Эта статья — мой личный опыт в духе «повторите это дома». Я решил поделиться им, так как уверен, что многим будет интересно узнать, что астрофотография спутников доступна не только профессионалам с серьёзной техникой.
Что летает над нами?
На орбите Земли находится огромное количество объектов: от действующих спутников самого разного назначения до космического мусора — обломков старых аппаратов и ступеней ракет. За всем этим хозяйством ведётся постоянное наблюдение. Например, служба NORAD публикует данные об орбитах в виде каталога TLE (Two-Line Element set). В России аналогичные задачи решает система АСПОС ОКП. Однако, как показывает практика, сфотографировать спутник может практически каждый энтузиаст, имея камеру начального уровня и недорогой объектив.
Теория для начинающих
Спутники движутся по разным орбитам, но для съёмки с простым оборудованием лучше всего подходят объекты на геостационарной орбите (ГСО). Их ключевое преимущество в том, что они «зависают» над одной точкой Земли, а значит, и на небе их положение относительно статично. Кроме того, многие из них достаточно яркие, что позволяет обойтись без сложных систем слежения за движением. Концентрация аппаратов в этой области неба также очень высока.
Практика: подготовка и съёмка
Итак, у вас есть камера (например, Nikon D3100) и объектив. Для успеха важно надёжно зафиксировать аппаратуру на штативе, направив её в область геостационарной орбиты. Я выбирал участок неба рядом с земной тенью (она отмечена синим кругом на одной из иллюстраций), так как там спутники часто выглядят ярче из-за благоприятного фазового угла.
Настройки камеры: переходим в ручной режим (M). Устанавливаем чувствительность ISO 3200 и выдержку 30 секунд. Чтобы избежать смазывания от нажатия кнопки, используем задержку спуска на 2 секунды. Эти параметры подобраны для D3100, для других моделей они могут незначительно отличаться.
Фокусировка — критически важный этап. Сделайте пробный кадр с выдержкой 5-10 секунд и, вращая кольцо фокуса, добейтесь, чтобы треки звёзд на снимке были максимально тонкими и чёткими.
Сделайте серию из 5-6 кадров (чем больше, тем лучше для последующего анализа). Крайне важно выставить на камере точное время, желательно в формате UTC (всемирное координированное время). Идеально, если у вас есть GPS-модуль для геотегинга, но можно обойтись и без него.
Что мы видим на снимках?
При внимательном изучении кадров среди дуг от звёзд вы обнаружите странные объекты.
Это могут быть точки или короткие штрихи. Если это точки, они будут находиться в одном и том же месте на всех кадрах (геостационарные спутники). Если это штрихи — объект движется с заметной скоростью. Поздравляем, вы только что сфотографировали искусственные спутники Земли!
Идентификация объектов: работа с программным обеспечением
Чтобы узнать, что именно вы сняли, потребуется поработать со специальным софтом. Первый шаг — астрометрия, то есть привязка снимка к звёздному небу. Для этого можно использовать программы вроде Izmccd или Maxlm Dl.
Открыв снимок в программе, нужно выполнить идентификацию звёзд.
Выберите подходящий звёздный каталог и введите примерные координаты центра кадра. Их можно определить, например, в программе Stellarium, сравнив ваш снимок с виртуальным небом. После обработки программа наложит на ваше фото сетку с координатами.
Далее нужно вручную отметить на снимке все обнаруженные спутники. Программа рассчитает для каждого их точные экваториальные координаты (прямое восхождение и склонение) и видимый блеск.
Создание файла наблюдений
Проделав эту процедуру для каждого кадра, вы получите набор данных для каждого объекта. Данные нужно оформить в специальный текстовый файл, где строки содержат дату, время (UTC), координаты, оценку точности и блеск. Например:
270719 14285900 16542647 -07090209 001105
Этот файл понадобится для следующего этапа — программы Heavensat.
Сопоставление с каталогом TLE
Загрузив созданный файл в программу Heavensat, вы увидите ваши наблюдения в виде точек на экране.
Теперь нужно загрузить актуальный каталог TLE (его можно скачать в интернете) в папку ресурсов программы. После загрузки каталога на карту наложатся рассчитанные орбиты известных спутников.
Установив время вашей съёмки, вы увидите, как орбиты некоторых спутников проходят прямо через ваши точки наблюдения.
Кто это был?
Программа покажет номер объекта в каталоге. Например, 43162. По этому номеру на специализированных сайтах вроде N2YO.com можно найти подробности. В моём случае это оказался SBIRS GEO 4 (USA 282) — американский военный спутник системы раннего предупреждения о ракетном нападении.
На других кадрах той же серии я идентифицировал телекоммуникационные спутники (BEIDOU G1, INMARSAT 4-F1) и даже фрагменты ракет-носителей «Ариан-5». Таким образом, на любительских снимках можно найти как рабочие аппараты, так и космический мусор.
Возможные сложности и интересные находки
Иногда точки на снимке не совпадают ни с одним объектом из каталога TLE. Если вы уверены в точности измерений, возможно, спутник изменил орбиту (разогнался или затормозил). Другой вариант — вы сняли новый объект, ещё не внесённый в публичные каталоги, или один из секретных спутников (например, серии NROL). Их блеск часто находится в пределах 12-15 звёздной величины, что вполне доступно для съёмки на камеру с объективом. Это напоминает нам, что публичные каталоги TLE далеко не полны и не всегда идеально точны.
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Съёмка спутников на Nikon D3100.