¿Cómo se filman los lanzamientos de cohetes SpaceX?


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En el reciente lanzamiento de NROL-76 SpaceX, hay algunas tomas realmente espectaculares del cohete que estalla en la atmósfera y vuelve a caer.

Por ejemplo, aproximadamente a la marca de las 14:17 hay una toma de las etapas del cohete que se separan cuando van a más de 4 veces la velocidad del sonido y tienen 70 km de altura y escalan:

Separación de cohetes SpaceX

Obviamente tienen algunas cámaras, ya que la vista es diferente en diferentes momentos como 13:30 y 20:14 .

Mi pregunta es cómo rastrean y graban con precisión el cohete cuando está tan lejos y se mueve tan rápido. ¿Qué tipo de cámara podrían usar y cómo funciona?

Creo que es difícil rastrear con tanta precisión manualmente, por lo que tal vez haya una cámara de rastreo GPS en actuadores que pueda seguir al cohete. Tal vez las imágenes incluso se toman desde un avión o helicóptero y no desde el suelo.

(Tenga en cuenta que no estoy preguntando sobre las cámaras montadas en el cohete, solo las que lo rastrean desde una gran distancia).


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Las cámaras seguían el lanzamiento de cohetes así mucho antes de que existiera el GPS.
Michael C

La mayoría de las estrellas se mueve más rápido que cualquier cohete que hayamos hecho y más lejos de lo que ha viajado cualquier cohete, pero ¿no son muy fáciles de "rastrear"?
user3528438

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@ user3528438 Los movimientos de seguimiento se miden en grados angulares. En ese sentido, no, las estrellas no se mueven "más rápido" que cualquier cohete que hayamos fabricado. Se mueven aproximadamente 15 ° por hora . Estos tipos de sistemas pueden rastrear rutinariamente objetos que se mueven 15 ° con respecto a la cámara en pequeñas fracciones de segundos .
Michael C

Respuestas:


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Si se lanzó en el Centro Espacial Kennedy en Florida, hay diez de estos montajes de seguimiento Contraves-Goerz Kineto repartidos por todo el complejo. Contraves-Goerz ahora es parte de la compañía L-3 Brashear . Se conectan varias cámaras y todas las cámaras de cada soporte están orientadas con precisión en ejes ópticos paralelos. Otras instalaciones de lanzamiento utilizan hardware similar, si no idéntico, aunque quizás en menos números totales por instalación.

Contraves-Goerz_Kineto_Tracking_Mount

Los primeros tipos similares de monturas utilizadas para rastrear y filmar lanzamientos de cohetes se basaron en las primeras monturas de armas antiaéreas navales. Algunas de estas primeras versiones tenían telescopios de localización utilizados para apuntar ópticamente el artilugio.

Hoy en día, muchas de las funciones de seguimiento son automáticas o semiautomáticas, pero cuando todo comenzó, la habilidad del operador era responsable de mantener la matriz de cámaras apuntando en la dirección correcta. Al igual que con esos viejos cañones antiaéreos, el objetivo fue utilizar conjuntos de ruedas de control, un conjunto para altitud y otro para acimut. Estas ruedas de control son similares a lo que se vería en cámaras de cine grandes montadas en grúas en un set de película durante el mismo período de tiempo. Las ruedas de control de seguimiento de cohetes tenían una relación de transmisión más alta y más baja que hacía posibles ajustes gruesos y precisos. ¡Un giro completo de 360 ​​° de la rueda de precisión solo puede mover la montura una fracción de 1 °!

Se utilizan sistemas similares (casi idénticos) para rastrear y grabar otros objetos voladores de alta velocidad. Esto incluiría hardware militar durante las pruebas y el desarrollo (aviones, misiles, incluso proyectiles de artillería grandes, como los lanzados por un tanque o cañones de artillería más grandes, etc.)

Puede leer todo sobre el funcionamiento (partes no clasificadas de) y el rendimiento de estos sistemas aquí .

Este documento de la NASA explica cómo se usan en el Centro Espacial Kennedy.


Podría agregar que los algoritmos que permiten que un rastreador automático, una vez bloqueado en un objetivo en el FOV de la cámara, permanezca bloqueado son bien entendidos y han existido desde al menos los años 60.
Carl Witthoft

@CarlWitthoft Gran parte de ese tipo de información se encuentra en los dos documentos vinculados. No hay necesidad de escribir un libro aquí.
Michael C

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@CarlWitthoft En realidad, los sistemas siguen siendo bastante manuales. Nunca ha habido una demanda real de seguimiento automático avanzado ya que contamos con los operadores calificados que lo han estado haciendo durante toda su carrera. Las cámaras continuarán a lo largo de una trayectoria recta (en coordenadas polares) si los controles se sueltan momentáneamente, pero básicamente es solo un tipo con un joystick. (fuente: trabajo en la NASA) también relevante: el gobierno. está más dispuesto a mantener a los funcionarios públicos para trabajos semi-obsoletos en lugar de comprar nuevos equipos.
Aaron

Agregaré que esto se aplica principalmente a los rastreadores de corto y mediano alcance. siempre hay cosas nuevas que se prueban, pero esas son las estaciones de observación de caballos de batalla
Aaron

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Hablar sobre la envidia del equipo;)
Wayne Werner

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Michael Clark tiene muy buena información que es mayormente correcta. Estos rastreadores son operados manualmente y los operadores SON ASÍ DE BUENOS. Se han discutido varias formas de automatización y he escrito el código de automatización del rastreador para las KTM. También hemos examinado la automatización estándar de varios proveedores. Tal vez algún día, ¡pero solo tienes una oportunidad en cada lanzamiento! ¡Tomará muchas pruebas antes de poner nuestra fe en la automatización!


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FarO
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