Quanto potente un telescopio mi permetterebbe di vedere gli astronauti a bordo della ISS fare una passeggiata nello spazio?


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Questo è nato da un commento postato contro una domanda altrove nello stackexchange

Quanto potente un telescopio / binocolo mi permetterebbe di vedere gli astronauti a bordo della ISS fare una passeggiata nello spazio? Apertura? Ingrandimento?


Ciò che i dilettanti avranno davvero bisogno di fare bene, è l'ottica adattiva. Prevedo che un altro decennio o due li metterà nelle mani del dilettante stargazer. Sarebbe un progetto kickstarter interessante per qualcuno!
John Sikes,

Risposte:


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Questo è stato fatto in precedenza, quindi non devo passare attraverso tutti i calcoli pesanti usando il criterio di Rayleigh che tiene conto della diffrazione atmosferica e della lunghezza d'onda della luce visibile. Ralf Vandebergh, un astronomo olandese, fotografo professionista e osservatore satellitare veterano è stato impegnato a cercare di fare esattamente questo dal 2007 e in effetti è riuscito in diverse occasioni usando un telescopio riflettore newtoniano da 25,4 cm (10 pollici) che ha un potere risolutivo ( risoluzione angolare sul sensore CCD) di circa un pixel per metro alla distanza dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che si trova attualmente in un'orbita di 230 miglia (370 km) sopra la Terra:

   Il dettaglio di Ralf Vandebergh di un'immagine scattata il 21 marzo 2009 che mostra gli astronauti che lavorano fuori dalla ISS.  Credito: Ralf Vandebergh

   Il dettaglio di Ralf Vandebergh di un'immagine che ha scattato il 21 marzo 2009, che mostra gli astronauti che lavorano al di fuori della ISS. Credito: R. Vandebergh

La pagina personale di Vandebergh ospita anche tutti i tipi di altre osservazioni di successo dell'ISS attraverso il suo telescopio e registrate in entrambe le fotografie e in alcuni brevi video. Perché corto? Perché prendere di mira la ISS mentre si muove alla velocità di 4,8 mi / s (7,7 km / s) è piuttosto complicato, e le condizioni atmosferiche e i tempi in cui la ISS passa sopra un'area sulla superficie della Terra non ce la fa neanche più facile . Ma la perseveranza e il duro lavoro hanno pagato bene per questo singolo astronomo.

       inserisci qui la descrizione dell'immagine

          Video grezzo della ISS visto attraverso la turbolenza dell'aria. Nota la buona visibilità dell'antenna Lira sul
          modulo russo Zvezda nella parte inferiore dell'immagine. Credito: R. Vandebergh

Quindi, saltando la matematica per calcolare la risoluzione angolare richiesta di un telescopio e applicarla a una dimensione e risoluzione di un sensore di immagine arbitrariamente selezionate, possiamo vedere che usando un telescopio Newtoniano da 10 pollici ben collimato o un telescopio Dobson in una notte limpida può, con alcuni bersagli quasi perfetti, producono una prova diretta di uno spacewalker che fa il suo lavoro a 230 miglia (370 km) di altezza durante un EVA. I telescopi più potenti produrrebbero ovviamente immagini con una risoluzione migliore, ma gli effetti atmosferici ne limitano l'uso e sono ovviamente molto più difficili da colpire con un oggetto che si muove velocemente sui cieli.


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Bene, sembra che la risoluzione angolare di un telescopio possa essere approssimata dal limite di Rayleigh , che è 5,5 / apertura in pollici. Quindi per 10 pollici, questo sarà 0,55 secondi d'arco. E una rapida ricerca mi dice che la ISS è di circa 37 secondi d'arco a 410 km di distanza. Quindi otteniamo almeno 67 pixel ISS chiari dal telescopio da 10 pollici! Inoltre, utilizzando tecniche di super risoluzione, possiamo ottenere una risoluzione molto migliore di quella.
Arne,

Wow. Assolutamente fantastico.
iMerchant,

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Ralf Vandebergh è uno dei migliori fotografi di astronomia amatoriale là fuori che fa fotografia di veicoli spaziali. Per quanto ne so, sta usando un telescopio newtoniano da 10 "(25,4 cm) , quindi è praticamente un telescopio standard .

Presumibilmente ha immaginato i camminatori spaziali nelle precedenti missioni ISS e STS . Anche se sono solo pochi pixel e non puoi distinguere alcun dettaglio. Tuttavia, le sue immagini sono decisamente, assolutamente sbalorditive:

STS-133 Astronaut durante EVA-2 (di Ralf Vandebergh)


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Si noti che è più o meno simmetrico, quindi hardware di un calibro sufficiente per osservare l'attività umana sul terreno dallo spazio, se montato sul terreno, sarebbe più o meno della stessa dimensione e tecnologia richiesta per osservare l'attività delle dimensioni umane nello spazio . Quindi è possibile effettuare un controllo incrociato dei risultati sia teorici che sperimentali rispetto ai parametri noti sui satelliti di sorveglianza militare. Quindi "sai" che non deve avere un diametro di 200 piedi e deve essere molto più grande del binocolo, infatti le dimensioni di un satellite spia sembrano essere adeguate ai livelli militari di affidabilità e illuminazione.

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