Artemis/Orion Raumschiff beobachten?

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Orion-ESM

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Hallo liebe Astronomie-Gemeinde,

Vorab: Müsste ich mich mit einem eigenen Post besonders vorstellen?

Bin ganz neu hier und hoffe, dass ihr mir ein wenig weiterhelfen könnt mit einer Frage. Ich arbeite mit in einem begeisterten Team, das das europäische Servicemodul für das Orion-Raumschiff baut, das Anfang nächsten Jahres mit vier Menschen den Mond umkreisen soll. Wir fragen uns, ob wir mit begrenzten Mitteln (als Hobby) ein kleines Teleskop oder einfach eine Montage für eine Kamera bauen können, um das Raumschiff auf seinem Flug zu beobachten.

Habe ein bisschen rumgerechnet: Das Raumschiff ist grob etwa 10m lang und 5m im Durchmesser und reflektiert das Licht ziemlich gut. Am Anfang der Mission ist es in einer niedrigen Erdumlaufbahn, am äußersten Punkt etwas weiter weg als der Mond. Egal wie ich es abschätze, es dürfte immer mindestens mit einer scheinbaren Helligkeit von 2-3 zu sehen sein, meist auch mit 1. Die minimale Entfernung zum Mond beträgt knapp 100km, das müsste man also wenigsten auflösen können. Und es wird auch die allermeiste Zeit sichtbar sein.

Ich stelle mir jetzt vor, dass wir das Raumschiff als Lichtpunkt vor dem Sternenhimmel aufnehmen können und man wenigstens im Zeitraffer sieht, dass es sich bewegt. Die Bahn ist ziemlich krumm, deshalb müsste man die Optik frei nachführen können – am liebsten elektronisch programmierbar. Jetzt die Frage, wie würdet ihr so etwas angehen? Was für Ausrüstung würdet ihr nehmen oder bauen, worauf müsste man bei den Aufnahmen achten? Bin wirklich für jeden Tipp dankbar!
 
Hallo und willkommen!

Da gab es mal das R.A.M.O.T.S. Projekt: R.A.M.O.T.S. - Version 2 Preview - Flugzeuge und ISS Tracking bei 4m Brennweite


Grüße
Hartmut
 
Hallo!
Vorab: Müsste ich mich mit einem eigenen Post besonders vorstellen?
Nein, müssen tut man hier sowas zum Glück nicht. Ich bin über 20 Jahre dabei und habe mich nie vorgestellt, solche Vorstellungspostings waren damals noch gar nicht üblich und nachgeholt habe ich es dann auch nicht mehr.
Habe ein bisschen rumgerechnet: Das Raumschiff ist grob etwa 10m lang und 5m im Durchmesser und reflektiert das Licht ziemlich gut. Am Anfang der Mission ist es in einer niedrigen Erdumlaufbahn, ...
Da sollte es mit einem Fernglas bereits sichtbar sein.
am äußersten Punkt etwas weiter weg als der Mond. Egal wie ich es abschätze, es dürfte immer mindestens mit einer scheinbaren Helligkeit von 2-3 zu sehen sein, meist auch mit 1. Die minimale Entfernung zum Mond beträgt knapp 100km, das müsste man also wenigsten auflösen können. Und es wird auch die allermeiste Zeit sichtbar sein.
Das Auflösen dieser Entfernung sollte kein Problem sein. Die Marsmonde Phobos und Deimos, die deutlich schwieriger zu erkennen sind, kann man mit einem Fernrohr ab 10 Zoll (z.B. einem Celestron C11) in einer guten Nacht visuell erkennen oder ab 8 Zoll fotografieren.
Mit einem kleinen Refraktor oder großen Teleobjektiv (ab 500mm aufwärts) sollte sich Euer Raumschiff am Mond erkennen und fotografieren lassen. Das Hauptproblem dabei ist der Mond, der mit seiner Helligkeit das kleine Pünktchen um mehrere Größenordnungen überstrahlt.
Die Bahn ist ziemlich krumm, deshalb müsste man die Optik frei nachführen können – am liebsten elektronisch programmierbar. Jetzt die Frage, wie würdet ihr so etwas angehen? Was für Ausrüstung würdet ihr nehmen oder bauen, worauf müsste man bei den Aufnahmen achten? Bin wirklich für jeden Tipp dankbar!
Das ist ein sehr viel schwieriger zu lösendes Problem, denn Montierungen die solche „krummen“ Bahnen nachführen können, sind für ganz kleines Budget nicht zu bekommen. Mein Tip wäre, das von Hand nachzuführen. Vielleicht kann man die Kapsel auch einem Autoguider als Leitstern unterjubeln und hoffen, dass er darauf nachführen kann. Das müsste man vorher ausgiebig mit anderen bewegten Objekten, z.B. hellen Satelliten, ausprobieren.
Alternativ kann man die Parameter der Bahn in ein Planetariumsprogramm eingeben, wenn sie überhaupt bekannt sind und in einer Form eingegeben werden können, die das Programm versteht, was bei Kurskorrekturen unterwegs wahrscheinlich eher schwierig wird. Und die Montierung dann mit diesem Programm steuern. Die von mir dafür verwendete Software kann allerdings nur „normale“ elliptische Bahnen und wäre davon vermutlich überfordert.

