Оптические сканеры пространства

Предположим, что наземная РЛС не в состоянии обнаружить малозаметный беспилотник, барражирующий над прикрываемым объектом. Что делать? Можно использовать телескоп и наблюдать за небом в оптическом диапазоне. Правда, у телескопа с большим увеличением обычно малое поле зрения.

То есть, для того, чтобы просматривать большую часть неба, нужно либо использовать несколько телескопов, либо очень быстро вращать одним телескопом, либо применить какой-то комплексное решение. Кстати, не обязательно вертеть весь телескоп, сканируя пространство, можно ограничиться подвижными зеркалами и линзами, входящими в оптическую систему. Тогда сканирование будет быстрым. Приплюсуйте сюда компьютерную обработку изображений, анализ движения – и вот получается пассивный сенсор, способный даже выдавать точное целеуказание.

Впрочем, хорошо видны и основные проблемы: облачность и ночь. Речь о наблюдении с земли, поэтому и первое, и второе – радикально снижают возможности светового телескопа. И если в ясную ночь можно что-то придумать в плане обнаружения звёзд, закрытых пролетающим ЛА, то в случае с облаками – эффективного решения просто нет. Что, кстати, является дополнительным фактором, оправдывающим использование технологий “Стелс” именно для снижения РЛ-заметности.

()

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 19

  • 1. 5th January 2012, 18:24 // Читатель jno написал:

    Ну, телескоп-то тоже может быть многоспектральным.
    От ИК до УФ.
    А разные части ОПТИЧЕСКОГО спектра по разному искажаются атмосферой (в т.ч. облаками).

  • 2. 5th January 2012, 19:48 // Читатель индеец Джо написал:

    А почему именно оптический диапазон?
    Качественная оптика, ПЗС, электронные компоненты – дорого, чувствительно к естественным помехам. Дальность действия ограничена расстоянием до горизонта (в случае низколетящей цели), поднимем оптический сенсор на какую-нибудь мачту – не мишень, а мечта артиллериста получится.

    Звуковой диапазон. Войска ВНОС были чрезвычайно эффективны в дорадиолокационную эпоху. Например, во время блокады Ленинграда время и точность обнаружения налетов немецких бомбардировщиков были таковы, что наши войска успевали переместить и развернуть зенитные батареи на угрожающих направлениях. Потери люфтваффе были весьма чувствительны.

    Сейчас XXI век. Цель малозаметная для РЛС, но турбины ревут. Раструб звукоуловителя недорог, алгоритмы фильтрации шумов на бытовых (недорогих) компьютерах работают, а если плату со специальным DSP вставить и подавно. Требования к персоналу невысоки, это не засветки на экране РЛС расшифровывать. Акустическую заметность цели снизят, но паттерн рева турбины куда денешь? А он распознаваем. Появятся средства постановки акустических помех, тут то и понадобится некий комбинированный оптико-ИК-УФ сенсор, который имеет смысл поставить на маленький поршневой самолет. США уже озаботились http://www.sukhoi.ru/forum/showthread.php?t=60314 подобной техникой. Самолет недорог в эксплуатации, требования к пилоту невысоки, охотник на беспилотники действует вне зоны ПВО противника, он сам ПВО. А поднимать Су-27 каждый раз денег никаких не хватит. Я за звуковой диапазон, дешево и сердито.

    Отический в космосе хорош, эк астрономы-любители секретный спутник-стелс провалили :) На всякого Большого брата найдется миллион маленьких братьев, следящих за большим, камеры каждом телефоне :)
    Несмотря на успешную реализацию хитроумного плана скрытого запуска, спутник «Мисти1» поджидала опасность со стороны астрономовлюбителей, ведущих оптические наблюдения в различных странах. В октябре 1990 г. три европейских «ловца спутников» обнаружили неизвестный объект на высокой круговой орбите высотой 810 км и наклонением 65°. Ведущий специалист по оптическим наблюдениям за спутниками канадец Тед Молчан на основе анализа прецессии плоскостей орбит идентифицировал неизвестный аппарат как исчезнувший ранее спутник AFP731. «Любители» наблюдали спутник «Мисти1» в октябре–ноябре 1990 г., но затем после нескольких коррекций орбиты потеряли его. В дальнейшем сам спутник или факты, подтверждающие его существование, обнаруживались в 1995, 1996 и 1997 гг.
    http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/nk/forum-pic/Misty.pdf

  • 3. 5th January 2012, 19:49 // Читатель зашел в гости написал:

    а разрешающая способность зеркала/линзы? Кто-нибудь может подсчитать, какого размера должно быть основное зеркало телескопа, чтобы он мог обнаружить RQ-170 (размах крыльев – 12м) на его рабочей высоте 15км? не будет ли цена такого “телескопа ПВО” запредельно большой?

