sichtbar vom weltraum

florian.lehmann

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Hallo Zusammen,

habe diese frage auch schon in einem anderen threat gestellt, gehört aber glaube ich eher hier hin:

Nehmt mal an, ich will etwas auf der Erde sichtbar machen. Und zwar so, dass man es mit bloßem Auge gut von der ISS aus erkennen kann.
Lasst uns als Beispiel der einfachheit halber eine "7" nehmen.

was glaubt ihr, wie lang und wie stark müssten die Striche sein, damit sie gut zu erkennen sind.

Und noch ein kleiner Zusatz, ist aber glaub ich nicht so einfach lösbar)
Würde ich das ganze nachts in einer dunklen Gegend (sahahra) machen, wie stark müssten Lichtquellen sein, und in welchem abstand zueinander dürften die maximal stehen, damit sich auch noch eine Linie ergibt.

Falls jemand drauf kommt. Vielen Dank
Florian
 

FrankSpecht

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Willkommen im Forum und moin!

Das Auge hat im Durchschnitt ein Auflösungsvermögen von etwa 1mm auf 6m Entfernung.
Per Dreisatz kannst du nun ermitteln, wir groß ein Objekt auf der Erde sein müsste, um aus 400km Entfernung gerade noch erkannt zu werden.

x = 0,001m * 400000m / 6m = 66,6666...m

Ich komme da auf (aufgerundet) 70m.
D.h. deine "7" sollte mindestens 70m breit sein.

Zur Darstellung der "7" benötigst du Straßenlaternen, wie sie z.B. an den Autobahnen in Belgien verwendet werden. Vielleicht im Abstand von ein paar Metern, um die Umrisse der "7" auch darstellen zu können.
Das kann man natürlich auch noch physikalischer ausrechnen über die Flächenhelligkeit.

So über'n Daumen gepeilt müsste das hinkommen.
 

florian.lehmann

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Vielen Dank Frank,

bei der Helligkeit würden mich natürlich die Candelar interessieren.

Sprich, wie viel Candelar muss das ganze haben, um mit bloßem Auge zu sehen zu sein.

Aber das lässt sich leicht errechnen, wenn man weiß, wieviel candelar das Auge benötigt um auf z.B. 10 Meter Entfernung noch etwas zu sehen.

Ich schaue mal ob ich das heraus finde und werde es dann posten.

Gruß
Florian
 

FrankSpecht

Registriertes Mitglied
Ich schaue mal ob ich das heraus finde und werde es dann posten.

Ja, mach' das!

Was ich noch vergaß zu sagen: Meine Größenangabe im vorherigen Posting ist die Mindestgröße der "7", um überhaupt erkannt zu werden.
Wie ich deiner Frage aber eben erst entnommen habe, willst du wissen, wie groß die "7" sein muss, um gut erkannt zu werden.
Ich schätze, da musst du dann mindestens wohl die doppelte Größe der "7" nehmen, also 140m, eher 200m!

Beispiel aus der Astronomie: Der Augenprüfer "Alcor"
Ich kann deren Abstand von rund 11' durch indirektes Sehen noch erahnen.
Bin aber eh halbblind :cool:
 

mac

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Hallo Frank,

Deine Auflösung bezieht sich (wahrscheinlich) auf eine Punktauflösung. Stellst Du die 7 aber in einem 1 mm großen Zeichen in 6 m Entfernung auf, dann siehst Du nur einen Punkt, aber keine 7. Du mußt sie also auf ein 5 mal 7 Punktraster verteilen, sonst wird das nichts. (Für mich besser auf ein 50 mal 70 Raster ;) ) Jemanden, der auf eine Entfernung von 6 m eine 7, die 5 mm breit und 7 mm hoch ist, von einer 1 Unterscheiden kann, muß man auch erst mal finden.

