天文成像——利用小型望远镜对地球静止轨道及附近小物体进行常规无提示监视 |

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空间碎片是卫星安全运行的最大威胁。在监测空间碎片的应用中，小型望远镜具有巨大的成本优势。然而，即使在理想的照明和大气条件下，现有的小型望远镜系统探测微弱目标的能力也有限。为了克服这些限制，JT McGraw and Associates, LLC 的研究人员利用 Tucsen 的禅定95相机，一种比通常用于观测太空垃圾的望远镜孔径小得多的望远镜。研究人员已经成功利用小型望远镜实现了对地球静止轨道及其周围小物体的常规监测。

图1：这套0.35米光学系统目前部署在新墨西哥州阿尔伯克基郊外的JTMA研发中心。该系统基于一台14英寸Celestron SCT望远镜，并配备Hyperstar定焦镜。

图2：恒星速率叠加图像，显示一个中等密度的星场，三个易于识别的地球静止天体和一个明亮的近地球静止天体。该未识别天体不在公共星表内，但其亮度足够，无需复杂的分析即可探测到。

成像技术分析

空间碎片由于信号微弱、体积小、形状特征不明显，在地面观测中难以探测和跟踪。禅定95相机有效成像面积为22.5×22.5mm，像素尺寸为11×11μm，平均中值读出噪声为1.8E-。当相机芯片散热温度降至-10℃时，暗电流可忽略不计。相机可通过USB 3.0或CameraLink传输数据，速度可达每秒1亿像素以上。在观测实验中，科研人员充分利用Dhyana 95相机高灵敏度、大有效成像面积的优势，结合其高帧率、低读出噪声的特点，成功实现了通过小型望远镜对地球静止轨道及周边小目标的常规监测。

参考来源

1. Zimmer, P.、JT McGraw 和 M. Ackermann，“利用小型望远镜对地球静止轨道及附近小物体进行常规无提示监视”。先进毛伊光学和空间监视技术会议（AMOS），2017 年。

2. Zimmer, P.、JT McGraw、M. Ackermann，“使用 sCMOS 和 GPU 实现经济实惠的广域光学空间监视”，2016 年先进毛伊岛光学和空间监视技术会议论文集。夏威夷毛伊岛威雷亚，2016 年。