Wie verwaltet ein Raumschiff wie Worldview-3 29 verschiedene Spektralbänder? Ein riesiges Filterrad, oder...?

@Jacks Antwort erwähnt 29 separate Spektralbänder für den Worldview-3-Satelliten und dass diese mithilfe von Filtern implementiert werden.

Gibt es ein riesiges Filterrad mit 29+ Positionen, das in ein einzelnes Teleskop integriert ist, oder gibt es mehrere Abbildungssysteme mit jeweils einer Teilmenge der Filter?

Ich weiß, dass Raumfahrzeuge manchmal mehr als ein optisches System haben müssen, um alle Bänder abzudecken. Zum Beispiel bei SOHO ( auch ) liegt das daran, dass es um kurzes UV und EUV geht und spezielle mehrschichtige Beschichtungen benötigt werden, die nur für schmale Bereiche reflektierend sind. Sind in diesem Fall alle 29 Filterpositionen auf einem riesigen Filterrad?

29 Filter ist durchaus möglich. HIRS, das aus den 1970er Jahren stammt, hat 20 Filter auf seinem Filterrad.
@gerrit Jetzt möchte ich die Frage stellen: "Was ist die größte Anzahl von Positionen auf einem Filterrad im Weltraum?" jetzt, aber wahrscheinlich ist es ein bisschen zu weit am Rande. Das ist toll zu wissen! Wenn Sie zufällig auf ein Foto oder einen Link zu einem so großen Rad stoßen, wäre das sicherlich interessant zu sehen!

Antworten (2)

Das WorldView-3-Instrument ist ein Pushbroom-Bildgeber, der ein Bild Zeile für Zeile erstellt, während sich das fokussierte Bild der Erde durch das Teleskop über die linearen Detektorarrays bewegt, die sich auf der Fokusebene befinden.

(Aus „ Radiometric Use of WorldView-3 Imagery “, DigiGlobe Technical Note 2016-02-22)

Monochromatische Pushbroom-Imager schwenken einfach einen 1D-Bildsensor entlang der Strecke und erstellen das 2D-Bild, während sich das Fahrzeug bewegt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Einfache Multispektralkameras tun dasselbe, indem sie Filter über jeder nachfolgenden Sensorleiste verwenden. Das ist billig, reduziert aber die Belichtungszeit für jedes Band. Es scheint, dass WorldView-3 dies für die helleren Bänder tut.

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Für eine schnellere (oder schwächere) multispektrale Bildgebung wird das Licht vom Teleskop durch die Optik getrennt, um die separaten Bänder zu bilden . Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, ein Beugungsgitter zu verwenden, um die spektrale Trennung durchzuführen, und dann nebeneinander hocheffiziente Detektoren zu haben.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(Bilder von G. Petrie "Airborne Pushbroom Line Cameras" )

Die Ausdehnung von Seite zu Seite legt den Bandpass fest, da das Gitter eine korrelierte Position und Frequenz hat. Sie enden mit etwas in der Art:

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wobei jede Spitze ein Detektorbalken ist. Die Verwendung paralleler Detektoren bietet Ihnen eine vollständige Bildabdeckung (Sie verpassen keine Teile der Erde, wenn Sie Detektoren oder Filter austauschen), eine gewisse Redundanz, eine gute optische Effizienz (dh Sie verwenden jedes mögliche Photon) und scharfe Kanten in Wellenlänge und Position .

Sehr schön! Weitere Beispiele für "Pushbrooming" hier und hier .
Vorsicht bei der Verwendung des Wortes „Schubbesen“. Im reinsten Sinne nutzt ein Pushbroom-Satellit die Bewegung des Satelliten um die Erde, um den Linienscanner zu bewegen. Somit ist Ihr Bild "Rechteck" immer auf die Bodenspur ausgerichtet. WorldViews, Ikonos und OrbViews verlassen sich nicht auf diese Technik. Sie drehen das Raumfahrzeug aktiv, sodass sie in jede Richtung scannen können (EW, WE, NS, SN, diagonal). Ansonsten und ausgezeichnete Antwort. Eine Kombination verschiedener Sensoren und Beugungsgitter ist in der Tat so.
@CarlosN beachten Sie, dass das Pushbroom-Zitat von Worldview stammt
@BobJacobsen - Ja. Selbst Kenner missbrauchen das Wort. Ich gebe zu, es ist eine lockere Definition. Und dann gibt es noch "Whiskbroom", um die Verwirrung zu steigern. Daher bevorzuge ich "scanning sensor".

Anstelle eines Filterrads besteht der typische Ansatz für den multispektralen Empfang darin, den Strahl in einem Prisma zu teilen und Detektoren an mehreren Stellen zu platzieren, dh jeder Teilungswinkel entspricht einer anderen Wellenlänge.

Einige Satelliten verwenden zwei Teleskope, um den Wellenlängenbereich abzudecken, ich habe ein Design mit sechs parallelen Imagern in verschiedenen Bändern gesehen. Ich weiß nicht, welche technischen Entscheidungen in diese Richtung führen, obwohl es sein könnte, dass Sie eine andere Art von Glas für das thermische Infrarot-Ende des Spektrums verwenden können.

Wie verwaltet ein Raumschiff wie Worldview-3 29 verschiedene Spektralbänder? Ein riesiges Filterrad, oder...?
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