Ночная жизнь неба или в поисках Персеид

    Каждый год Персеиды балуют жителей Земли красивым зрелищем (для терпеливых), и каждый год у нас возникает желание так или иначе заснять этот момент. Так как в этом году погода нас не баловала, то пришлось выехать и начать наблюдения заранее. Что из этого вышло — читайте ниже…

    Сразу отметим, ниже будет мало Персеид, но нам удалось заснять кое-что, что нам самим показалось интересным: настоящую бурную жизнь ночного неба, и она оказалась совсем не скучной.

    Внимание! далее в статье будут достаточно большие gif-анимации по 3-5Мбайт!

    Итак, в этом году у нас было некоторое преимущество, мы разработали и успешно испытали сверхчувствительную камеру VC400 (Нева400), эта камера по результатам измерений обладает следующими характеристиками:

    — разрешение: 2000х2000
    — размер фоточувствительного элемента: 10х10 мкм
    — квантовая эффективность: 95%
    — шум чтения: 2 электрона
    — темновой ток (при 25'C): 25 электрон в секунду

    Все эти параметры предполагают неплохую возможность для ловли метеоров. Единственная проблема — это оптика. Подобрать хороший фиш-ай, который бы покрыл весь сенсор, не так просто, мы использовали следующую оптику: Samyang 8mm f/3.5 AS IF MC Fish-eye

    — фокусное: 8мм
    — светосила: 1:3.5
    — угол обзора примерно: 140х150 градусов

    Объектив не полностью покрывал сенсор камеры, но может быть это и к лучшему, качество объектива очень посредственное, яркие объекты он «мылил» даже в центре.

    Камера с объективом были закреплены на монтировку с часовым механизмом (фото к сожалению нет, т.к. было… темно).

    Съёмка проводилась под Великим Новгородом (привет белые ночи) с 10 на 11 августа, на берегу озера Ильмень, небо не идеальное, на горизонте оно подсвечено городом и поселком.

    Экспозиция была выбрана 2 секунды, съемка длилась 3 часа 15 минут, общее количество кадров около 6000, проницаемость отдельного кадра составила 8зв.в. Результирующее видео ускорено в 60 раз.

    Но результат нас несколько удивил, ночное небо оказалось полным «жизни», ранее при съемке таймлапсов нам не удавалось достичь такого эффекта, но, как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

    видео дважды пережатое в youtube:


    обработка кадров минимальная: вычтен темновой кадр и подкручены уровни (для искушенных читателей) прямая ссылка на однократно сжатое видео и масштабированное к разрешению 1080p (500МБайт):

    Ссылка на большой файл здесь (для читателей с толстым инетом) прямая ссылка на сжатое с минимальными потерями видео в исходном разрешении 1440p (1.9ГБайта):
    Ссылка на очень большой файл здесь

    Так как неожиданно для себя мы увидели больше, чем предполагали, то пришлось постараться отождествить хотя бы наиболее интересные элементы (ниже возможны ошибки в отождествлении, т.к. опыта в этом мало, а данных по некоторым групповым объектам во всем известном справочнике нет).

    Итак: пары спутников (как оказалось — это спутники разведки третьего поколения NOSS):

    NOSS-3-8 A&B


    NOSS-3-3 A&B


    NOSS-3-7 A&B


    Довольно интересно, что попалось два ярких объекта, которые летят почти синхронно — это третьи ступени ракеты «Циклон-3». Считаются весьма опасными объектами (таких ступеней 127), «гоняющимися» за спутниками (habr.com/post/386427):



    Интересный объект с переменным блеском оказался уже вышедшим из строя ДЗЗ DMSP-5D1Ж



    Тройки спутников:

    Удалось определить только одну из троек — китайскую YAOGAN 9A 9B 9C:



    про аппараты NOSS
    За треугольные НЛО могут быть приняты блики от системы спутников морской разведки США NOSS (Naval Ocean Surveillance system). Они передвигаются группами (часто по три субспутника) на расстоянии от 30 до 240 км друг от друга, и очевидцы их обычно описывают как «перемещающиеся созвездия, между которыми видны другие звезды». Вспышки происходят так же при переотражении солнечного света. Системы первого и второго поколения (три субспутника) просуществовали на орбите до 2012 года. Спутники третьего поколения (по два субспутника) впервые были запущены 8 сентября 2001 года. Однако, это не значит, что сейчас в небе нельзя увидеть системы из трех субспутников. В начале 2010 года Китай запустил первый NOSS-подобный триплет, который был почти идентичным орбитальным наклоном и высотой US NOSS.

    про аппараты Yaogan
    Космические аппараты типа Yaogan-9 запускаются группами по три спутника на одной ракете-носителе. После запуска КА выстраивают характерный орбитальный порядок: два спутника из каждой тройки движутся в одной орбитальной плоскости друг за другом на расстоянии около 120 километров, а третий КА группы движется по аналогичной орбите, но смещенной по долготе восходящего узла на величину порядка 1°.Двигаясь в таком построении, при пересечении экватора три КА выстраиваются практически равносторонним треугольником со взаимными дистанциями 120…150 километров. При движении над широтами 63° северного и южного полушарий Земли«треугольник» вырождается в «линию», при этом третий («боковой») КА оказывается примерно посередине между двумя другими, на расстоянии около 60…70 километров от каждого из них.

    про систему обнаружения метеоров ММТ
    Место дислокации системы ММТ – Северный Кавказ, поселок Нижний Архыз. Географические координаты пункта 43°38'59.5«с.ш. 41°25'53.3»в.д., высота над уровнем моря 2030 метров. Поле зрения одного оптического канала 80 кв. градусов (10° х 8°), общее поле зрения системы ММТ – 700 кв. градусов. Разрешение системы по времени – 0.1 с (10 кадров в секунду), при этом минимальный блеск обнаруживаемого объекта – 12-я звездная величина. Предел проницания по быстро движущимся объектам составляет порядка 9.5…10.0 зв. вел:



    По функционалу камера показала себя чем-то сродни системе ММТ, с которой, к сожалению, мы не знакомы и до оформления статьи о ней не знали.

    К сожалению, мы не являемся настоящими астрономами, а только радиотехниками. Может быть данные кадры являются чем-то обыденным, но нам они показались, как минимум, интересными, чем мы и решили поделиться.

    Небольшое пояснение
    Мнение Алексея, почему у нас получилось чуть по другому, чем обычно: «Обычно таймлапсы снимают при выдержках в десятки секунд, спутники при этом размазываются в треки и „тонут“ в фоновом шуме. Выдержка выбирается, чтобы был виден млечный путь, а объектив фишай — это темный объектив. В нашем случае выдержки короткие и соотношение сигнал(спутник)/шум(неба) получается выше. У камеры высокая интегральная квантовая эффективность и нет цветных фильтров.»

    В заключение хотелось бы отметить, что, раз мы планировали заснять не то, что получилось, то и режимы съёмки выставлены не оптимальные. Мы считаем, что можно получить результат чуть лучше, но, к сожалению, ясное небо у нас редкость (1-2 в месяц). Если будут какие-то рекомендации о том, как лучше организовать съемку или, может быть, что-то особенное снять — будем рады комментариям.

    Мы также надеемся, что весь массив удастся обработать на предмет поиска собственно Персеид, но пока, как сделать так, чтобы избавиться от спутников, не очень понятно. Если получится что-то интересное — опубликуем. Может быть кто-то сможет подсказать программы для обнаружения в кадре метеоров — будем очень признательны.

    Огромное спасибо Вере и Леше, которые, вопреки всем погодным и организационным условиям, на такси выбрались с громоздким оборудованием на ветреный песчаный берег, смогли заснять интересные кадры и провести обработку.

