какую звезду можно увидеть днем

Можно ли увидеть звёзды днём?

Существует старое и довольно распространенное убеждение, что днем из глубокого колодца можно увидеть звезды. Время от времени это утверждают вполне авторитетные авторы. Более двух тысячелетий назад древнегреческий философ Аристотель писал, что звезды могут быть видны днем из глубокой пещеры. Позже римский ученый Плиний повторил то же самое, заменив пещеру колодцем.

Немало писателей упоминало об этом в своих произведениях: помните, у Киплинга — «звезды видны в полдень со дна глубокого ущелья». А Роберт Болл в своей книге «Star-Land» (Бостон, 1889 г.) дает подробные рекомендации, как наблюдать днем звезды со дна высокой печной трубы, объясняя эту возможность тем, что в темной печной трубе зрение человека становится более острым.

Видны ли звезды днём?

Знаменитый немецкий естествоиспытатель и путешественник Александр Гумбольдт, пытаясь увидеть звезды днем, спускался в глубокие шахты Сибири и Америки, но безрезультатно. В наши дни тоже есть беспокойные головы. Например, журналист газеты «Комсомольская правда» Леонид Репин в номере от 24 мая 1978 года писал:

«Говорят, что и среди бела дня можно увидеть звезды на небе, если спуститься в глубокий колодец. Однажды я решил проверить, правда ли это, спустился в шестидесятиметровый колодец, а звезд так и не смог разглядеть. Только маленький квадратик ослепительно синего неба».

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Вот еще одно свидетельство. Опытный любитель астрономии из города Спрингфилд (штат Массачусетс, США) Ричард Сандерсон так описывает свои наблюдения в журнале Skeptical Inquirer:

«Как-то лет двадцать назад, когда я работал практикантом в планетарии спрингфилдского Музея науки, мы с коллегами стали спорить об этом древнем поверии. Наш спор услышал директор музея Франк Коркош и предложил разрешить его экспериментально. Он отвел нас в подвал музея, где начиналась высокая и узкая печная труба. В ней была маленькая дверца, в которую мы смогли просунуть свои головы. Я помню чувство возбуждения от перспективы среди бела дня увидеть ночные светила.

Посмотрев вдоль дымохода наверх, я увидел сияющий кружок голубого неба на фоне непроницаемой черноты печного нутра. От окружающей темноты зрачки моих глаз расширились, и клочок неба заблестел еще ярче. Я сразу понял, что с помощью этого „прибора“ мне не удастся увидеть звезды днем. Когда мы выбрались из музейного подвала, директор Коркош заметил, что только одну звезду можно наблюдать днем в хорошую погоду: это — Солнце».

Итак, свидетели утверждают, что звезды днем из глубокого колодца, равно как и из высокой трубы, не видны. Однако не будем торопиться с выводами: сквозь некоторые трубы увидеть днем звезды все-таки можно. В данном случае речь идет об астрономических трубах — телескопах.

Почему звёзды не видно днём?

В чем же тут дело? Почему «труба с линзами» позволяет видеть звезды днем, а простая труба — нет?

Прежде всего, давайте подумаем, почему звезды днем не видны? Ответ довольно очевиден: просто потому, что от рассеянного атмосферой солнечного света дневное небо яркое. Если по какой-то причине этот фон ослабнет, например, произойдет полное солнечное затмение, то яркие звезды и планеты будут прекрасно видны днем.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Также хорошо они видны в открытом космическом пространстве или с поверхности Луны, где небо абсолютно черное, и никакого светового фона нет. Почему же рассеянный в земной атмосфере солнечный свет скрывает от нас звезды? Ведь их собственный свет при этом не ослабевает.

Наше зрение

Чтобы понять это, нужно представить себе механизм нашего зрения. Как известно, главная линза, зрачок, создает изображение на задней стенке поверхности глаза, покрытой светочувствительным слоем — сетчаткой, которая состоит из большого числа элементарных приемников света — колбочек и палочек. Они по-разному чувствительны к свету, но для нас это сейчас не важно, и поэтому для простоты будем все их называть колбочками. Важно же то, что каждая колбочка передает в мозг информацию о потоке падающего на нее света, а мозг синтезирует из этих отдельных сообщений (сигналов) цельную картину увиденного.

Глаз — очень сложный приемник информации, и в некотором роде он подобен «умному» электронному устройству, например, радиоприемнику. У него есть система автоматической регулировки усиления, которая снижает чувствительность глаза при ярком свете и повышает ее в темноте.