Florian, ich würde das ausprobieren. Der Rest ist simpler Dreisatz. ;)

Herzliche Grüße

MAC

PS In der enlischen Wiki werden 1,6 Bogenminuten pro Linienpaar angegeben.
 

pinkshark

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Auflösungsvermögen des Auges

In einem Beitrag habe ich mal gelesen, das Astronauten angaben, auf Strassen einzelne Autos erkannt zu haben. Bild der Wissenschaft oder so
Man wollte ihnen zunächst nicht glauben, hat dann aber nachgeforscht und festgestellt, das das menschliche Auge um nicht zu ermüden ständig "zittert" und das in der Schwerelosigkeit dabei eine höhere Frequenz auftritt und sich dadurch das Sehen verbessert.
Als kleine Anmerkung kommt noch die individuelle Sehstärke hinzu.
Und die könnte ggf bei über 100 % liegen. Auch durch eine Lasik möglich.

Kennt jemand diesen Artikel ?
 

sausbanders

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Der Beitrag befindet sich im "Spektrum der Wissenschaft" (Ausgabe 1/2008 glaube ich). Es wird darin spekuliert dass die erhöhte Sehschärfe damit zusammenhängt, dass die Augen in der Schwerelosigkeit schnellere Bewegungen vollführen können. Winzige "Vibrationen" oder "Zitterbewegungen" des Augapfels leisten dem Artikel nach einen entscheidenden Beitrag zur Sehschärfe. Der in der Schwerelosigkeit leichter gelagerte Augapfel könnte dazu in besonderem Maße in der Lage sein.
 

mac

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Hallo Florian,

sag mal, möchtest Du da was installieren, was man von der ISS aus lesen kann?

Herzliche Grüße

MAC
 

florian.lehmann

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@ all
Erst mal vielen Dank an alle für die Beantwortung meiner Frage und die Denkansätze.

@mac
leider glaube ich, dass mir dazu wohl die Mittel fehlen so etwas wirklich in die Tat umzusetzen.
Ist eine reine Interessenfrage, da ja immer von den Belgischen Autobahnen geredet wird und von anderen Objekten, die angeblich von der ISS aus gesehen werden können. Versuche nur mal rauszufinden, ob das wirklich so sein kann.

Gruß
Flo
 

mac

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Hallo Florian,

damit Du nachvollziehen kannst, (und auch selber nachrechnen kannst) was ich mir dazu überlegt habe, schreibe ich es ausführlich auf und Du findest die von mir verwendeten Quellen unten angehängt.

Dir ist wahrscheinlich bekannt, daß das menschliche Auge zwei Zelltypen in der Netzhaut hat, die unterschiedlich empfindlich sind. Mit den weniger empfindlichen Zapfen, für das photopische Sehen zuständig, sehen wir Farben und erheblich schärfer als mit den Lichtempfindlicheren Stäbchen.
Was Du wissen willst, ist im Prinzip irgend ein Kompromiss zwischen scharf sehen und lichtempfindlich sehen, deshalb rechne ich Dir das für ein Beispiel, bei dem ich von einer Flächenhelligkeit von 10 Candela/m^2 und dem Zapfensehen ausgehe, mit einer angenommenen Auflösung 1 mm auf 5 m oder, anders ausgedrückt: Zwei 1 mm große Punkte in 5 m Entfernung, müssen einen Abstand von 1 mm voneinander haben, um getrennt wahrgenommen zu werden.
Für die Darstellung aller Ziffern (0 – 9) würden wir also dann z.B. ein Punktraster von 5 mal 7 einzeln beleuchtbaren Flächen brauchen, die für einen Abstand von 5 m eine Gesamtfläche von 5 mal 7 mm einnehmen würden, und eben mit einer Helligkeit von 10 cd/m^2 leuchten müssen, um noch lesbar zu sein.

Auf 400 km gerechnet: Nötige Punktgröße = 0,001 m * 400000 m / 5 m = 80 m


Eine 60 Watt Glühbirne (Mattglas) hat an ihrer Oberfläche eine Helligkeit von 120000 Candela/m^2. Das Mattglas ist (aus der Erinnerung geschätzt) 4 cm entfernt vom Glühwendel, der eigentlichen Lichtquelle. Platzierst Du diese Glühbirne im Abstand von 1 m zu einer Mattglasscheibe, dann wird diese Mattglasscheibe mit 120.000* (4/100)^2 = 960 cd/m^2 beleuchtet.
Ja, ich weis, daß die Ausbeute nur ca. ½ ist, und ich weis, daß die Ränder weniger stark beleuchtet werden. Pack einfach Alu-Folie in den Lichtkasten, dann stimmt es zwar auch nicht, wenn das nach hinten gerichtete Licht der Glühbirne auch nach vorne reflektiert wird, der Fehler ist dann aber kleiner, als vorher. Willst Du einen echten Lichtkasten für dieses Experiment bauen, dann muß er halt 80 mal 80 m^2 groß sein und 8 * 8 60Watt-Glühlampen enthalten (um auf die 10 cd/m^2 zu kommen) und das ist dann 1 Pixel der 5 x 7 Matrix um die 7 darzustellen.