    Большое спасибо организации НПК Фотоника за предоставленную чувствительную камеру и разрешение на публикацию материалов.

    ps: при использовании данных материалов ссылка на статью обязательна.

    [upd]: Хабровчанин @AndrewS, провел отличную работу по обработке исходных данных и смог выделить метеоры, за что ему большое спасибо!
    с результатом его работы можно ознакомиться в статье «Ночная жизнь неба или в поисках Персеид — обработка»
    Поделиться публикацией
    Комментарии 47
      +1
      Поподробнее пожалуйста о камере!
      Это похоже какой-то лапмовый ФЭУ? или уже фотодиодная матрица? система отклоняющая по какому принципу работает? или это огромная матрица фотодиодных усилителей?
      Давно мечтаю сделать себе чтото наподобие сверхчувствительного прибора ночного видения используя ФЭУ-85 и какую-то систему отклоняющих зеркал, ними сканировать поле и уже тогда забирать на компьютер с последующей обработкой.

      Как у вас реализована именно захватывающая часть камеры?
        0
        Добрый день, нет это не ФЭУ, мне думается вы спутали с детекторами, которые используются (использовались) в ОКНЕ. В данном случае это камера размерами 80х80х80мм с кремниевым детектором. За счет разработанной малошумящей схемотехники удалось получить высокую чувствительность кремниевого прибора.
        небольшая статья по сравнению этой камеры и ЭОП3+ была несколько ранее
        habr.com/post/374163
        и мне кажется, что отдельно ЭОП или ФЭУ будут менее чувствительны за счет более узкого спектра, в которых они работают, но это не точно…
          0
          что бы вы могли представить, как выглядит камера (и что это не ФЭУ), прикладываю фото
          (но это не тот экземпляр и не тот объектив, данные которого в статье)

          фото


          +1
          Судя по вики запусков ракеты Циклон-3 было всего 122. Почему у вас 127?
            0
            мой друг, который занимался оттожествлением объектов, сказал, что судя по стилариуму объектов типа «SL-14R/B» (разгонный блок ракеты-носителя «Циклон»(?)) — 127, это число я и внёс в статью. Мы очень много времени потратили, что бы обработать материал, несколько устали, к тому же это не основная наша деятельность, а скорее хобби, по этому могли ошибиться…
            +1
            Круто! Вообще спутников летает очень много, их можно идентифицировать через
            www.heavens-above.com/main.aspx

            А у меня получилось заснять геостационарные:
            old.reddit.com/r/space/comments/8tfsjy/geostationary_satellites_and_milky_way
              +1

              у меня какие-то проблемы с интернетом, не смог пока посмотреть…
              пока могу прислать небольшое видео из 10с экспозиций по гео с этой же камерой и обьективом 300мм
              https://cloud.mail.ru/public/B8xd/SYcvEBv8x
              возможно, вам будет интересно посмотреть)
              ps: оптика не наша, нам ее любезно предоставили коллеги

                0
                Ох видео сильное. Это какие из спутников?
                  0

                  вот вообще не в курсе(((
                  мы не астрономы( а радиотехники
                  но думаю, такая "гроздь" из четырех спутников там одна…

            +3
            Ну вот, я 15 лет всем рассказывал как видел треугольное НЛО, а теперь оказывается, что спутники тройками могут летать. Правда звезд тогда не было видно, Москва рядом была, и нельзя сказать, что треугольник был произрачный. Да и будет ли видно спутники если почти все звезды засвечены?
              0

              да, особенно 15 лет назад, тогда летало относительно много троек NOSS, при определеных условиях они могли быть очень и очень яркие, даже ярче засветки города