Есть у него и система шумоподавления, которая сглаживает случайные колебания светового потока, как по времени, так и по поверхности сетчатки. Эта система имеет определенные пороговые характеристики, поэтому глаз не замечает быстрых изменений изображения (принцип кино) и малых флуктуаций яркости.

Когда мы наблюдаем звезду ночью, поток света от нее на одну колбочку хоть и мал, но существенно превосходит поток от темного неба, падающий на соседние колбочки. Поэтому мозг фиксирует это как значимый сигнал. Но днем на колбочки падает так много света от неба, что небольшая добавка в виде света звезды, приходящаяся на один из этих элементов, не ощущается и «списывается» на флуктуации.

Простой эксперимент

Довольно легко убедиться, что именно яркий фон неба скрывает от нас звезды. Вот какой эксперимент по этому поводу советует провести Яков Перельман в своей «Занимательной астрономии» («Гостехиздат», 1949 г., стр. 155):

«Несложный опыт может наглядно прояснить исчезновение звезд при дневном небе. Для его проведения в боковой стенке картонного ящика пробивают несколько дырочек, расположенных наподобие какого-нибудь созвездия, а снаружи наклеивают лист белой бумаги. Ящик помещают в темную комнату и освещают изнутри: на пробитой стенке явственно выступают тогда освещенные изнутри дырочки — это звезды на ночном небе. Но стоит только, не прекращая освещения изнутри, зажечь в комнате достаточно яркую лампу — и искусственные звезды на листке бумаги бесследно исчезают: это „дневной свет“ гасит звезды».

Звезда может стать видимой на фоне дневного неба только в том случае, если поток света от нее будет сравним с потоком от площадки неба, которую зрачок проецирует на одну колбочку. Замечу, что угловой размер этой площадки называется разрешающей способностью человеческого глаза и составляет около 1 угловой минуты.

Какую звезду можно увидеть днём?

Из всех звездообразных объектов лишь Венера иногда видна на дневном небе. Увидеть ее непросто: небо должно быть идеально чистым, и нужно приблизительно знать, в каком месте на небе в данный момент она находится.

Все остальные планеты и звезды имеют блеск значительно слабее, чем у Венеры, поэтому найти их без телескопа днем совершенно невозможно. Впрочем, некоторые астрономы утверждают, что при идеальных условиях им удавалось днем наблюдать Юпитер, который в несколько раз слабее Венеры. Но вот ярчайшую звезду нашего небосвода Сириус пока еще никому не удавалось наблюдать днем с уровня моря. Правда, говорят, что ее видели высоко в горах, на фоне темно-фиолетового неба.

Как работает телескоп

Что же делает телескоп, позволяя нам без труда наблюдать днем ночные светила? Очевидно, объектив телескопа собирает значительно больше света, чем зрачок глаза. Но в этом смысле изображения звезды и неба равноценны — при наблюдении в телескоп поток света от них в глаз увеличивается в одинаковое число раз, приблизительно равное отношению площади объектива к площади зрачка.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

В данном случае гораздо важнее другое — телескоп улучшает разрешающую способность глаза: ведь он увеличивает угловой размер наблюдаемых объектов. При этом та площадка, что при наблюдениях невооруженным глазом проецируется на одну колбочку, в телескоп проецируется сразу на несколько колбочек, и значит на каждую из них приходится пропорционально меньше света (например, если телескоп увеличивает угловой диаметр объектов в, А раз, то наблюдаемая яркость неба уменьшается в А*2 раз). Однако звезда имеет очень малый угловой размер, и ее свет по-прежнему попадает на одну колбочку. Таким образом, свет звезды уже кажется «солидным» на фоне уменьшенной яркости неба. И она становится заметной.

Что же получается: купи телескоп с большим увеличением и можешь рассматривать днем самые слабые звезды? Нет, это не так.

Земная атмосфера неоднородна, поэтому изображение звезды размывается и имеет вполне определенный угловой размер, хотя и очень малый. Ночью, при хорошей погоде, высоко в горах он составляет около 1 угловой секунды. А днем на уровне моря — не менее 2–3 угловых секунд.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Поэтому максимальное увеличение, которое мы можем использовать, будет определяться таким образом, чтобы звезда по-прежнему оставалась точечным источником. Оно равно примерно 30–60 крат. В более сильном увеличении смысла нет: изображение звезды будет проецироваться сразу на несколько колбочек, и станет ослабевать так же, как и яркость неба.

