Jak filmowane są rakiety SpaceX?

33

W ostatnim uruchomieniu NROL-76 SpaceX pojawiły się naprawdę spektakularne ujęcia rakiety wystrzeliwanej w atmosferę i powracającej w dół.

Na przykład około 14:17 jest strzał odcinków rakiet oddzielających się, gdy lecą one znacznie ponad 4 razy szybciej niż dźwięk i mają 70 km wysokości i wspinają się:

Separacja rakiet SpaceX

Mają oczywiście kilka kamer, ponieważ widok jest różny w różnych momentach, np. 13:30 i 20:14 .

Moje pytanie brzmi: w jaki sposób tak dokładnie śledzą i rejestrują rakietę, gdy jest ona tak daleko i porusza się tak szybko? Jakiego rodzaju aparatu mogą używać i jak działa?

Myślę, że trudno jest śledzić tak dokładnie ręcznie, więc może na siłownikach jest kamera śledząca GPS, która może podążać za rakietą. Być może materiał filmowy pochodzi nawet z samolotu lub helikoptera, a nie z ziemi.

(Pamiętaj, że nie pytam o kamery zamontowane na samej rakiecie, tylko te śledzące ją z dużej odległości).

Hobby Calvina
źródło
6
Kamery śledziły takie wyrzutnie rakiet na długo przed istnieniem GPS.
Michael C
Większość gwiazd porusza się szybciej niż jakakolwiek rakieta, którą wykonaliśmy i dalej niż jakakolwiek rakieta, którą podróżowaliśmy, ale czy nie są one bardzo łatwe do „wyśledzenia”?
user3528438
3
@ user3528438 Ruchy śledzenia są mierzone w stopniach kątowych. Pod tym względem nie, gwiazdy nie poruszają się „szybciej” niż jakakolwiek rakieta, jaką kiedykolwiek stworzyliśmy. Poruszają się około 15 ° na godzinę . Tego rodzaju systemy mogą rutynowo śledzić obiekty poruszające się o 15 ° w stosunku do kamery w ułamku sekundy .
Michael C

Odpowiedzi:

50

Jeśli został uruchomiony w Kennedy Space Center na Florydzie, w całym kompleksie znajduje się dziesięć takich Mountów Trackingowych Contraves-Goerz Kineto. Contraves-Goerz jest teraz częścią firmy L-3 Brashear . Podłączonych jest wiele kamer, a wszystkie kamery na każdym mocowaniu są precyzyjnie skierowane na równoległe osie optyczne. Inne urządzenia uruchamiające używają podobnego, jeśli nie identycznego sprzętu, choć być może w mniejszej liczbie łącznej na obiekt.

Contraves-Goerz_Kineto_Tracking_Mount

Najwcześniejsze podobne typy mocowań używanych do śledzenia i filmowania wystrzeliwania rakiet były oparte na wczesnych mocowaniach przeciwlotniczych dział morskich. Niektóre z tych wczesnych wersji miały teleskopy spotingowe służące do optycznego celowania urządzenia.

Obecnie wiele funkcji śledzenia jest zautomatyzowanych lub półautomatycznych, ale w momencie, gdy wszystko się zaczęło, umiejętności operatora były odpowiedzialne za utrzymywanie układu kamer skierowanego we właściwym kierunku. Podobnie jak w przypadku tych starych dział przeciwlotniczych, rzecz była wymierzona za pomocą zestawów kół sterujących, jednego zestawu do wysokości i jednego zestawu do azymutu. Te koła sterujące są podobne do tego, co można zobaczyć w dużych, zamontowanych na dźwigu kamerach kinowych na planie filmowym w tym samym okresie. Koła sterujące rakiet śledzenia miały zarówno wyższy, jak i niższy współczynnik przełożenia, co umożliwiło zarówno zgrubną, jak i precyzyjną regulację. Pełny obrót koła precyzyjnego o 360 ° może przesunąć mocowanie tylko o ułamek 1 °!

Podobne (prawie identyczne) systemy są używane do śledzenia i rejestrowania innych obiektów latających z dużą prędkością. Obejmuje to sprzęt wojskowy podczas testowania i rozwoju (samoloty, pociski, a nawet duże pociski artyleryjskie, takie jak te wystrzeliwane przez czołg lub większe działa artyleryjskie itp.)

Możesz przeczytać wszystko o (niesklasyfikowanych częściach) działaniach i wydajności tych systemów tutaj .

Ten dokument NASA wyjaśnia, w jaki sposób są używane w Kennedy Space Center.

Michael C.
źródło
Może wystarczy dodać, że algorytmy, które pozwalają automatycznemu śledzeniu, po zablokowaniu na celu w polu widzenia kamery, pozostać zablokowanym, są dobrze zrozumiałe i istnieją już od co najmniej lat 60-tych.
Carl Witthoft
@CarlWitthoft Wiele tego rodzaju informacji znajduje się w dwóch połączonych dokumentach. Tu nie ma potrzeby pisać książki.
Michael C
8
@CarlWitthoft W rzeczywistości systemy są wciąż dość ręczne. Nigdy nie było rzeczywistego zapotrzebowania na zaawansowane automatyczne śledzenie, ponieważ mamy wykwalifikowanych operatorów, którzy robili to przez całą swoją karierę. Kamery będą podążać prostą (w biegunach) trajektorią, jeśli sterowanie zostanie zwolnione na chwilę, ale w zasadzie jest to tylko facet z joystickiem. (źródło: Pracuję w NASA) również istotne: gov. jest bardziej skłonny do zatrzymywania urzędników służby cywilnej w przypadku mało przestarzałych prac niż do kupowania nowego sprzętu.
Aaron
Dodam, że dotyczy to głównie trackerów krótkiego i średniego zasięgu. zawsze wypróbowywane są nowe rzeczy, ale są to stacje obserwacyjne koni pracy
Aaron
10
Mów o zazdrości o sprzęt;)
Wayne Werner
1

Michael Clark ma kilka bardzo dobrych informacji, które są w większości poprawne. Te urządzenia śledzące są obsługiwane ręcznie, a operatorzy TO TAKIE DOBRE. Omówiono kilka form automatyzacji i napisałem kod automatyzacji śledzenia dla KTM. Przyjrzeliśmy się również automatyzacji z półki od różnych dostawców. Może pewnego dnia, ale dostaniesz tylko jeden strzał przy każdym uruchomieniu! Będzie to wymagało wielu testów, zanim zaufamy automatyzacji!

Jack Ferguson
źródło
Podaj link do źródła, o którym wspomniałeś, i przytocz ważne fragmenty, abyśmy wiedzieli, co masz na myśli, nawet jeśli witryna Clarka jest offline.
FarO,