Počítačové zpracování obrazu.Počítačové zpracování obrazu.Analýza snímků družicAnalýza snímků družic

Ing. Martin Němec

Lucie Nováková Chaosdell@seznam.cz

Jakub Kákona kaklik@mlab.cz

Fyzikální týden 2007

ÚvodÚvod

Fotogarafování družic metodou tří hvězdFotogarafování družic metodou tří hvězd Pčítačová analýza získaných snímkůPčítačová analýza získaných snímků Výpočet úhlových rychlostíVýpočet úhlových rychlostí Porovnání získaných hodnot s katalogovými udajiPorovnání získaných hodnot s katalogovými udaji

DružiceDružice

TelekomunikačníTelekomunikační NavigačníNavigační MeteorologickéMeteorologické VědeckéVědecké Vojenské…Vojenské…

4.10.1957 první družice - Sputnik

6000 družic – 700 funkčních (jen 12 %) pomocí 4300 nosných raket

OrbityGEO (Geostacionární) ~ 36’000 kmGTO (Geosynchronous/Geostationary transfer orbit) a HEO (High-Elliptical-Orbit) ~ 3’000 km –40’000 kmICO (Intermediate-Circular-Orbit) ~ 2’000 km – 20’000 km

Destrukce elektroniky družic 2’000 and 7’000 km

LEO (Low-Earth-Orbit) ~ 200 km – 2’000 km

Vesmírné smetí (Space Debris)Vesmírné smetí (Space Debris) Zbytky nosných raket Zbytky nosných raket

Nefunkční družiceNefunkční družice

Fragmenty vzniklé Fragmenty vzniklé rozpadem družic a rozpadem družic a raketraket

Vedlejší produkty Vedlejší produkty vesmírných misí vesmírných misí (Odhozené obaly, kryty)(Odhozené obaly, kryty)

Tělesa zachycená Tělesa zachycená zemskou přitažlivostízemskou přitažlivostí

Nutnost ochrany!

Stav družic v roce 2006

Pohled shora

Katalogizace a ochranaKatalogizace a ochrana

Možnost srážky s družicí, kosmickou stanicí, raketoplány..Možnost srážky s družicí, kosmickou stanicí, raketoplány.. Nebezpečné i malé kousky ( průměr 0,5 – 1 cm ), díky Nebezpečné i malé kousky ( průměr 0,5 – 1 cm ), díky

velkým rychlostem velkým rychlostem ( ( 3.1 km/ – 7.6 km/s )

Proč?

Jak?• Sledování

• Identifikace

• Katalogizace – každá země

Plány do budoucna - Odstraňování nefunkčních satelitů z oběžné dráhy…

Pořizování datPořizování dat

1. Pomocí radaru

2. Optická metoda (metoda 3 hvězd)

- Teleskop přibližně sleduje měřený kosmický objektTeleskop přibližně sleduje měřený kosmický objekt

-- Fotografie obsahuje minimálně tři hvězdy se známouFotografie obsahuje minimálně tři hvězdy se známou úhlovou vzdálenostíúhlovou vzdáleností

- Je přesně znám začátek a konec expozice.- Je přesně znám začátek a konec expozice.

Inverzní optická metoda - Teleskop sledujeTeleskop sleduje jednu známou hvězdu. jednu známou hvězdu.

Použité vybaveníPoužité vybavení

Teleskop Mark (LX-Teleskop Mark (LX-200)200)

CCD kamera ST-10CCD kamera ST-10 Program SkyMapProgram SkyMap CCD SoftCCD Soft LXsatLXsat

Teleskop MARK

Zpracování datZpracování dat

Zjistit úhlovou vzdálenost mezi známými Zjistit úhlovou vzdálenost mezi známými hvězdami na fotografii hvězdami na fotografii →→ m měřítko obrazuěřítko obrazu

Určit úhlovou délku stopy družiceUrčit úhlovou délku stopy družice Podle expoziční doby určit úhlovou rychlostPodle expoziční doby určit úhlovou rychlost Zjištěnou hodnotu porovnat s katalogemZjištěnou hodnotu porovnat s katalogem

Postup

Meteor 3MMeteor 3M

Výsledky měřeníVýsledky měření

21:23:46 UTC

GrafGraf

Meteor-3M

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

21:27:22 21:27:39 21:27:56 21:28:13 21:28:31 21:28:48 21:29:05 21:29:23 21:29:40 21:29:57 21:30:14

Čas v UTC, 12.6.2006

Úh

lov

á r

yc

hlo

st

[arc

min

/s]

Úhlové rychlosti jsme měřili s odchylkou 27,52 arcsec/sec

ZávěrZávěr

Seznámili jsme se s problematikou kosmického Seznámili jsme se s problematikou kosmického smetísmetí

Fotili a na počítači jsme zpracovávali dráhy Fotili a na počítači jsme zpracovávali dráhy družicdružic

Naměřili jsme úhlové rychlosti a porovnali je Naměřili jsme úhlové rychlosti a porovnali je s katalogems katalogem

Pracovali s robotickým teleskopem MARKPracovali s robotickým teleskopem MARK

PoděkováníPoděkování

Pořadatelům – Vojtěch Svoboda, Marie Pořadatelům – Vojtěch Svoboda, Marie Svobodová, Zuzu za trpělivost a snahuSvobodová, Zuzu za trpělivost a snahu

Ing. Martinu Fuchsovi – za umožnění přístupu – za umožnění přístupu do Štefánikovi hvězdárny a poskytnutí do Štefánikovi hvězdárny a poskytnutí potřebných přístrojůpotřebných přístrojů

Ing. Martinu Němcovi – předevšímIng. Martinu Němcovi – především

- za čas, trpělivost, - za čas, trpělivost, ochotu a pomoc při zpracování projektuochotu a pomoc při zpracování projektu

VŘELÉ DÍKVŘELÉ DÍK