Wie geht die Luftfahrt mit Satelliten- und Mondlaserentfernung und anderen wissenschaftlichen Lasern am Himmel um?

Es scheint, dass es auf der ganzen Welt viele wissenschaftliche Laserentfernungsstationen gibt, und einige sind mobil.

Wissenschaftler lassen Laser von sowjetischem Mondrover abprallen
Wissenschaftler prallen Laser von sowjetischem Lunar Rover ab, der vor Jahrzehnten auf dem Mond verloren ging Quelle

Fragen

  • Wie gefährlich sind diese wissenschaftlichen Laserstrahlen für Passagiere und Besatzung und für das Flugzeug?
  • Gibt es eine NOTAM oder eine vorübergehende Flugbeschränkung im Zusammenhang mit wissenschaftlicher Laseraktivität?

Hintergrund

Für Satelliten-Laserentfernung :

Beim Satellite Laser Ranging (SLR) misst ein globales Netzwerk von Beobachtungsstationen die Hin- und Rückflugzeit von ultrakurzen Lichtimpulsen zu Satelliten, die mit Retroreflektoren ausgestattet sind. Dies liefert sofortige Entfernungsmessungen mit Millimetergenauigkeit, die akkumuliert werden können, um genaue Messungen von Umlaufbahnen und eine Vielzahl wichtiger wissenschaftlicher Daten bereitzustellen.

Internationaler Laser Ranging Service
International Laser Ranging Service - Stationskarte. Quelle .

und für den Mond :

Laserstrahlen werden verwendet, weil sie über große Entfernungen eng fokussiert bleiben. Trotzdem ist der Strahl so gestreut, dass er einen Durchmesser von etwa 7 Kilometern hat, wenn er den Mond erreicht, und einen Durchmesser von 20 Kilometern, wenn er zur Erde zurückkehrt. Aufgrund dieses sehr schwachen Signals werden mehrere Stunden am Stück beobachtet. Durch Mittelung des Signals für diesen Zeitraum kann die Entfernung zum Mond auf etwa 3 Zentimeter genau gemessen werden.

Für astrophysikalische Zwecke:

Systeme mit adaptiver Optik erfordern eine Wellenfront-Referenzquelle, um die atmosphärische Verzerrung des Lichts zu korrigieren. Nicht überall am Himmel sind ausreichend helle Sterne vorhanden [...], man kann einen künstlichen Leitstern erzeugen, indem man mit einem Laser in die Atmosphäre strahlt.

Siehe auch

Nur ein Kommentar, weil es Hörensagen ist, aber: Ich habe mit einem Typen zusammengearbeitet, der einen Abschluss in Astrophysik hatte. Er sagte, dass Observatorien, die künstliche Leitsterne für ihre adaptive Optik verwenden, Praktikanten beschäftigen, deren Aufgabe es ist, sich auf eine Pritsche auf dem Parkplatz zu legen und einen Fernausschalter zu betätigen, wenn sich ein Flugzeug nähert.
Ja, das habe ich auch gelesen, und die gute Antwort von Frederico erwähnt auch (sorry für die Kappen): "DAS GEBIET WIRD AUCH VON BEOBACHTERN ÜBERWACHT UND DER LASERSTRAHL WIRD BEENDET, WENN NICHT TEILNEHMENDE FLUGZEUGE ERKENNT WERDEN". Ziemlich langweiliger Job. Lesen Sie auch, dass kleine Radargeräte mit der Laserquelle gekoppelt werden. Danke trotzdem für die Bestätigung.
Wenn das Problem der Strahl selbst ist, warum nicht einfach einen Sensor haben, der den Bereich überwacht, in den der Strahl projiziert wird, und ihn automatisch abschaltet, wenn eine Bewegung erkannt wird, ohne dass ein zitternder Praktikant für einen Moment die Konzentration verliert. Oder sind die Teleskope einfach so teuer, dass sie kein Geld für solche Zusatzgeräte ausgeben wollen?
@mins Sie könnten eine hochauflösende Videokamera mit guten Nachtfunktionen, einen hochwertigen Bewegungserkennungsalgorithmus und einen Computer verwenden, um sie auszuführen und den Kill-Schalter auszulösen, wenn er eine Punktbewegung im Sichtfeld der Kamera erkennt. Es wäre wahrscheinlich mit einigen Kosten verbunden, aber es scheint, als wäre es etwas effektiver als ein eiskalter Praktikant, der ständig wachsam bleiben muss.
@mins Nein, und ich kenne auch nicht die Spezifikationen einzelner Observatoriumsteleskope für ihre hochwertige Abbildung. Ich weiß jedoch, dass Teleskope dieser Größenordnung ziemlich teuer sind, sodass selbst ein minderwertiges System ähnlicher Qualität zur Erkennung von Bewegungen in der Nähe des Richtungspfads des Teleskops wahrscheinlich auch ziemlich teuer wäre. Daher mein erster Kommentar zu den Kosten. Wenn ein Mensch jedoch die sich bewegenden Flugzeuge erkennen kann, würde eine gleichwertige Kamera wahrscheinlich sowieso nicht annähernd die gleiche Empfindlichkeit wie ein fortschrittliches Teleskop benötigen, um dieselbe Aufgabe zu erfüllen.
@JAB: Dies kann mit einer Kamera machbar sein, es gibt jedoch Probleme zu lösen. Einerseits scheint ein erhebliches Sichtfeld erforderlich zu sein, was die Verwendung eines Zooms bei der anfänglichen Erkennung verhindert. Andererseits werden ohne Zoomen Ziele im sichtbaren Spektrum nicht erkannt. Hier ist das periphere Sehen des menschlichen Auges effektiver : gute Empfindlichkeit auf einem großen Feld, gute Genauigkeit im Zentrum, um die Informationen über das an der Peripherie erkannte Ziel zu verbessern.
@mins Das ist ein guter Punkt.