Mein bester Tip dazu ist, dass Ihr Euch an die nächstgelegene Sternwarte oder einen Astronomieverein in Eurer Umgebung wendet. Dort sind vermutlich sowohl die Gerätschaften als auch das Know How vorhanden. Und für die Kollegen ist das bestimmt eine Herausforderung, die sie gerne annehmen. Würdet Ihr damit zu uns kommen dann hättet Ihr sicher begeisterten Support, leider gehe ich davon aus, dass Du eher in Bremen oder im Raum München bist, also zu weit weg.

Viele Grüße
Maximilian
 
Danke Maximilian, das klingt schon mal hilfreich. Bin mal gespannt, wie wir das mit der Nachführung machen können.
 
Egal wie ich es abschätze, es dürfte immer mindestens mit einer scheinbaren Helligkeit von 2-3 zu sehen sein, meist auch mit 1.
Hallo,

wie hast du die Helligkeit berechnet?
Für eine Helligkeit von 1 mag dürfte das Raumschiff kaum weiter weg sein als die ISS, aber der Mond ist fast 1000x weiter entfernt.
In der Entfernung vom Mond würde ich mit etwa 15 mag rechnen.

Wegen dem blendenden Mond ist da ein Foto auch mit teurer Ausrüstung fast unmöglich.
Nach dem Start ist das Raumschiff vermutlich nur für wenige Stunden so nah und hell, dass ein Foto mit einfacher Ausrüstung gut möglich ist.

Gruß
Ronny
 
Wenn man die Bahn in RA/DEC Koordinaten und die Zeit kennt und die Bewegung so langsam ist, dass sie sogar einen Zeitraffer erfordert, wüsste ich nicht, warum der Teil nicht gehen sollte. Eine Goto-Montierung programmgesteuert zu bewegen ist keine Kunst, das habe ich schon gemacht. Idealerweise würde man die aktuellen Koordinaten im Web publizieren, dann könnten alle Amateure sich daran versuchen.

Michael
 
Hallo,

ein Raumschiff mit diesen Abmaßen wird in einer Erdumlaufbahn sicherlich auf 1mag Helligkeit kommen, bei direktem Überflug und 100% Beleuchtung durch die Sonne. Nehmen wir 500km Flughöhe an.
Nun zur Sichtbarkeit in Mondentfernung! 400 000:500=800
Das Objekt befindet sich 800mal weiter entfernt. Die Helligkeit fällt mir dem Quadrat...800*800=640 000 , somit 640000fach Lichtschwächer als 1mag. Mit der Umrechnung in Größenklassen/Intensitätsverhältnisse ergibt sich:
64*100*100=4,5+5+5=14,5mag
Somit ergibt sich nun eine Helligkeit von 1+14,5=15,5mag. Die Marsmonde sind da um den Faktor 20 fach heller!
Nun zur Sichbarkeit des Objektes in Mondnähe. Es muß reflektiertes Sonnenlicht erhalten um gesehen zu werden, damit scheiden Neumond bis erstes Viertel bzw letztes Viertel bis Neumond aus. Somit bleibt nur erstes Viertel bis Vollmond und dann bis letztes Viertel. Der Mond erreicht dabei Helligkeiten von -8 bis -12,5mag.
VG Frank
 