Давайте оценим, насколько слабые звезды становятся видны днем при помощи телескопа.

Используя телескоп с увеличением, скажем, 45 крат, мы добьемся уменьшения яркости фона неба по сравнению с яркостью звезды в 452 (примерно в 2000 раз), то есть примерно на 8m. Значит, в поле зрения телескопа яркость неба снизится до +3m с квадратной минуты и тем самым нам станут доступны звезды до +4m. Опыт астрономических наблюдений показывает, что это действительно так.

Так видно ли звёзды из колодца?

С телескопом мы разобрались, теперь вернемся к колодцу. Может ли колодец уменьшить яркость неба для находящегося внутри него наблюдателя так, чтобы из него можно было увидеть звезды? В принципе, чисто геометрически, может, перекрыв все поле зрения за исключением маленькой области, поток света от которой будет сравним с потоком света от звезды.

Находящемуся на дне колодца наблюдателю отверстие должно быть видно под углом менее одной минуты. При диаметре колодца в 1м. его глубина должна быть более 1/sin1’=3.4 км!

При этом отверстие колодца наблюдателю будет видно лишь как светлая точка, яркость которой увеличится лишь на мгновение, если какая-либо звезда пройдет точно через зенит.При всем желании трудно считать данную процедуру «наблюдением звездного неба».

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Высокая труба также может быть использована при наблюдениях звездного неба днем. Ведь она создает воздушный канал, в котором практически нет рассеянного солнечного света. И если эта труба пройдет через всю толщу атмосферы, то сквозь нее мы в любое время суток сможем увидеть звезды! Однако стоит учесть, что практически вся масса воздуха заключена в приземном слое атмосферы толщиной около 20 км. Длинная же должна быть труба!

Таким образом, поверье о наблюдении звезд днем из глубокого колодца, как, впрочем, и из высокой трубы, оказалось мифом. Однако откуда он взялся? Об этом можно лишь догадываться. Возможно, находясь на дне колодца или шахты, кто-то действительно заметил проходящую по небу Венеру. Но это очень маловероятно и в принципе возможно лишь в тропических странах, где Венера бывает видна в зените. Более правдоподобно, что, опустившись в колодец или глубокую пещеру, люди замечали на фоне темных стен освещенные Солнцем пылинки. Возможно, их и принимали за звезды.

Источник

Дневная астрономия

Все знают что астрономические наблюдения проводятся под покровом темноты, желательно вдали от яркой городской засветки. Тем не менее на небе можно увидеть много интересного даже при ярком солнечном свете. И это не только Солнце. Днем превосходно видно Луну, а при определенной сноровке можно разглядеть и сфотографировать даже некоторые планеты и космические аппараты! В статье много дневных фото и видео с различными небесными объектами.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Луна и Венера при дневном свете. Источник: Astronomy Picture of the Day, автор: David Cortner.

Я постарался сослаться на авторов всех найденных мною для статьи снимков. Авторов видеороликов с YouTube видно в самом YouTube. Там где автор не указан, использованы мои собственные фото.

Солнце

Наиболее очевидный объект для дневных наблюдений это Солнце, ведь ночью его не видно. Смотреть на Солнце можно лишь через плотный светофильтр, иначе вы испортите зрение. Можно самостоятельно изготовить фильтр используя специальную пленку, или купить готовый стеклянный фильтр. В редких случаях атмосферная дымка формирует естественный фильтр и можно разглядеть крупные пятна даже невооруженным глазом. На этом фото ниже и левее центра диска видна группа солнечных пятен AR 2396.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Ну а в небольшой телескоп с фильтром солнечные пятна выглядят вот так:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

С помощью несложных манипуляций в графическом редакторе можно выявить незаметные глазу факелы — светлые структуры окружающие пятна.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Вверху снимка для демонстрации масштаба я добавил изображение Земли и Луны с соблюдением всех пропорций (диаметр и взаимное расстояние).

Многие даже не догадываются что Луна хорошо видна днем. Ее можно видеть почти каждый день, кроме дат близких к новолунию и полнолунию. Растущая Луна видна во второй половине дня, убывающая — в первой. Сейчас как раз хорошие условия видимости убывающей Луны, вы легко заметите ее утром по дороге на работу. Сфотографировать дневную Луну можно даже на мобильник:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Или на цифромыльницу:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

В телескоп лунные кратеры видны и днем, а фотографии на фоне синего неба выглядят даже красивее ночных со скучным черным фоном.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Сделав несколько снимков с интервалом в сутки, можно увидеть не только смену фаз но и либрации.