                +2
                I want to believe anyway :`(
                  0
                  Тоже в детстве видел тройки, однако, почему-то изначально счёл их именно ИСЗ. Впрочем, видел и другие интересные вещи, многие из которых совершенно не знаю как объяснить. Вообще, это достаточно интересная тема.
                  +1
                  А я однажды видел «четверку». Как обычно три точки образующие треугольник (притом равнобедренный) и в центре еще одна точка. Притом «это» летело по небу очень и очень медленно и расстояние между точками не менялось. И добавлю масло в огонь, звезд не было видно вообще! То есть получается это нечто летело ниже облаков. Со мной было еще 5 человек которые это видели, так что на какие-то глюки списать нельзя.
                  Да, забыл добавить, что расстояние между точками было очень большим, примерно десятая часть видимого небосвода. Что это было такое, я до сих пор не знаю.
                    +4
                    Китайские фонарики.
                      +1
                      Вы не одиноки виденьи в загадочных обьектов. В 90 году летом в Одессе, вечером, на берегу моря, вместе с большой толпой отдыхающих, минут 10 наблюдал за манёврами 3 светящихся матовых белых точек. Они прямо в зените летали по всем направлениям, резко останавливались, зависали, а потом собрались и резко ушли в сторону моря, к горизонту. Никаких звуков двигателей слышно не было. Сейчас сказали бы — дрон. Но тогда дронов не было, да и скорости и резкость останова поражали.
                      Но это не самый загадочный объект. Году в 78 я видел вечером… летящий милицейский жезл, самое подходящее описание. Нечто вытянутое прямогольное состоящее из 3 белых матовых и двух бледнозеленых полос между ними летело и вращалось со скорость примерно оборот в 2 секунды. Был слышен слабый гул.
                      Вот такие пироги…
                      Небо полно загадок.
                        0
                        я видел вечером… летящий милицейский жезл
                        Я тоже кстати на фоне ночного неба в 90-х летящий жезл видел, а следом – гаишника, бегущего поперёк МКАДа на перехват нарушителя скоростного режима :)
                        А если серьёзно – всю жизнь любил засматриваться на небо, а увидеть что-то аномальное так и не довелось. Может, проблема в ареале, живи не в городе, а у военной части с РЛС, – шансов больше было бы…
                          0
                          НЛО же не самолеты, чтобы везде летать. Возможно вам просто не везет.
                            0

                            Не, то чтобы я не хотел увидеть НЛО, но тут я имел ввиду хоть что-нибудь необычное в атмосфере. Полярное сияние в средней полосе или шаровую молнию.

                    +1
                    Как-то был в пустыне, и тоже ночью такое наблюдал. Единственное смутил один объект, который двигался вполне быстро, но самое странное было что он резко поменял траекторию полета на 90 градусов, тут то у меня рот и открылся…
                      0
                      Отец лет десять тоже видел такое же представление. Не то, чтобы не верилось, но, как говорится, лучшие один раз увидеть… Так что если что, не вы одни с таким диагнозом в очереди на прием))
                        0
                        Тоже видел объект, который на 90 градусов изменил направление. Но это фигня по сравнение с «четверкой», которую выше описал.
                          0
                          И тут начинаешь приходить к выводу, что бинокль — необходимый атрибут на любом отдыхе. Если летает низко, то точно рассмотришь.

                          P.S. На прошлых выходных, наблюдая Персеиды, тоже видел летючий треугольник с просветом. О том, что спутники уже летают стройными группами, я узнал тут из комментариев, но из-за этих самых просветов и прямой траектории я на тарелки и не надеялся.
                      +1
                      В 00:56 кто пролетел с инверсионным следом (~ с 7 часов на 1 час)?
                        0

                        это был самолет, видео ускорено в 60 раз)
                        и да, след еще долго расстворялся…

                          0
                          Жаль, думал чья-то «ступенька»…
                            0

                            кстати, да, было бы интересно заснять работу разгонного блока или работу на заатмосферном участке выведения ракеты-носителя… Интересно, в наших северных широтах что-то подобное было бы видно… (Великий Новгород, СПб)?