Hallo,

wie hast du die Helligkeit berechnet?
Für eine Helligkeit von 1 mag dürfte das Raumschiff kaum weiter weg sein als die ISS, aber der Mond ist fast 1000x weiter entfernt.
In der Entfernung vom Mond würde ich mit etwa 15 mag rechnen.
Habe es auf zwei Weisen abgeschätzt:
1. Objekt hat etwa 1/600000 Durchmesser des Mondes. Fläche ist also 3,6*10E11 mal kleiner. Da die Reflexion besser ist, sagen wir einfach grob 11 Größenordnungen. Der Mond hat mag -11,

Wegen dem blendenden Mond ist da ein Foto auch mit teurer Ausrüstung fast unmöglich.
Nach dem Start ist das Raumschiff vermutlich nur für wenige Stunden so nah und hell, dass ein Foto mit einfacher Ausrüstung gut möglich ist.

Gruß
Ronny
Hallo,

wie hast du die Helligkeit berechnet?
Für eine Helligkeit von 1 mag dürfte das Raumschiff kaum weiter weg sein als die ISS, aber der Mond ist fast 1000x weiter entfernt.
In der Entfernung vom Mond würde ich mit etwa 15 mag rechnen.
Hm. Habe nochmal nachgerechnet und einen Fehler gefunden: Hatte mit Zehnerlogarithmus anstelle von natürlichem Logarithmus gerechnet. Blöd. Das ändert natürlich die Gegebenheiten total. Danke für den Hinweis!
Wegen dem blendenden Mond ist da ein Foto auch mit teurer Ausrüstung fast unmöglich.
Nach dem Start ist das Raumschiff vermutlich nur für wenige Stunden so nah und hell, dass ein Foto mit einfacher Ausrüstung gut möglich ist.

Gruß
Ronny
Was tun, sprach Zeus. Dann vielleicht doch eine Kooperation mit der kleinen Sternwarte im Nachbarort. Mal sehen, ob die sich das zutrauen. Oder wir müssten halt ein entsprechend leistungsfähiges Teleskop bauen.
 
Hallo,

ein Raumschiff mit diesen Abmaßen wird in einer Erdumlaufbahn sicherlich auf 1mag Helligkeit kommen, bei direktem Überflug und 100% Beleuchtung durch die Sonne. Nehmen wir 500km Flughöhe an.
Nun zur Sichtbarkeit in Mondentfernung! 400 000:500=800
Das Objekt befindet sich 800mal weiter entfernt. Die Helligkeit fällt mir dem Quadrat...800*800=640 000 , somit 640000fach Lichtschwächer als 1mag. Mit der Umrechnung in Größenklassen/Intensitätsverhältnisse ergibt sich:
64*100*100=4,5+5+5=14,5mag
Somit ergibt sich nun eine Helligkeit von 1+14,5=15,5mag. Die Marsmonde sind da um den Faktor 20 fach heller!
Nun zur Sichbarkeit des Objektes in Mondnähe. Es muß reflektiertes Sonnenlicht erhalten um gesehen zu werden, damit scheiden Neumond bis erstes Viertel bzw letztes Viertel bis Neumond aus. Somit bleibt nur erstes Viertel bis Vollmond und dann bis letztes Viertel. Der Mond erreicht dabei Helligkeiten von -8 bis -12,5mag.
VG Frank
Nochmal ganz kurz wegen der Sichtbarkeit. Das Ding arbeitet mit Sonnenzellen und deshalb ist die Bahn so gewählt, dass es nahezu 100% der Zeit Sonne hat. In welchem Viertel der Mond allerdings gerade sein wird, kann ich jetzt noch nicht sagen, weil der Starttermin sich noch ändern kann.
 