Plausibilität: 8 * 8 Glühlampen mit je 60 Watt beleuchten eine Straße zwar stärker als 2 * 55-Watt Halogenlampen, aber wir gehen ja von Lesbarkeit aus und wollen das Zapfensehen erreichen, wenn wir uns auf das Stäbchen-Sehen verlegen, genügen weniger als 1/1.000.000 der Helligkeit, nur müßten dann die Pixel wesentlich größer sein. Von der Größenordnung ist die Aussage, daß die Lichter einzelner Autos sichtbar sind also zumindest plausibel, nur wird man eben auf keinen Fall sehen, ob eine der beiden Lampen kaputt oder beide nur etwas dreckig sind. ;) Und wenn Schnee liegt, wird es wesentlich besser zu sehen sein, als bei einer dunklen Teer-Straße und zwei Autos, die im Abstand von 40 m hintereinander fahren, wird man wohl nicht als 2 Autos erkennen können, es sei denn mit ‚Adleraugen‘.

Gerade da, hat es aber wohl schon einige bis dahin unbekannte Phänomene gegeben, die alle mit der Signalverarbeitung zusammenhängen. Sehr schnelle, sehr kleine Augenbewegungen, die das Licht eben durch die Augenbewegung im zeitlichen Abstand auf benachbarte Sehzellen fallen lassen und mit diesen signaltypischen Phänomenen das Gesehene schärfer ‚rechnen‘ können, als es die rein geometrische Auflösung sonst zulassen würde.

Bei der Helligkeit könnte man jetzt sagen, daß ja mit zunehmender Entfernung auch die im Auge des Betrachters ankommende Helligkeit immer kleiner wird. Richtig. Nur dafür haben wir ja die Fläche, von der dieses Licht ausgeht, in gleichem Maße vergrößert. Daß das richtig ist, kann man z.B. daran sehen, daß man den Vollmond beim Photographieren dann richtig belichtet, wenn man ihn so photographiert, als würde man ein Landschaftsphoto bei Tageslicht auf der Erde machen. Gut, man muß etwas länger belichten, das liegt aber daran, daß das typische Mondgestein das Licht weniger stark zurückwirft, wie eine typische irdische Landschaft (wenn man nicht gerade dunklen Wald ablichtet), aber Erde und Mond empfangen von der Sonne etwa gleich viel Licht/Fläche.

Herzliche Grüße

MAC

http://de.wikipedia.org/wiki/Nachtsehen
http://de.wikipedia.org/wiki/Sehschärfe
http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdichte
http://de.wikipedia.org/wiki/Auflösungsvermögen
 

florian.lehmann

Registriertes Mitglied
wow mac.

damit hätte ich mal nicht gerechnet, dass hier jemand noch anfängt die verschiedenen sehweisen des auges miteinzubeziehen.

Bin von der Antwort mehr als nur begeistert.

Vielen Dank:)
Florian
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Florian,

Noch ein Nachtrag. Die höchste Lichtempfindlichkeit ist nur nach ca. 20 minutiger Dunkeladaption zu erreichen. An Bord der ISS stelle ich mir das schwierig vor, zumal sicherlich immer irgendwo Licht brennt, man also wahrscheinlich nicht bei völlig dunkler Umgebung beobachten kann?



Ich freue mich natürlich über Dein Kompliment. Aber laß Dir versichern, hier schreiben eine Menge Leute, die nicht auf den Kopf gefallen sind und die sehr gut in ganz erstaunlich vielen Fachgebieten bescheid wissen und was ebenso wichtig ist, dieses Wissen auch anwenden können. Da bin ich nur ein ganz kleines Licht, der viel mehr von anderen profitiert, als selbst zurückgeben kann.

Herzliche Grüße

MAC
 
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