天文成像－利用小型望遠鏡對地球靜止軌道及附近小物體進行常規無提示監視 |

抽象的

太空碎片是衛星安全運作的最大威脅。在監測空間碎片的應用中，小型望遠鏡具有巨大的成本優勢。然而，即使在理想的照明和大氣條件下，現有的小型望遠鏡系統偵測微弱目標的能力也有限。為了克服這些限制，JT McGraw and Associates, LLC 的研究人員利用 Tucsen 的禪定95相機，一種比通常用於觀測太空垃圾的望遠鏡孔徑小得多的望遠鏡。研究人員已經成功利用小型望遠鏡實現了對地球靜止軌道及其周圍小物體的常規監測。

圖1：這套0.35公尺光學系統目前部署在新墨西哥州阿爾伯克基郊外的JTMA研發中心。該系統基於一台14吋Celestron SCT望遠鏡，並配備Hyperstar定焦鏡。

圖2：恆星速率疊加影像，顯示一個中等密度的星場，三個易於辨識的地球靜止天體和一個明亮的近地球靜止天體。此未識別天體不在公共星表內，但其亮度足夠，無需複雜的分析即可探測到。

影像技術分析

空間碎片由於訊號微弱、體積小、形狀特徵不明顯，在地面觀測中難以偵測和追蹤。禪定95相機有效成像面積為22.5×22.5mm，像素尺寸為11×11μm，平均中位數讀出雜訊為1.8E-。當相機晶片散熱溫度降至-10℃時，暗電流可忽略不計。相機可透過USB 3.0或CameraLink傳輸數據，速度可達每秒1億像素以上。在觀測實驗中，科學研究人員充分利用Dhyana 95相機高靈敏度、大有效成像面積的優勢，結合其高幀率、低讀出雜訊的特點，成功實現了透過小型望遠鏡對地球靜止軌道及週邊小目標的常規監測。

參考來源

1. Zimmer, P.、JT McGraw 和 M. Ackermann，「利用小型望遠鏡對地球靜止軌道及附近小物體進行常規無提示監視」。先進毛伊光學與空間監視技術會議（AMOS），2017 年。

2. Zimmer, P.、JT McGraw、M. Ackermann，“使用 sCMOS 和 GPU 實現經濟實惠的廣域光學空間監視”，2016 年先進毛伊島光學和空間監視技術會議論文集。夏威夷毛伊島威雷亞，2016 年。