АВТОМАТИЗОВАНИЙ РОЗРАХУНОК ОРТОСКОПІЧНИХ АСФЕРИЧНИХ ДЗЕРКАЛЬНИХ ОБ’ЄКТИВІВ КОРША ДЛЯ НАНОСУПУТНИКІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294934Ключові слова:
дзеркальний об’єктив, телескоп Корша, наносупутник, CubeSat, дистанційне зондування Землі, дисторсія, абераціїАнотація
У даній роботі представлено результати автоматизованого параметричного синтезу серії ортоскопічних асферичних оптичних систем дзеркальних об’єктивів з різною фокусною відстанню, побудованих за схемою Корша. З метою забезпечення компактності конструкції розглянуті об’єктиви містять по три дзеркала з асферичними поверхнями другого порядку та три нахилених пласких дзеркала. Отримані оптичні системи мають фокусну відстань від 480 мм до 960 мм, кутове поле зору від 1,2° до 2,4°, діафрагмове число від 6 до 12, вхідну апертуру діаметром 80 мм та осьову довжину не більшу за 170 мм, що не перевищує розмір CubeSat 2U.
У всіх розглянутих системах максимальний лінійний розмір чутливої площадки приймача зображення дорівнює 20 мм. Синтезовані дзеркальні системи не мають хроматичних аберацій, що дозволяє отримувати зображення у видимому та декількох інфрачервоних піддіапазонах. Наведені результати абераційного аналізу свідчать про високу якість зображення отриманих оптичних систем. Зокрема, для довжини хвилі 0,546 мкм значення дифракційних модуляційних передавальних функцій в меридіональній та сагітальній площинах по всьому полю у всіх системах перевищують 0,53 для просторової частоти 30 мм-1 та 0,3 для просторової частоти 50 мм-1.
Максимальне значення відносної дисторсії розрахованих об’єктивів становить 0,005 %, що в абсолютній мірі відповідає зміщенню 0,5 мкм. Представлені об’єктиви здатні охопити смугу спостереження земної поверхні з лінійним розміром від 12,6 до 25,1 км з висоти траси супутника 600 км. При використанні багатоелементного приймача випромінення з розміром пікселів 5 мкм та досягненні дифракційно-обмеженої якості зображення об’єктивів як геометрична, так і дифракційна межа розділення на земній поверхні не перевищуватимуть 10 м.
Посилання
E. L. Shkolnik, “On the verge of an astronomy CubeSat revolution,” Nature Astronomy 2, pp. 374–378, 2018. DOI: 10.1038/s41550-018-0438-8.
E. E. Areda, J. R. Cordova-Alarcon, H. Masui, M. Cho, “Development of Innovative CubeSat Platform for Mass Production,” Appl. Sci., 12, 9087, 2022. DOI: 10.3390/app12189087.
D. Khramov, "Miniature satellites of the CubeSat standard", Space science and technology, no 15. pp. 20-31, 2009.
M. Tumarina, M. Ryazanskiy, S. Jeong, G. Hong, N. Vedenkin, I. H. Park, and A. Milov, "Design, fabrication and space suitability tests of wide field of view, ultra-compact, and high resolution telescope for space application", Opt. Express, 26, 2390-2399, 2018.
S. Risse, A. Gebhardt, C. Damm, Thomas Peschel, W. Stöckl, T. Feigl, Steffen Kirschstein, R. Eberhardt, Nicholas Kaiser, A. Tünnermann, “Novel TMA telescope based on ultra precise metal mirrors”, Proc SPIE, 2008. DOI: 10.1117/12.789824.
Tong Yang, Guo-Fan Jin and Jun Zhu, “Automated design of freeform imaging systems”, Light: Science & Applications, (2017) 6, e17081; DOI: 10.1038/lsa.2017.81.
S. S. Kokhan, A. B. Vostokov. Remote monitoring of land resources. Education manual. Kyiv: Comprint, 2018. (in Ukrainian).
B. V. Chetverikov, I. V. Kalynych. The method of applying the data of remote sensing of the earth in the assessment of the consequences of emergency situations. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House, 2022. (in Ukrainian).
V. G. Kolobrodov, I. V. Kravchenko, V. I. Mykytenko. Development and control of automated optical-electronic systems for remote sensing of the Earth [Electronic resource] : monograph. Kyiv: Igor Sikorskyi Kyiv Polytechnic Institute. Interservice, 2021. (in Ukrainian).
V. M. Sokurenko; O. E. Strikha, “Development of lenses with corrected distortion,” Bull. Vinitskyi Polytech. Inst., no 1, pp. 99-105, 2017. (in Ukrainian).
V. M. Sokurenko, D. P. Bondarchuk, “Automated parametric synthesis of a lens with reduced distortion,” Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 56(2), pp. 18-24, 2018. (in Ukrainian).
V. M. Sokurenko, I. O. Smazhko, “Automated design of the optical system of a SWIR-lens,” Bulletin of Khmelnytsky National University: Technical Sciences, no1 (279), pp. 202-205, 2019. (in Ukrainian). DOI: 10.31891/2307-5732-2019-279-6-202-205.
V. M. Sokurenko, I. T. Khutorovyi, O. M. Sokurenko, “Development of optical systems of 16-lens orthoscopic telephoto objectives,” Bulletin of Khmelnytsky National University: Technical Sciences, 2022, no 6 (315), pp. 219-223 (in Ukrainian). DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6-219-223.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
