Влияние атмосферы на Землю на видимость спутника и наоборот (например, видимость атмосферы)

Существуют ли качественные различия между наблюдением за спутником с поверхности Земли и наблюдением за Землей с того же спутника? Учитывая одинаковую оптику на обоих местах.

Какая разница, в какую сторону мы смотрим в запотевшее окно?

Влияет ли атмосферное зрение по-разному на максимальную полезную апертуру для разрешения (без использования адаптивной оптики) при взгляде вниз на Землю и в небо?

Я полагаю, вы оговорите, что космические телескопы должны смотреть на места на Земле около уровня моря, а наземные телескопы не могут обманывать и наблюдать с очень высоких гор с идеальными атмосферными условиями?

Ответы (2)

Да, есть. Запотевшее окно гораздо ближе к земле, чем к спутнику на орбите. Атмосферная турбулентность возникает на высоте от 0 до 20 км, а спутники вращаются на высоте более 200 км.

Чтобы дать вам порядок величины, атмосферная турбулентность ухудшает изображение для телескопов с диаметром более 15 см. Для космических телескопов на низкой орбите он начинает оказывать влияние на диаметре около 2 м.

Изменить: см. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19690003603.pdf математические выводы.

Откуда берется этот 2-метровый диаметр - можете добавить ссылку или процитировать что-то опубликованное, что я могу прочитать? Я хотел бы лучше понять их физику - почему это так. Причина, по которой я запутался, заключается в том, что я думал, что предел «6-дюймового телескопа» (назовем его так) исходит из фактического физического размера флуктуаций показателя преломления в атмосфере порядка десятков сантиметров. Я думаю, что дело здесь в том, что когда апертура превышает 2 метра, разрешение из-за дифракции достигает уровня 10-20 см. Проблема была всегда, просто замаскированная большими эффектами дифракции.
@uhoh Я добавил ссылку с подробными расчетами. Я думаю, что ваша интерпретация хороша, но она упускает один аспект: если вы увеличиваете длину волны, дифракция psf становится меньше, но масштаб турбулентности не имеет такого же поведения. Я вижу, что турбулентность создает случайные дефазирующие ячейки на около 20км. Если угловой диаметр вашего зеркала, видимого с земли, меньше углового диаметра одной ячейки, видимой с земли, все в порядке, и эффекты турбулентности отсутствуют. Если ваше зеркало больше, чем ячейка турбулентности, качество ухудшается.
Спасибо за ссылку! Я дам ему прочитать. Ваше объяснение уже имеет смысл. Я не думал достаточно далеко. Телескоп фактически отображает сферические волны из каждой точки на Земле, а не плоские волны, поэтому размер соответствующей области волнового фронта на расстоянии 20 км составляет да, 10-20 см. Это то, что мне было нужно. Спасибо!

Атмосферные эффекты в основном ограничиваются высотами, где имеется заметная - э-э- атмосфера. Скажем, ниже 100 000 футов (нелинейно, поэтому, вероятно, на высоте 50 000 футов или меньше возникает наибольшая турбулентность). Разведывательные спутники вращаются на орбите примерно в 150 миль (рисунок KH-11, но коммерческие спутники наблюдения за Землей предпочитают вращаться на орбите выше ~ 400 миль, чтобы избежать остаточного сопротивления). Представьте себе линию, проведенную между наземным телескопом и спутником (представляет линию вашего взгляда).

Первый случай, земля-спутник, якорь на земле... У вас турбулентность, так что хватайтесь за трос на отметке 10 миль вверх и покачивайте. Спутниковый конец линии (визирования) будет смещен на некоторое расстояние.

Второй случай, спутник на землю, привязанный к спутнику... Опять же, вы турбулентность, так что хватайтесь за леску на отметке 10 миль и покачивайте. Наземный конец линии (прицеливания) также будет перемещаться, но на гораздо меньшее расстояние, чем в первом случае.

Таким образом, мой (возможно, неверный) вывод заключается в том, что наблюдение Земли со спутника меньше зависит от атмосферных условий, чем наблюдение спутника с Земли.

Влияние атмосферы на Землю на видимость спутника и наоборот (например, видимость атмосферы)
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v