Daran ändert der Starttermin nichts, sichtbar ist es nur im reflektierten Licht! Es leuchtet nicht selber, genau wie unser Mond. Gleiche Analogie.
VG Frank
 
Hallo,

dunkel kann ich mich erinnern (naja, es ist ja erst ein paar Wochen her ;)), dass es dazu schonmal was gab. Und tatsächlich, Artemis 1 wurde von Amateuren in Mondentfernung fotografiert: Artemis I: Orion spacecraft spotted again: 7 Dec. 2022 - The Virtual Telescope Project 2.0

Die Helligkeit betrug 14,2 bei einem WInkelabstand zum Mond von etwa 28°, also schon ziemlich weit entfernt. Nachgeführt wurde auf die Orion Kapsel, was man an den Strichspuren der Sterne erkennen kann. Daran kann man auch die Belichtungszeit abschätzen, also absolut nichts für visuelles Beobachten. Das Fernrohr ist ein 17 Zoll Planewave Astrograph auf einer entsprechenden Montierung, also nicht mehr die typische Amateur- oder Volkssternwartenausstattung (Eur 50.000+ würde ich schätzen). In Mondnähe wäre die Aufnahme sicher nicht gelungen, es sei denn, man hätte so etwas wie einen Coronographen verwendet, der den Mond vollständig abdeckt.

Viele Grüße
Maximilian
 
(…)Nachgeführt wurde auf die Orion Kapsel, was man an den Strichspuren der Sterne erkennen kann. Daran kann man auch die Belichtungszeit abschätzen, also absolut nichts für visuelles Beobachten. Das Fernrohr ist ein 17 Zoll Planewave Astrograph auf einer entsprechenden Montierung, also nicht mehr die typische Amateur- oder Volkssternwartenausstattung (Eur 50.000+ würde ich schätzen). In Mondnähe wäre die Aufnahme sicher nicht gelungen, es sei denn, man hätte so etwas wie einen Coronographen verwendet, der den Mond vollständig abdeckt.

Viele Grüße
Maximilian
Alles klar, Danke für die Information! Dann sehe ich ziemlich schwarz, dass wir paar Ingenieure das als Hobbyprojekt hinkriegen. Also Plan B: Die Leute von der Sternwarte motivieren, das Ding aufzunehmen.
 
Hallo,
An dem hier könnt ihr ja üben:
*Edit* oder einfacher:

Wieviele seid ihr, was habt ihr bereits an Ausrüstung, was habt ihr an Budget, was habt ihr an Zeit?

mfg
Rainer
 
Hallo Zusammen.

Das ganze erinnert stark an einen Film den ich die Tage noch auf (ich glaube Prime) gesehen habe.
Nannte sich Cosmos oder so.

Drei Astrotechniker die privat mit Amateur/experimenteller Ausrüstung einen Satelliten verfolgen und dabei eine Entdeckung machen.

Nerdig netter Film .
Zeigt ein wenig die Mobile Fraktion.
Natürlich mit Aktionen die man nicht wirklich so machen würde.
Kein Knaller, eher Low Budget movie aber Recht nette Parallelen zum spechteln.

Sorry für's Off topic, aber war voll das Deja vu.

Gruß Markus
 
Hallo,
also ich denke nicht das man da unbedingt so große Öffnung braucht, klar helfen tuts und entspannt die Anforderungen an die Mindestbelichtungszeit und die Himmelshelligkeit.
Aber ich denke so lange man mit mindestens 6" öffnung 30s lange auf Sterne nachgeführte Aufnahmen unter möglichst dunklem Himmel mit einer Rauscharmen kamera (monochrome Sensoren wie z.B. imx290m, imx533m, imx571m) machen kann hat man eine realistische Chance das Ding in einer Flugphase mit niedriger Relativbewegung zu den Sternen aufzunehmen (1"-5"/min).
Ein Astrophotograph der sich auf Asteroiden oder wenigstens Kometen Spezialisiert hat sollte die Ausrüstung dafür bereits haben.
Habt ihr denn schon die Ephemeriden der geplanten Flugbahn? Die wären nämlich sehr Hilfreich bei der Planung und Absteckung der mindest Anforderungen.
Ach ja und stellt sicher das an den Tagen der Aufnahmen keine Wolken über dem Aufnahme Ort sind :)

