АВТОМАТИЗОВАНИЙ РОЗРАХУНОК ОРТОСКОПІЧНИХ АСФЕРИЧНИХ ДЗЕРКАЛЬНИХ ОБ’ЄКТИВІВ КОРША ДЛЯ НАНОСУПУТНИКІВ

Автор(и)

  • Вячеслав Сокуренко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна http://orcid.org/0000-0001-5057-182X
  • Олег Сокуренко ВСП «Оптико-механічний фаховий коледж Київського національного університету імені Тараса Шевченка», Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-0335-6470

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294934

Ключові слова:

дзеркальний об’єктив, телескоп Корша, наносупутник, CubeSat, дистанційне зондування Землі, дисторсія, аберації

Анотація

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.

Біографії авторів

Вячеслав Сокуренко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Вчений ступінь: кандидат технічних наук

Вчене звання: доцент

Олег Сокуренко, ВСП «Оптико-механічний фаховий коледж Київського національного університету імені Тараса Шевченка», Київ

Посада: викладач-методист вищої категорії

Вчений ступінь: кандидат технічних наук

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

2023-12-27

Як цитувати

[1]
В. Сокуренко і О. Сокуренко, «АВТОМАТИЗОВАНИЙ РОЗРАХУНОК ОРТОСКОПІЧНИХ АСФЕРИЧНИХ ДЗЕРКАЛЬНИХ ОБ’ЄКТИВІВ КОРША ДЛЯ НАНОСУПУТНИКІВ», Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., вип. 66(2), с. 15–20, Груд 2023.

Номер

Розділ

МЕТОДИ І СИСТЕМИ ОПТИЧНО-ЕЛЕКТРОННОЇ ТА ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