Почему спутники появляются в виде полос на изображениях телескопа?

Спутники движутся. Они находятся на орбите вокруг Земли. Спутники на низкой околоземной орбите движутся со скоростью около 7000 м/с относительно земли.

Вы можете вычислить орбитальную скорость по формуле

За одну секунду экспонирования фотографии спутник движется.

Поскольку он движется, он выглядит как полоса.

Не могли бы вы объяснить мне простыми словами, почему спутник на этом изображении телескопа выглядит как полоса? Время экспозиции 1 секунда.

Этот рисунок должен объяснить это:

^{(Примечание: могло быть и наоборот. По изображению невозможно сказать, в какую сторону двигался спутник.)}

Относительно простой способ убрать полосу — сделать два или более снимка с небольшой паузой между ними. Звезды не будут сильно двигаться за это время, но спутник будет рисовать короткую черточку на каждом кадре.

Например, 1 с открыт затвор, 1 с пауза, 1 с открыт затвор для второго кадра и т. д.

Затем используйте обработку изображений, чтобы удалить пиксели, которых нет на обоих/всех изображениях. Это устранит все следы заноса спутника, если только он не закрывает другой яркий объект, поэтому используйте три фотографии.

Одно место, где это падает, — это «поезд» Starlink, где несколько спутников отслеживаются одинаково и, возможно, могут перекрываться.

Вы также можете рассчитать, в какое время спутники будут затмеваться Землей — вполне возможно, что они все еще находятся под прямыми солнечными лучами. Посреди ночи спутники будут находиться в тени Земли, и их будет труднее поймать.

Это также известно как тропа . Это происходит, когда вы пытаетесь запечатлеть движущийся объект с малой скоростью затвора.

В вашем случае движущимся объектом является спутник. Обычно они вращаются вокруг Земли с относительно высокой скоростью (обычно 7 км / с, но это зависит от высоты орбиты спутника. Вы можете рассчитать ее, используя формулу, которую Джеймс К. дал в своем ответе). Когда затвор откроется, спутник окажется, скажем, в точке А. Затвор остается открытым в течение 1 секунды. Когда затвор закрывается, спутник перемещается на определенное расстояние и достигает, скажем, точки B. В течение той 1 секунды, когда затвор открыт, он фиксирует изображения спутника, движущегося из точки A в точку B. Это причина образуется след. Ниже картинка для наглядности всего этого.

Этот шлейф можно уменьшить, увеличив скорость затвора. Но это уменьшает яркость спутника. Поэтому экспозицию необходимо увеличить. Баланс этих двух вещей (и прочего тоже) помогает получить идеальное изображение спутников. Именно по этой причине так сложно получить правильные изображения спутников.