¿Por qué este video de Planet Labs se tambalea?

Planet Labs tuiteó recientemente ( https://twitter.com/planet/status/1481790983155044352 ) un video que muestra la primera etapa de un Falcon 9 aterrizando en una plataforma.

Curiosamente, la imagen parece haber sido tomada por una cámara que colgaba de una cuerda. ¿Qué está causando estas oscilaciones? Pensé que los satélites de observación de la Tierra deben ser extremadamente estables para brindar una imagen clara, pero el video parece sugerir que el satélite está haciendo muchas pequeñas correcciones de su orientación con respecto a la Tierra. ¿Es esto posiblemente correcto? ¿O esas correcciones son lentas y el video simplemente se aceleró?

Me recuerda a las "imágenes" de la plataforma de lanzamiento tomadas desde el espacio, como se explica en ¿ Identifique el sitio de lanzamiento y la misión de esta década de 1960? (también aquí ) ¡Esto parece mucho más estable! ¡Carbonita flotante! ¿Por qué estos videos satelitales de la Tierra parecen estar hechos desde una ubicación geoestacionaria?
Prueba a grabar un vídeo de un dardo atascado en una diana a medio kilómetro de distancia mientras te desplazas a 30 km/h... para hacerte una idea del desafío.
Esa imagen parece extremadamente estable. Es muy, muy impresionante que esto sea posible.

Respuestas (2)

No mires esto desde la perspectiva de por qué fue tan malo. Míralo desde la perspectiva de por qué esto es tan bueno.

Pensé que los satélites de observación de la Tierra deben ser extremadamente estables para proporcionar una imagen clara.

Esto es extremadamente estable. Mira qué tan claro es cada cuadro.

pero el video parece sugerir que el satélite está haciendo muchas pequeñas correcciones de su orientación con respecto a la Tierra. ¿Es esto posiblemente correcto?

Este breve video fue tomado desde un satélite en órbita terrestre baja a 450 km de altitud. Eso significa que el satélite se mueve a una velocidad de más de 7,6 km/s. El satélite es pequeño, esencialmente del tamaño de una mini nevera.

El satélite y el equipo de imágenes deben rotar o moverse con mucha precisión para mantener las imágenes enfocadas en un punto y evitar el desenfoque de movimiento. Para repetir una imagen, el satélite debe reposicionarse a sí mismo o a su generador de imágenes para cada cuadro de video. Este control no es perfecto; nada lo es.

El video en cuestión es uno de los productos de videos de PlanetLab. Desde el centro de recursos para desarrolladores de PlanetLab sobre sus productos de video ,

Los productos SkySat Video incluyen un archivo de video mpeg-4, con todos los fotogramas capturados utilizados para producir el video como escenas pancromáticas L1A.

Entonces, ¿qué son las "escenas pancromáticas L1A"? Desde el centro de recursos para desarrolladores de PlanetLab en SkySat ,

Los activos pancromáticos L1A básicos son productos de imágenes pancromáticas no ortorrectificadas y sin calibrar con resolución de sensor nativo (0,72-0,81 m), que se han puesto a disposición aproximadamente dos horas antes de que todos los demás tipos de activos de SkySat estén disponibles en el catálogo. Estos productos están diseñados para aplicaciones de monitoreo de baja latencia y sensibles al tiempo, y se pueden corregir geométricamente con activos de coeficientes polinómicos racionales (RPC) asociados (derivados de la telemetría satelital).

Los datos de nivel 1A (L1A) de un satélite de imágenes están muy cerca de los datos sin procesar. En particular, los datos de SkySat L1A "no están ortorrectificados", lo que significa que las imágenes no han sido procesadas (p. ej., láminas elásticas) para que las imágenes se alineen con los puntos de corrección del suelo. La imagen es lo que vio el satélite. Sí, es un poco tambaleante. Eso es de esperar con datos L1A.

Este es muy probablemente el control de actitud del satélite. Si el satélite no está controlado, no solo permanecerá en su orientación actual, sino que al menos girará lentamente. Tal vez la presión de la radiación solar conduzca a una orientación estable después de un tiempo (Kepler usó algo similar y el nuevo JWST tiene una aleta de impulso para mantener estable su actitud) o tal vez continúe girando o incluso acelerándose debido a interacciones complejas. Para mantener el satélite apuntando exactamente a un objetivo, se necesita un control de actitud preciso.

¿Qué tan fuerte es el bamboleo? Los satélites están a una altitud de aproximadamente 500 k metro [ 1 ]. La zona de aterrizaje es 86 metro de diámetro [ 2 ]. En el video, podemos verlo aproximadamente oscilando la mitad del ancho de la zona de aterrizaje. Entonces, ¿cuál es el cambio de ángulo?

Δ φ = arcán 0.5 86 metro 500 k metro 0.00493 ° .

Suponemos que el satélite está aproximadamente por encima de la plataforma de aterrizaje para la aproximación de ángulo pequeño. Esto no debería alterar demasiado el resultado.

A modo de comparación, el tamaño angular de la Luna desde la Tierra es de aproximadamente 0.495 ° . Así que la precisión de apuntado que hace el satélite aquí es tan buena como si filmaras la luna con tu teléfono celular y lograras sacudirla tan poco que se mueve menos de 1 % del diámetro de las lunas.

Los satélites están destinados principalmente a tomar fotos fijas en las que un poco de movimiento está bien, por lo que esta estabilidad en el video sigue siendo bastante sorprendente. Dicho esto, no tengo idea de por qué no estabilizaron el video en la publicación; recortando un poco los bordes.