Optical tracking of geostationary satellites and space debris using a sensitive CCD camera

Abstract

This paper shows the results of a Communications Research Laboratory optical tracking experiment targetting geostationary satellites and space debris. This experiment used an optical tracking system consisting of a telescope 1.5 m in diameter and a sensitive CCD camera. Although tracking is presently limited to operational geostationary satellites, the technical feasibility of an operational debris tracking system is demonstrated by the geostationary satellite tracking experiment. The limiting magnitude of the experimental system is about 19 m when the integration time is 10 seconds and the tracking accuracy is 3-5 arc-seconds. These results are used to estimate the accuracy with which the orbit of the debris in a nearly geostationary orbit can be estimated, and it is shown that one night observation provides enough accuracy to continue the tracking of the debris. An operational system using a small aperture telescope and a highly sensitive CCD camera with a large format is also presented.

静止衛星とスペースデブリを対象として通信総合研究所が行った光学的追跡実験の結果を示した。この実験には、直径1.5mの望遠鏡とCCD(電荷結合素子)カメラから構成される光学追跡システムを使用した。現在のところ、追跡は運用中の静止衛星に限られているが、静止衛星追跡実験の結果から、現存デブリ追跡システムの技術的実現可能性が実証される。実験システムの検出限界は、観測時間の総計を10秒、追跡精度を3-5アーク秒としたとき、約19mである。これらの結果は静止衛星の軌道に近いデブリの軌道の推定精度を決定するのに使用される。また、一夜の観測でデブリの追跡を続けるのに十分な精度が得られることが判明した。さらに、小口径の望遠鏡と大きなフォーマットの高感度CCDカメラを用いた運用システムについても述べた。