звездного неба, нейтральный светофильтр 8 используется в качестве ослабителя, снижающего интенсивность светового излучения, а изображение, зарегистрированное частью полноцветной матрицы без фильтра, содержит оптимально четкое изображение земной поверхности и изображение некоторого количества наиболее ярких звезд. Нейтральный светофильтр 8 располагается над красным пропускающим светофильтром 7, а под ним расположена полноцветная матрица 4.

Предлагаемый Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли с наиболее четким качеством изображения позволит обеспечить близкую к оптимальной четкость получаемого изображения за счет использования полноцветной матрицы 4 и обеспечить ослабление интенсивности светового излучения с помощью предварительного прохождения светом нейтрального светофильтра 8 перед попаданием на красный пропускающий светофильтр 7.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Космический телескоп космического аппарата "Ломоносов" (под редакцией В.В. Нестерова и др., Космический астрономический эксперимент "Ломоносов": сб.научных трудов /МГУ им. М.В. Ломоносова, гос. астроном, институт им. П.М. Штриберга; М.изд.МГУ 1992 г., с. 191);

2. RU 2505843, 2012 г.;

3. Wikipedia.org/полноцветная матрица NIKON;

4. RU 2402050, 2010 г.

Телескоп может быть использован в качестве вспомогательного средства определения космических аппаратов. Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли содержит канал наблюдения Земли, имеющий главное зеркало, на часть которого, закрытую зеленым отражающим светофильтром, попадает свет от Земли, второе зеркало, линзовый корректор и установленная в фокальной плоскости матрица, одна часть которой закрыта красным пропускающим светофильтром, канал для наблюдения звезд, имеющий круглую диафрагму и плоское наклонное эллиптическое зеркало, отражающее свет от звезд на ту часть главного зеркала, которая не покрыта зеленым отражающим светофильтром. Дополнительно введен нейтральный светофильтр и использована полноцветная матрица, причем нейтральный светофильтр располагается над красным пропускающим светофильтром. Технический результат - обеспечение близкой к оптимальной четкости изображения. 1 ил.

Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли с наиболее четким качеством изображения, содержащий канал наблюдения Земли, имеющий главное зеркало, на часть которого, закрытую зеленым отражающим светофильтром, попадает свет от Земли, второе зеркало, линзовый корректор и установленная в фокальной плоскости матрица, одна часть которой закрыта красным пропускающим светофильтром, канал для наблюдения звезд, имеющий круглую диафрагму и плоское наклонное эллиптическое зеркало, отражающее свет от звезд на ту часть главного зеркала, которая не покрыта зеленым отражающим светофильтром, отличающийся тем, что в него дополнительно введен нейтральный светофильтр и использована полноцветная матрица, причем нейтральный светофильтр располагается над красным пропускающим светофильтром.