A video posted by @lunogram on Aug 15, 2014 at 9:05am PDT

А вот рекордный снимок самого узкого лунного серпа, сделанный фотографом Тьерри Лего:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Во время съемки Луна была всего в четырех градусах от Солнца. Для защиты от засветки фотографу пришлось соорудить вот такое приспособление:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Ну и наконец, говоря о Луне, как не вспомнить солнечные затмения во время которых Луна проходит перед нашим главным дневным светилом.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Больше снимков недавнего затмения можно найти в моей статье Смотрим солнечное затмение вместе.

Венера

Дневную Венеру увидеть сложнее чем Луну. На первом фото в статье видно что ее поверхность значительно ярче поверхности Луны, но ее размеры малы и невооруженным глазом вы лишь увидите белую точку. Чтобы увидеть Венеру днем, выясните ее текущее положение в Stellarium или любом другом приложении-планетарии. В большинстве случаев, она будет находиться в 20-50 градусах западнее или восточнее Солнца. Встаньте так чтобы какое-нибудь здание закрывало от вас Солнце но оставляло видимым участок неба где находится Венера. Если захотите воспользоваться биноклем или телескопом, будьте осторожны. При поисках планеты всегда оставайтесь в тени чтобы случайно не посмотреть на Солнце. За несколько недель до или после нижнего соединения серп Венеры виден лучше всего (а сейчас как раз такое благоприятное время).

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Узкий серп настолько ярок что просвечивает сквозь легкие облака, что хорошо видно на видеороликах ниже.

A video posted by @lunogram on Aug 30, 2015 at 4:56am PDT

A video posted by @lunogram on Aug 30, 2015 at 5:02am PDT

Юпитер

Юпитер находится гораздо дальше от Солнца. Увидеть его днем невооруженным глазом невероятно трудно, он значительно тусклее Венеры.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Соединение Юпитера и Венеры. Источник: spaceweathergallery.com автор: Francisco Diego.

По поверхностной яркости он больше похож на серп Луны.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Источник: Sky and Telescope, автор: Gary Seronik.

Тем не менее некоторым фотографам удается сделать дневной снимок на котором видны детали поверхности Юпитера и даже его спутники:
какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Источник: Stargazers Lounge, автор: Steve Ward.

Изредка, во времена великих противостояний, Марс сияет столь же ярко как Луна Юпитер. Правда во время противостояний Марс не виден днем — он восходит с заходом Солнца и садится на рассвете. Поэтому днем его можно засечь лишь вот в таком виде:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Источник: spaceweathergallery.com автор: Филип Романов.

Меркурий

Наблюдения Меркурия осложняются тем что на небосводе он редко удаляется от Солнца на комфортное угловое расстояние. Попробуйте найти Меркурий на этом снимке.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Венера и Меркурий. Автор: Emil Ivanov.

Если не получается, по клику открывается фото большего размера.

Хороший шанс увидеть Меркурий днем будет 9 мая 2016 года, в этот день планета пройдет по диску Солнца. Интересный факт — 26 июля 69163 года Меркурий и Венера совершат совместный транзит по Солнцу. Предыдущий одновременный транзит был в 373 173 году до н. э.

Искусственные спутники

Я уже писал что МКС не уступает по яркости Венере, следовательно ее тоже можно увидеть днем. Днем она выглядит как белая точка плывущая в синем небе. А если использовать телескоп с моторизованной монтировкой и специальный софт для отслеживания спутников, можно заснять ее на видео во всей красе.

Иногда МКС пролетает близко от Луны или даже пересекает ее диск. В этом случае увидеть и заснять ее гораздо проще так как Луна будет заметным ориентиром.

А вот пролет близ Венеры:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Источник: Astronomické události.

Если МКС пролетит на фоне солнечного диска, ее темный силуэт можно увидеть используя те же средства что и для наблюдения солнечных пятен.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Этот же пролет на видео:

A video posted by @lunogram on Apr 28, 2015 at 12:53am PDT

Предсказания пролетов МКС вблизи других небесных объектов можно получить на сайте calsky.com.

Вспышки Иридиумов могут в несколько раз превосходить по яркости МКС, правда длятся они лишь несколько секунд.