Wenn es euch mehr ums selber machen geht:
Was steht euch denn an Expertise und Werkzeug zur Verfügung?
Ihr Braucht:
Parallaktische oder Alt-Azimuth Montierung mit der ihr mindestens 30s lange sauber auf Sterne nachführen könnt. +-0,5"-1" rms (vom Typ her z.B. ab EQ3, besser EQ5+).
Als Steuerung ist die open source Onstep ein guter Startpunk.
Eine Kamera, am besten gekühlt, mit einem Rauscharmen monochromen Sensor (z.B. imx290m, imx533m, imx571m...)
Mindestens 6" Parabolspiegel und das Teleskop drumherum :)
Und natürlich ein Laptop für die Steuerung von Montierung und Kamera.
Software zur Aufnahme, z.B. Sharpcap, Firecapture
Software zur Bild-Bearbeitung z.B. Siril.

Und macht euch mal etwas mit dem Himmel und der Bewegung des Mondes vertraut z.B. mit Stellarium.

mfg
Rainer
 
Hallo Zusammen,
Also in Mondnähe das Objekt zu selekten, kann man schon mal knicken! Aber auf der Hin oder Rückflugphase in gebührendem Abstand zum Mond ein Nachweisbildchen zu generieren ist gut möglich. Der beste Zeitpunkt dafür wäre der Rücksturzpunkt, kurz nachdem der letzte Kontakt mit dem Mond erfolgte und die Kapsel praktisch im Raum verharrt und bezogen auf die Sterne stillsteht. Der Mond steht dabei ungefähr 30⁰ entfernt und stört weniger. Glaube diesen Zeitpunkt hat das virtuelle Teleskop für's Foto genutzt? Und es herrschte Vollmond. Ob diese Mond Phase beim nächsten Mal ebenfalls eintrifft ist fraglich? Sollte da der Mond Richtung Neumond tendieren wird's nix!
VG Frank
 
Zuletzt bearbeitet:
(...gute Tipps...)

Wenn es euch mehr ums selber machen geht:
Was steht euch denn an Expertise und Werkzeug zur Verfügung?
Ihr Braucht:
Parallaktische oder Alt-Azimuth Montierung mit der ihr mindestens 30s lange sauber auf Sterne nachführen könnt. +-0,5"-1" rms (vom Typ her z.B. ab EQ3, besser EQ5+).
Als Steuerung ist die open source Onstep ein guter Startpunk.
Eine Kamera, am besten gekühlt, mit einem Rauscharmen monochromen Sensor (z.B. imx290m, imx533m, imx571m...)
Mindestens 6" Parabolspiegel und das Teleskop drumherum :)
Und natürlich ein Laptop für die Steuerung von Montierung und Kamera.
Software zur Aufnahme, z.B. Sharpcap, Firecapture
Software zur Bild-Bearbeitung z.B. Siril.

(...)
Bislang nur eine Anzahl verrückter Raumfahrtingenieur:innen und hier und da ne gewöhnliche Systemkamera. Aber ja, die erste Idee war, sowas wirklich selber zu machen. Der nächste Schritt wäre jetzt, mit diesen ganzen Informationen gemeinsam zu überlegen, ob wir uns wirklich darauf einlassen wollen und falls ja, ob wir z.B. ne eigene Steuerung bauen wollen und ein eigenes Teleskop, oder so viel wie möglich kaufen. Beides hat seine Tücken und seine Reize.

Ich denke, für die ersten Diskussionen hab' ich jetzt schon ne Menge super wertvolle Tipps und Infos von allen möglichen netten Leuten hier, herzlichen Dank dafür! Jetzt geht es erstmal darum, die zu verarbeiten und dann zu entscheiden, ob wir das machen wollen oder nicht. Ich melde mich dann wahrscheinlich im Lauf der Woche nochmal.
 