Antworten (1)

Gibt es eine NOTAM oder eine vorübergehende Flugbeschränkung im Zusammenhang mit Laser-Ranging-Aktivitäten?

Anscheinend ja:

Die Laser an den Teleskopen liegen im Bereich von 15-40 Watt. Die FAA ruft eine Flugverbotszone über dem Gebiet aus, wenn ein Laser im Einsatz ist, und zwei Personen müssen bei eisigen Temperaturen draußen herumstehen und nach Flugzeugen Ausschau halten. Jeder von ihnen hat einen Kill-Schalter, um den Laser auszuschalten, falls sich ein Flugzeug nähert. [...]

Zur Klarstellung: Die FAA hat keine Flugverbotszone, sondern gibt stattdessen eine „Notice to Airmen“ oder NOTAM über die Laseroperationen heraus.

Ich habe auch an einem Adaptive-Optics-Projekt mitgearbeitet und es war selbstverständlich, dass NOTAMs von den Verantwortlichen der Experimente ausgestellt werden.

Beispiel für NOTAM:

FDC 0/7651 ZDC .. BESONDERER HINWEIS .. LASERBETRIEB GÜLTIG 1005010001 UTC BIS 1112312359 UTC. WISSENSCHAFTLICHE UND FORSCHUNGS-LASERARBEITEN WERDEN AM NASA GODDARD SPACE CENTER IN GREENBELT, MARYLAND, UNTER 390113N/764939W DURCHGEFÜHRT. DAS SYSTEM IST INTERMITTIEREND, MIT MÖGLICHEM BETRIEB 24 STUNDEN AM TAG, 7 TAGE DIE WOCHE. DER LASERSTRAHL KANN BEI EINER ENTFERNUNG VON 30.000 FUSS ÜBER DEM BODEN SCHÄDLICH FÜR DIE AUGEN VON PILOTEN/FLUGBESATZUNGEN UND PASSAGIERN SEIN. JEDOCH VERWENDET DIESES SYSTEM EIN LASERGEFAHRENREDUZIERUNGSSYSTEM RADAR, DAS AN DIE TELESKOPHALTERUNG UNTERGEBRACHT WIRD, UM SICHERZUSTELLEN, DASS DER LASER DEAKTIVIERT WIRD, FALLS SICH EIN FLUGZEUG NÄHERT. DAS GEBIET WIRD AUCH VON BEOBACHTERN ÜBERWACHT UND DER LASERSTRAHL WIRD BEENDET, WENN NICHT TEILNEHMENDE FLUGZEUGE ERKENNT WERDEN. DIE LASERSTRAHLUNGSSTÄRKE ÜBERSCHREITET DIE MAXIMAL ZULÄSSIGEN BELICHTUNGSSTUFEN INNERHALB DER LASERFREIEN, KRITISCHEN FLUG- UND SENSITIVEN FLUGZONEN NICHT. ANDERE VISUELLE EFFEKTE, Z. B. BLITZBLINDHEIT, NACHBILDER, BLENDUNGEN UND ABlenkung, KÖNNEN BEI GRÖßEREN ENTFERNUNGEN AUFTRETEN. DIE POTOMAC TRACON /PCT/ TELEFONNUMMER 540-349-7541 IST DIE FAA-KOORDINATIONSEINRICHTUNG.

Wie gefährlich ist ein Laserstrahl für Passagiere und Besatzung und für das Flugzeug?

Für das Flugzeug (also die Hülle) besteht keine Gefahr, 40 Watt unfokussierte Leistung (Astronomen brauchen am Himmel keine so fokussierten Laserstrahlen wie die Strahlen in einem Optiklabor) wirken sich nicht auf die Hülle aus.

Für die Augen von Piloten und Passagieren kann es stattdessen extrem gefährlich sein, siehe Warum ist die Laserbeleuchtung eines Cockpits ein Notfall?

"An einem Teleskop kommen Flugzeuge nahe genug an den Strahl heran, um einmal pro Jahr oder Zwilling eine Abschaltung zu verursachen." Also! -- Ich füge einen Link zum Zeitraffer von Mauna Kea hinzu, der eine reine Schönheit ist.
@mins beachten Sie, dass dies nicht für die Entfernungsmessung verwendet wird, sondern für adaptive Optiksysteme: en.wikipedia.org/wiki/Adaptive_optics
ICH WÜNSCHE, SIE WÜRDEN AUFHÖREN, IN GROSSBUCHSTABEN ZU SCHREIBEN, DAMIT WIR DIE NOTAMS TATSÄCHLICH LESEN KÖNNEN. :)
Fernschreibmaschinen waren nur Kappen. Fluggewohnheiten ändern sich nur langsam.
So wird das Gebiet um diese Laserentfernungsstellen im Grunde zu einer "kontrollierten Feuerzone"; nicht als potenzieller Gefahrenbereich auf Abschnitten markiert (obwohl die Observatorien selbst, die normalerweise auf Bergen mitten im Nirgendwo platziert sind, übliche VFR-Orientierungspunkte sind) und nicht teilnehmende Flugzeuge müssen sie nicht meiden, aber es wäre schön, wenn Sie es tun würden tat.
Wie geht die Luftfahrt mit Satelliten- und Mondlaserentfernung und anderen wissenschaftlichen Lasern am Himmel um?
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