Beiträge von Maurice im Thema „LIDARS are "eyesafe" for amateur astronomers“

Maurice · 30. Juni 2006

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: ThomasWalt
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handelt es sich um einen gütegeschalteten frequenzverdreifachten (355nm, UV-A) Nd:YAG-Laser. Die Pulswiederholfrequenz beträgt 100Hz, die Pulsenergie 150mJ, und die Pulsdauer 30ns.

Weiterhin steht zu lesen, dass der Strahldurchmesser in der athmosphäre einen Durchmesser von "einigen Metern (a few meters)" aufweist.

Aus diesen Angaben ergibt sich:
Mittlere Ausgangsleistung: 15 W (Pulsenergie * Frequenz)
Pulsleistung : 5 Megawatt (Pulsenergie/Pulsdauer)
Energiedichte am Erdboden: ~10mJ/m^2, abhängig vom wahren Strahldurchmesser und der Absrption in der Athmosphäre.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

OK. Ich bin kein Physiker, aber wie kommt ihr auf
"Energiedichte am Erdboden: ~10mJ/m^2" ?

In der Quelle steht:

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">The measurement volume of the return signal from a single shot is defined by the lateral extension of the transmitted beam (a few meters in diameter) and the time gating of the receiver, which is adapted to the desired vertical resolution (250 m to 2 km or more). Due to the fact that the signal from a single shot is too weak for the evaluation, 700 shots along a ground track of 50 km have to be accumulated and integrated.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Dazu betrachte man mal dieses Bild:
http://directory.eoportal.org/images/ADM_Auto4.jpeg

Mal abgesehen von der Absorption und Reflexion in der Atmosphäre, so wie ich das verstehe, wird vom Satelliten ein Laserstrahl zur Erde geschickt, der 285km lang und einige Meter breit sein wird.
Verliert sich die Energie des Lasers nicht auf diese Länge?

Dazu verstehe ich nicht, wie einerseits der Strahl einige Meter breit ist, und anderseits für 50km 700 solcher Strahlen zur Abdeckung gebraucht werden. Denn 50.000 / 700 = circa 71,5 Meter. Das ist mehr wie "ein paar Meter". Oder deckt dieser Strahl nicht jeden cm2 der 50x285km ab?

Bei der gegebenen Geschwindigkeit von 7s für 50x285km und dem Puls des Lasers, ist es überhaupt rechnerisch möglich dieses Gebiet mit diesem Laser KOMPLETT abzudecken?

Ich lasse den Vortritt and bessere Physiker und Mathematiker (wie ich) hierdrauf mal zu antworten.

Gruß,

Maurice · 29. Juni 2006

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: tmctiger
 die frage ist jetzt: kann die leistung schaden im auge anrichten?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Nun, in der letzten Quelle steht auch das dieser Laser in 7 Sekunden einen Streifen von 50km einscannt. Er fliegt also mit einer Geschwindigkeit von:

50.000 / 7 = 7142,86 Meter pro Sekunde über die Erdoberfläche.

Für ein Teleskop mit 1 Meter Durchmesser, also weit entfernt von allen Standard-Amateur-Teleskopen, braucht er also:

1 / 7142,86 = 0,00014 Sekunden.

Mein 30mW grüner Laserpointer (gebündelter Strahl auf sehr kurzer Entfernung, also nicht vergleichbar mit dem weit-auffächernden ultraviolettem Laserstrahl des ALADINs) "braucht" circa 1 Sekunde pro Auge um es blind zu machen. Ich denke eher länger aber schätze hier mal vorsichtig. In dem Sicherheitsdatenblatt steht was von 1-2 Sekunden.

Auch wenn Teleskope das Licht um ein vielfaches bündeln, rein vom Gefühl her wird ein 0,00014 Sekunden andauernder Impuls des ALADINs nicht ausreichen Schäden am Auge zu verursachen.

Gruß,

P.S.: Oder mal anders gefragt. Was soll das Risiko eines 0,00014 Sekunden langen Impulses im Ultra-Violettem Licht (355 nm) am menschlichen Auge sein? Gibt es da nicht ander UV-Quellen die eine deutlich höhere Gefahr darstellen als dieser Laser?