Moin, schaut Euch doch mal das Schulprojekt an, die haben doch so ne Art Sattelitentracker gebaut, da kann man doch vllt. ansetzen... Klar, die Aufnahmeparamteter sind wie beschrieben sicher auch ne Sache, aber die Nachführung usw. sollte da doch entwickelt sein, und wenn's für ne modernere Steuerung der Algorithmus ist.

CS
Jörg
 
Bislang nur eine Anzahl verrückter Raumfahrtingenieur:innen und hier und da ne gewöhnliche Systemkamera. Aber ja, die erste Idee war, sowas wirklich selber zu machen.
Ungewöhnlicher Weise kam mir sofort Doc. Brown in den Sinn!
Der Selbstversuch der verrückten Raumfahrtingees könnte auch zur blamablen Lachnummer werden? Vielleicht das gesammelte Geldvolumen als Zielprämie ansetzen? Dann den netten italienischen Herrn vom virtuellen Teleskop kontaktieren und das Vorhaben besprechen. Das nennt man doch neudeutsch win win Situation. Jeder kann nur auf seinem Teilgebiet erfolgreich sein oder? Muss auch an das Sprichwort denken....Schuster bleib bei deinen Leisten. Wäre mein bescheidener Vorschlag? Daraus könnte sich auch eine Kooperation ableiten lassen, für spätere Artemis Missionen um exakte Bahndaten im Falle von misalignments bei Navigationsproblemen, siehe Apollo 16 wo nur noch der Sextant funktionierte, als Backup zu verwenden!?
VG und gutes Gelingen
Frank


 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Orion-ESM,

das Verfolgen von Satelliten im Erdorbit oder Sonnenorbit ist ein Standardproblem für viele Beobachter. Entweder weil die Objekte stören, zB bei der Suche nach Asteroiden/Kometen oder aus Eigeninteresse am Objekt oder aus Technikspielfreude. Für sehr viele Objekte gibt es die Bahnelemente/Ephemeride beim JPL Horizons System oder bei Bill Gray Project Pluto. Die Nachführung einer computergesteuerten Montierung auf so ein Objekt ist im Amateurbereich seit über 30 Jahren möglich und üblich. Eine gern eingesetzte Software dafür ist Brent Bosharts SkyTrack für Objekte in Mondentfernung reichen aber üblicherweise die Standardmittel. Ich habe mit der ersten Version von SkyTrack und meiner LX-200 Montierung seit den 90'ern die MIR/ISS und diverses mehr verfolgt. Letztes Projekt war vor einem Jahr JWST vom Erdorbit bis zum Lagrange Punkt. Viele Überreste aus dem Apollo Programm und späteren Mondmissionen finden sich in den Listen und sind mit moderaten Mitteln fotografierbar. Da Du an der Quelle sitzt, sollten aktuelle Bahnelemente kein Problem sein, Orion ist ja kein "black bird". Ich bin aber sicher, dass die aktive Gemeinschaft der Satbeobachter das Orion Programm genau im Blick hat. Einen schönen Einblick gibt Marc Langbroeks Blog oder satobs.org.

Da mich das Thema persönlich interessiert helfe ich gerne nächstes Jahr mit Beobachtungen weiter.

CS, Markus
 
Hallo,

in Neustrelitz wurden früher (?) Satelliten optisch verfolgt. Dort gibt es eine professionelle Beobachtungsstation. Heute wird diese Anlage von der DLR betrieben: DLR - Über den Standort Neustrelitz
Zur Nachführung von Teleskopen auf Satelliten hat man dort mit Sicherheit Know-How und kann da weiterhelfen.
Wenn die Kapsel erst mal um den Mond fliegt, hat man mit der Nachführung kein Problem mehr. Dann hilft es, die Elongationen und Positionswinkel zu kennen und könnte so ggf. die Kapsel auffinden.
Gruß,
Niko
 
Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
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