  • 4. 5th January 2012, 21:06 // Читатель зашел в гости написал:

    “Я за звуковой диапазон, дешево и сердито”

    а будет ли работать? Я не уверен, что пропеллерные самолеты ВОВ были тише чем современные малозаметные БПЛА. Глушителей на авиационных поршневых двигателях не предусмотрено, поэтому шума они издают немало, плюс шум от вращающихся пропеллеров. Затем, груженые бомбами немецкие самолеты летали на относительно низких высотах с малой по сегодняшним меркам скоростью. БПЛА летают значительно выше, а если они маленькие – то и шум от двигателя будет намного ниже чем у полноразмерного немецкого бомбера, типа Ju-88.
    Нужно еще учитывать еще что шум у реактивных и поршневых движков разный, в смысле на разных частотах, т.е. звуковые волны распространяются по-разному. И сегодня в общем шумов больше: больше поездов, автомобилей, самолетов. Т.е. из общего “фона” нужно будет вылавливать шум очень небольшого и очень отдаленного двигателя.

  • 5. 5th January 2012, 21:46 // Читатель dievgen написал:

    имхо, пара тепловизоров с разным фокусным могут решить проблему ночи и облачности (до определенной степени). широкоугольный засекает, длиннофокусный подтверждает.

  • 6. 6th January 2012, 06:06 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    > Кто-нибудь может подсчитать

    А чего тут считать. Берем объектив с фокусным расстоянием 500 мм, получаем размах крыльев на сенсоре 0.4 мм. У Canon 5D это 50 пикселей. Теоретически. На практике разрешение ограничивается атмосферой, а не оптикой и не сенсорами.

    И по-прежнему непонятно, как отличать беспилотники от ворон.

  • 7. 6th January 2012, 06:49 // Читатель MIl написал:

    Сканируем небо над объектом лазером в 9мкм диапазоне
    лидары однако ))))

  • 8. 6th January 2012, 14:51 // Читатель jno написал:

    Интересно, а что если в небо светить широким пучком?
    Не сканировать, а тупо светить.
    И ловить отражённые “зайчики”.
    Пусть и в том же 9мкм диапазоне.
    А?

  • 9. 6th January 2012, 16:28 // Читатель arcman написал:

    Светить, не вариант – выдаёт местоположение.
    Пассивные варианты более живучие будут.
    Звуковые сенсоры – если только как вспомогательные, вряд ли дальность обнаружения будет лучше чем у оптики.

  • 10. 6th January 2012, 18:55 // Читатель зашел в гости написал:

    “Берем объектив с фокусным расстоянием 500 мм”

    а количество света, пропускаемое таким обьективом, будет достаточным? с таким фокусным расстоянием диафрагма будет f/6-f/8, плюс сам обьектив (зеркало, линза) будет вращаться: хватит ли величины экспозиции чтобы получить какое-либо изображение?

  • 11. 6th January 2012, 20:18 // Читатель MIl написал:

    Кстати спутниковые снимки вроде как делают с большим разрешением чтото порядка 10-5см
    вешаем телескоп на орбиту по направлению к земле оттуда и “лидаривать” можно
    все равно остается проблема с отличием между птицами и беспилотником
    в сети видел фото пакистанцев со сбитым беспилотником под птицу замаскированным

    с одной стороны учет всех воздушных объектов с сортировкой “неестественных” с другой стороны – что мешает сделать поведение беспилотника “естественным”

  • 12. 6th January 2012, 20:49 // Читатель arcman написал:

    > все равно остается проблема с отличием между птицами и беспилотником

    может, по размеру? =)
    (а так же скорости, маханию крыльями, тепловой сигнатуре, электромагнитным излучениям, …)

