سنسور افق (Horizon Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور افق (Horizon Sensor) :
سنسور افق یک ابزار ناوبری و کنترل وضعیت است که در ماهواره ها، فضاپیماها و موشک ها برای تعیین زاویه آنها نسبت به افق زمین (یا یک جرم آسمانی دیگر) استفاده می شود. این سنسورها با تشخیص مرز بین زمین (یا جو آن) و فضا، اطلاعات دقیقی در مورد وضعیت (attitude) فضاپیما فراهم می کنند. دو نوع اصلی سنسور افق وجود دارد: فروسرخ (IR) و مرئی.
سنسور افق فروسرخ (IR Horizon Sensor): رایج ترین نوع. زمین به دلیل داشتن جو، تابش فروسرخ مشخصی (به ویژه در باند جذب CO₂ در ۱۵ میکرومتر) از خود ساطع می کند، در حالی که فضای سرد زمینه تابش بسیار کمی دارد. یک سنسور فروسرخ (مانند ترموپایل یا بولومتر) با یک میدان دید باریک، آسمان را اسکن می کند. هنگامی که سنسور از فضای سرد به سمت زمین گرم می چرخد، یک پله (تغییر ناگهانی) در سیگنال دریافتی رخ می دهد. با اندازه گیری زاویه ای که در آن این گذر رخ می دهد، می توان زاویه فضاپیما را نسبت به افق محاسبه کرد. این سنسورها می توانند به صورت چرخان (اسکنر) یا با آرایه ای از آشکارسازها طراحی شوند.
سنسور افق مرئی (Visible Horizon Sensor): از یک دوربین و پردازش تصویر برای تشخیص خط افق در تصاویر مرئی استفاده می کند. این روش در ارتفاع های پایین تر (مانند هواپیماها) کاربرد دارد، اما در فضا تحت تأثیر شب و روز و ابرها قرار می گیرد.
سنسورهای افق یک روش قابل اعتماد و مستقل برای تعیین وضعیت نسبت به زمین (مادر) هستند و اغلب با سایر سنسورها (مانند سنسور خورشید و ژیروسکوپ) در سیستم کنترل وضعیت ماهواره ها ترکیب می شوند. دقت این سنسورها معمولا در حد چند دهم درجه است.
کاربردها: کنترل وضعیت ماهواره ها، فضاپیماها در مدار زمین، و موشک های بالستیک.
\[ \theta_{horizon} = f(\text{زمان عبور از لبه زمین}) \]