Maurice · 29. Juni 2006

Zu ALADIN fand ich folgende Angabe:

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> The measurements will be performed with a laser wavelength of 355 nm to utilise the high molecular backscatter in the ultraviolet with a tripled Nd:Yag laser with a spectral width of 240 MHz, an energy per pulse of 340 mJ and a pulse repetition frequency of 25 Hz. The double edge technique uses a high resolution Fabry-Pérot etalon with a spectral width of 1.56 GHz, and a telescope are of 1 m2.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Quelle

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">The overall ALADIN instrument architecture is based on a 150 mJ diode-pumped frequency- tripled Nd:YAG laser operating in the ultraviolet (solid-state laser technology). The instrument consists of three major elements: a transmitter, a combined Mie and Rayleigh backscattering receiver assembly, and the opto-mechanical subsystem (a telescope with a 1.5 diameter).<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">The power laser is composed of a low power oscillator (10 mJ output energy) and two power amplifiers to generate light pulses with 150 mJ energy at the fundamental wavelength of Nd:YAG (1064 nm). This is converted to 150 mJ pulses in the UV (355 nm) by a frequency tripler. The oscillator is actively Q-switched by a Pockels cell. A seed laser is used as frequency reference. The injection seeding technique is used to achieve a single frequency mode with a low-power continuous wave (CW) single frequency laser. The power laser is conductively cooled via heat pipes. The transmitter assembly will be operated in burst mode with 100 Hz PRF during 7 seconds (plus a 5 second warm-up time), in intervals of 28 seconds. There are two fully redundant transmitters, each including two laser heads (Power Laser Head and Reference Laser Head), and a TLE (Transmitter Laser Electronics) module.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Quelle

Ultraviolettem Licht. Ich fand besonders diese Angabe sehr interessant. Vielleicht hat sich damit diese Diskussion erübrigt. Natürlich dumm für Fotografen, so sie denn davon betroffen sein sollten ausgerechnet im "falschen" Moment zu fotografieren.

Gruß,

Maurice · 29. Juni 2006

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: ratman
 
Daher bin ich der Meinung das es nur eine Frage der Zeit ist bis man von
dem Teil "geblendet bzw. erblindet" wird (hängt natürlich von den Parameter
des Laser's und der Scangeschw. ab).
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Klar. Wenn du 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr in die "Röhre" guckst wirst du irgendwann getroffen werden. [:p]

Ich finde die Angst "ein wenig" übertrieben.

Gruß,

Maurice · 28. Juni 2006

Da dieses Radar auch tagsüber eingesetzt wird und nur alle 200KM einen schmalen, 50KM langen Streifen auf den Boden wirft (wie hell der ist müssen andere ausrechnen, aber ich kann mir nicht vorstellen das er für Menschen in Realtime sichtbar sein wird - man bedenke mal die vielen UFO-Meldungen dann), ist die Wahrscheinlichkeit unglaublich klein das er ausgerechnet im "richtigen" Moment ein Teleskop trifft. Egal ob am Teleskop gerade visuell oder photografisch beobachtet wird.

Denkt,

Maurice

Edit - unsinnige Rechnerei:

Äquatorumfang ---- 40.075,004 km
Polumfang -------- 39.940,638 km
Mittelumfang ----- 40.041,455 km
Erdoberfläche ---- 510.065.284,702 km2

Oberfläche des Laserstrahls (bei angenommenem 1m breite):
50.000 x 1 = 50.000m2 --- macht 0,05km2

Ein Strahl alle 200km macht:
40.041,455 / 200 = circa 200 x 1 Strahl pro Umrundung der Erde

Länge des Strahles 55km (10% Überlappung eingerechnet):
(40.041,455 / 50) x 200 = circa 145.605 solcher Strahlen um 1x die Erde abzudecken.

Circa 70% der Erdoberfläche sind Wasserflächen. Bleiben für Land also
30%.

Also treffen (145.605 * 0,3 =) 43.681,5 Strahlen auf Land.

Davon sollen circa 5% bewohnt sein, sprich mit Gebäuden und Infrastruktur gepflastert sein.

Also treffen 2.184 Strahlen auf bewohntem Gebiet.

Bei optimaler Winterzeit (also 12 Stunden dunkel, 12 Stunden hell - Dämmerung und Sonnenaufgang dagelassen) treffen davon nur 50% zur "astronomisch kritischen Zeit" die Erde, also nur noch 1.092 Strahlen.

Bei 99,9% Wahrscheinlichkeit eines bewölkten Himmels [:D] trifft genau 1,1 Strahl den Boden.

Der Astronom der dann gerade hochguckt oder ein Foto macht, sollte sich besonders beim Foto darüber freuen das er den Laser erwischt hat. Ist doch die Wahrscheinlichkeit kleiner als die Entdeckung einer Supernovae. [:p]

P.S.: Die Rechnerei ist nur halbwegs (wenn überhaupt) mit "sinnvollen" Daten vorgenommen wurden, und diente nicht dem Zwecke wissenschaftlich fundierte Aussage zur Wahrscheinlichkeit des Erblindens bei Kontakt mit dem Laser zu schaffen.