  • 13. 6th January 2012, 21:19 // Читатель зашел в гости написал:

    “может, по размеру? =)”

    у американских морпехов есть мини-БПЛА (“Raven”, “Dragon Eye” и т.д.), запускающиеся с руки, и размером как раз со среднею птицу. По скорости и высоте полета эта штука от птицы будет неотличима. Махание крыльями – тоже не подойдет. Птицы умеют парить, а наводить на обьект телескоп, и ждать, пока он замашет крыльями – не серьезно, некоторые птицы парят часами. Можно, конечно отличить птицу от БПЛА по силуэту, но если, как сказал Jeff Zanooda, изображение размером всего в 50 пикселей, то с этим тоже могут возникнуть затруднения.
    Затем, речь шла об ОПТИЧЕСКОМ сканировании, и изначально предполагалось что радар цель обнаружить не сможет по причине маленького размера ЛА.

  • 14. 6th January 2012, 23:29 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    > А количество света, пропускаемое таким обьективом, будет достаточным?

    Днём будет достаточным. Астрономы давно используют телескопы в виде массива фотоаппаратов для автоматизированного поиска новых объектов.

    > по размеру, скорости

    Они заранее неизвестны и к тому же расстояние мы не знаем.

    > маханию крыльями

    не все птицы крыльями машут, беспилотник можно научить махать крыльями, издалека толком не видно.

    > тепловой сигнатуре

    Беспилотник можно сделать планером.

    > электромагнитным излучениям

    Можно использовать псевдослучайный сигнал с широким спектром и направленную антенну.

  • 15. 7th January 2012, 18:43 // Читатель прохожий написал:

    Вариант селекции целей для такой оптики – увидел “птичку” – пульнул в нее лазером. Так, чтоб не убить, но вызвать явную реакцию (т.е. ожог нанести?). Заодно, это поспособствует распугиванию птиц в наблюдаемой области (меньше целей).
    Вполне возможно, современные китайские “зеленые” указки могут быть и к месту…

    Параллельно не помешает радиосканер для поиска корреляций возможных сигналов, т.е.: пульнули лазером, беспилотник по “сверхзащищенной незасекаемой” радиосвязи уведомил оператора, сканер засек возмущение эфира, пулемёт порвал цель в клочья.

  • 16. 7th January 2012, 18:46 // Читатель прохожий написал:

    Вполне возможно, для эффективного действия лазер должен временно ослеплять обычную птицу. Сможет ли беспилотник качественно смоделировать подобное поведение (вплоть до падения ослепленной птицы на землю!)…

  • 17. 7th January 2012, 23:04 // Читатель jno написал:

    Думаю, птицы быстро освободят “поле боя”.
    И тогда: летит – сбивай! :)

  • 18. 8th January 2012, 03:16 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    > сканер засек возмущение эфира

    Я ж говорю – псевдослучайный сигнал с широким спектром и направленная антенна. Каким образом сканер будет засекать такое возмущение?

  • 19. 8th January 2012, 13:10 // Читатель arcman написал:

    зашел в гости написал:
    > у американских морпехов есть мини-БПЛА

    то что есть, пока сложно спутать с птицей, из-за наличия киля (50 пикселей по оси будет более чем достаточно).
    но допустим, что разработчики мини-БПЛА пойдут по пути маскировки под форму птицы.

    Jeff Zanooda написал:
    > и к тому же расстояние мы не знаем

    расстояние мы обязаны определить, иначе никакого целеуказания не получится.
    расстояние можно получить триангуляцией либо лазерным/радио дальномером.

    > Беспилотник можно сделать планером

    что то пока никто не делает, видимо с _дальностью_ возникают проблемы.
    опять же, отсутствие работающего двигателя не панацея в случае тепловой сигнатуры – птицы теплокровные, они будут определённым образом “светится” и это тоже нужно будет копировать.

    > Можно использовать псевдослучайный сигнал с широким спектром и направленную антенну

    можно, но сложно и дорого, особенно в случае мини-БПЛА.
    и не даст 100% результата – только усложнит задачу.

    Кроме этого, можно воспользоваться чувствительным направленным микрофоном и “послушать” подозрительный объект – жужжание выдаст мини-БПЛА :)