                        +1
                        автору огромное спасибо, просто шикарно
                          0
                          Почему у них скорости примерно одинаковые?
                            0
                            если вы про пары и тройки спутников? то это разведывательные радиолокационные спутники, им для увеличения разрешения нужно искусственно выстраиваться таким образом, а если про две ступени рн Циклон, то, скорее всего, они выводили спутники в разное время, но на одну орбиту, период одной из ступеней отличается от одругой всего на 1 секунду, время от времени они сходятся, повезло, что в момент сьемки они были относительно рядом
                              0
                              Я не точно выразился. Я имел в виду всех объектов. Просто на глаз не видно движений например 100 раз быстрее средней скорости или наоборот в 100 раз медленней. Все примерно имеют скорость в узком промежутке по сравнению возможных скоростей из космических масштабов.
                                +2

                                эти все спутники низкоорбитальные до 1000км, если добавить к орбите радиус Земли, то разница угловых скоростей по окружности радиусом 6500км и 7300км будет, но не такая значительная. Период обращения где-то от 90 до 120 минут. По этому кажется, что они движутся с близкими скоростями

                                  +1
                                  Я смотрел видео после вычитания фона. Движущиеся объекты видны намного лучше. Видны даже метеоры, скорость которых намного выше. Просто они очень быстро мелькают т.к. видео ускоренно. И без вычитания фона глаз за них не цепляется.
                                    0

                                    если будет возможность — загрузите на файлообменник вычтенный файл)

                                      +1
                                      Метеоры пролетают на видео очень быстро. След в виде черты остаётся буквально на двух-трёх кадрах. Видеопоток пришлось ужать в два раза для борьбы с артефактами сжатия исходных файлов (самый простой способ, который пришёл в голову). Интересно попробовать обработать неускоренный и несжатый видеопоток.
                                      Видео без фона


                                      Так выглядит метеор:
                                      Метеор
                                        0

                                        большое спасибо за обработанное видео!) действительно, без фона намного больше обьектов видно) может не так "лампово", но эффективнее)
                                        не буду пока переносить в основную статью) пусть интересующиеся дочитают до вашего комментария!))

                                        +1
                                        Выделил метеоры и наложил подсветку на видео.
                                        Их оказалось не так мало.

                                          0

                                          Круто! спасибо! а есть возможность наложить их всех на один кадр (фон), другим цветом(зеленым?), что бы оценить действительно ли они летят из созвездия персея?)))
                                          фон можно чуть придушить)

                                            +1
                                            У меня вчера такая-же мысль пришла, и я на ночь обработку поставил.
                                            И вот результат.
                                            "

                                            Очень похоже, что летят из правой нижней четверти кадра.
                                            Привязал ваши кадры по звездам к «опорному небу», шарпиками помечены опорные звёзды.
                                            Опора

                                              0

                                              Красота! как доберусь до нормального инета и ПК, перенесу ваши результаты в статью!
                                              еще раз спасибо!)

                                0
                                Мне кажется или облака скачками двигаются в отличие от остальных объектов?
                                  0

                                  что бы проверить, нужно скачать оригинальные файлы из статьи, не должно быть скачков, может быть артефакты сжатия...

                                    0
                                    Да, либо меня глючит, либо ютуб. На исходнике всё плавненько.
                                  +1
                                  Такое интенсивное движение в ночном небе.
                                  На гифке с ДЗЗ DMSP-5D1Ж внизу кадра пролетает пара спутников.

                                  Гифки и видео планируете загружать в википедию?
                                    0

                                    нет, не планировали) если у вас есть идеи(куда) и возможность подгрузить — будем рады, желательно оставить ссылку на источник (эту статью)

                                      0
                                      Грузить — сюда https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:UploadWizard
                                      А уже оттуда можно вставлять в статьи.

                                      Там автор должен загружать и давать согласие.

                                      Если будут еще вопросы, пишите в личку.

                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                  Самое читаемое