Если вы ничего не разглядели, откройте видео в полноэкранном режиме.

Дипскай

Это кажется невероятным, но используя H-alpha фильтр можно сфотографировать яркую туманность при свете Солнца. Я собрал анимацию из серии снимков M42. Первый снимок (тот где видно больше всего деталей) сделан на восходе, последний — через сорок минут после восхода.

Источник

Наблюдение звёзд днём или дневная астрономия

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днемВ связи с тем, что предыдущая наша статья о том, «Как видят ночью разные камеры и приборы» вызвала большой интерес у читателей, мы решили познакомить вас с ещё одним узкоспециализированным направлением применения видеокамер, таким как дневная астрономия. Многим может показаться задача наблюдения звёзд днём пустой тратой времени, но мы постараемся в конце статьи вас переубедить.

Внимание! далее в статье будут достаточно большие gif-анимации по 4-8Мбайт!

«Все видео и фотоматериалы данной статьи являются уникальными для рунета и принадлежат организациям, их предоставившим. При перепечатывании ссылка на данную статью обязательна.»

Это не звёзды, но выглядит забавно и снято случайно на камеру, о которой речь идёт в статье =)

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

К сожалению, мы живём в таком странном месте, что за всю осень и зиму у нас было около 20 часов чистого неба и в большинстве случаев эти часы приходились на дневное время. Поэтому, съёмка звёзд днём — это хотя бы небольшая возможность утолить жажду к астрономии.

К нам в руки попали две уникальные камеры, которые потенциально могут видеть звезды днём. Камеры работают в различных диапазонах. Одна камера: VC1300HDR – черно-белая камера видимого диапазона, вторая VSM320 – камера ближнего ИК-диапазона (0.9-1.8мкм). Обе камеры разработаны и изготовлены в России, алгоритмы обработки, несмотря на их кажущуюся простоту, являются интеллектуальной собственностью производителей устройств.

В общих чертах постараемся пояснить, что ограничивает возможность видеокамеры обнаружить звезду днём – это, конечно же, огромная фоновая засветка неба, которая чем ближе к Солнцу – тем больше. При попытке снять небо непосредственно, экспозиция каждого отдельного кадра оказывается настолько короткой, что сигнал от звезды оказывается очень слабым. Таким образом, яркий фон неба является основным ограничением при съёмке. Какие способы доступны для уменьшения фона неба? Как ни странно, нужно уменьшать светосилу объектива. При постоянной апертуре (диаметре зеркала или передней линзы) уменьшение светосилы достигается увеличением фокусного расстояния.

Это ограничения со стороны физики процесса: желательно уменьшать поле зрения.

Что же ограничивает возможность наблюдения со стороны техники? Основное, что ограничивает видеокамеру в её обнаружительной способности – это ёмкость в электронах фоточувствительного элемента. Если ёмкость маленькая, вы вынуждены уменьшать экспозицию, чтобы не получить белый кадр без информации. Чем короче экспозиция, тем меньше вы получаете информации при наблюдении, тем меньше соотношение сигнал/шум.

Таким образом, ограничение с стороны техники – ёмкость пикселя камеры.

Откуда же берётся шум? Ведь кажется, что можно взять самую лучшую малошумящую камеру, снять кусочек неба и потом аккуратно по уровню яркости обработать, и там, где уровень яркости превысит средний уровень, и будет звезда? Но это не так. Шум, обусловленный квантовой природой света, называется фотонным шумом и описывается распределением Пуассона, самым важным свойством которого для нас оказывается величина дисперсии распределения принятого сигнала, которая равна корню из количества накопленного заряда. Таким образом, если у вас в ячейке накопилось 10 000 электронов, то фотонный шум будет корень из этой величины или 100е, и соотношение сигнал/шум будет равно 100. Для ёмкости пикселя в 1 000 000е, фотонный шум будет равен 1000е, и сигнал/шум (как уровень максимально возможно накопленного сигнала к фотонному шуму) так же 1000. При увеличении ёмкости пикселя увеличивается достижимое соотношение сигнал/шум. Для того, чтобы обнаружить звезду, необходимо накопить количество сигнала, в общем случае превышающий уровень фотонного шума. Как было показано выше, при увеличении времени накопления в сто раз, фотонный шум растёт только в 10 раз, а сигнал от звезды будет расти почти пропорционально, то есть так же в 100 раз.

Основным выводом данного рассуждения является то, что ёмкость фоточувствительного элемента оказывает решающее значение. В большинстве случаев ёмкость фотоэлементов бытовых камер не превышает 20000е, а камер для научного применения 100 000е.

Ёмкость фото элемента камеры VC1300HDR заявлена в 2.4млн электронов.
Ёмкость фото элемента камеры VS320 около 3.5млн электронов.
Большая ёмкость делает эти камеры потенциально пригодными для дневной астрономии.

Так как дорогой читатель уже заждался картинок, то дальше текста будет поменьше.

Камера видимого диапазона, разрешение: 640х512, телескоп Ньютон 200мм, без светофильтров, вся обработка производится внутри камеры. Условия съёмки: 8 февраля 2018 года, широта 58’31’, долгота 31’16, время с 10.30 до 12 дня, все съёмки производились в видео режиме на 25Гц.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Альфа Персея (Мирфак), зв.в.=1,8m., время съёмки T=11:34

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Гамма Персея, 3.0m, T=11:34

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Дельта Персея, 2.9m, T=10:38

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Пси Персея, 4.3m, T=10:38

Для желающих посмотреть исходные видео (без купюр, сжатия и смс)), ссылки: раз и два. Ну и метеосводка на время съёмки…

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Фото камеры на телескопе. Пусть настоящие астрономы нас пожурят, но было очень холодно, поэтому снимали прямо с балкона, даже не открывая окно… Брррр… )

Камера ближнего ИК-диапазона, VSM320, разрешение 320х256, телескоп Ньютон с корректором A=114мм, F=1000мм, без светофильтров, вся обработка производится внутри камеры. Условия съёмки: 16 января 2018 года, широта 58’31’, долгота 31’16, время с 14.00 до 16 дня, все съёмки производились в видео режиме на частоте 25Гц.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
SAO75151(Хамаль альфа Овна), 2m, Т=14:11. Видео.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
SAO55306, 3m, T=14:42. Видео.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
SAO38559 и SAO38551, 6m и 6,9m, T=15:32. Видео.

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
SAO38890, SAO38937, SAO38917; 4.35m, 6.6m, 5,45m (синий класс звезды), Т=16:03. Видео.

Ну и метеосводка на время съёмки…

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Таким образом, можно отметить, что представленные камеры действительно справляются с задачей обнаружения звёзд днём и позволяют производить дневные астрономические наблюдения даже в условиях сильной засветки. Следует отметить, что камера ближнего ИК-диапазона, несмотря на меньшее разрешение и незначительно большую ёмкость фотоэлемента, обладает заметно лучшей обнаружительной способностью, правда лучше по оранжевым и красным объектам.

Теперь можно и задаться вопросом: а зачем это может понадобиться?

Ну, во-первых, если потребуется, можно поработать днем по звёздам или другим космическим объектам и обеспечить их сопровождение. А во-вторых, открывается возможность работать по атмосферным объектам днём.

Приведём несколько уникальных примеров оптической локации, снятых на камеру VC1300, поле зрения 12х10градусов, частота кадров 25Гц (материалы из архива 2014года).

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
Оптическая локация, магистральные самолёты на дальности более 100км (частота уменьшена, исходная частота 25гц). Черные точки – это птицы. Полное видео по ссылке.

Вот данные Flightradar:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

И расстояние по Яндексу:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

При этом следует отметить: несмотря на то, что магистральные самолёты кажутся большими, диаметр фюзеляжа не превышает 4 метров. Что на дальности 100км даёт изображение самолёта размером значительно меньше пикселя (для достаточно широкого угла зрения, как на видео).

Ну и небольшой бонус для тех, кто дочитал статью до конца =) ещё один примечательный пример оптической локации, уже по птицам (частота кадров понижена):

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем
→ Ссылка на видео

И это также стая птиц:

какую звезду можно увидеть днем. Смотреть фото какую звезду можно увидеть днем. Смотреть картинку какую звезду можно увидеть днем. Картинка про какую звезду можно увидеть днем. Фото какую звезду можно увидеть днем

Надеемся, что данная статья была полезна и смогла наглядно показать особенности и трудности, с которыми сталкивается дневная астрономия, а также нам удалось продемонстрировать применение уникальных видео средств для задач оптической локации.

Хочу выразить огромную благодарность коллегам, которые помогли собрать, отснять и обработать материал, а также организациям, предоставившим камеры, архивные материалы и разрешение на публикацию.

При использовании данных материалов ссылка на данную статью обязательна.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *