Korištenje i izvlačenje maksimuma iz robotske astronomije
Iako ništa na području amaterske astronomije ne može nadmašiti osjećaj da ste vani i gledate u zvijezde, loše vremenske prilike s kojima se mnogi od nas moraju suočiti u različito doba godine, u kombinaciji sa zadatkom postavljanja i pakiranja opreme tijekom noći osnovi, može biti povlačenje. Oni od nas koji su dovoljno sretni da imamo zvjezdarnice ne suočavaju se s tim posljednjim problemom, ali se ipak suočavaju s vremenom i obično s granicama naše vlastite opreme i neba.
Druga mogućnost koju treba razmotriti je korištenje robotskog teleskopa. Iz udobnosti svog doma možete napraviti nevjerojatna opažanja, napraviti izvanredne astrofotografije, pa čak i napraviti ključni doprinos znanosti !
Glavni elementi koji robotske teleskope čine privlačnim mnogim astronomima amaterima temelje se na 3 faktora. Prvi je da je oprema koja se nudi obično znatno bolja od one koju amateri imaju u svojoj kućnoj zvjezdarnici. Mnogi robotski komercijalni teleskopski sustavi, imaju mono CCD kamere velikog formata, povezane s visoko preciznim računalno kontroliranim nosačima, s vrhunskom optikom na vrhu, obično ove postavke počinju u cjenovnom razredu od 20 do 30 000 dolara i mogu doseći milijune dolara .
Pogled na Faulkesov teleskop Jug iznutra. Zasluge: Faulkes Telescope/LCOGT
U kombinaciji s obično dobro definiranim i fluidnim procesima tijeka rada koji čak i početnike vode kroz korištenje opsega, a zatim i akviziciju slika, automatski obrađujući stvari kao što su tamna i ravna polja, čini mnogo lakšom krivulju učenja za mnoge, s mnogi od opsega posebno namijenjeni učenicima ranih razreda.
Snimka zaslona sučelja Faulkes Telescope u stvarnom vremenu. Zasluge: Faulkes Telescope/LCOGT
Drugi faktor je geografski položaj. Mnoga robotska mjesta nalaze se na mjestima gdje je prosječna količina oborina puno niža nego recimo negdje kao što je Velika Britanija ili sjeveroistočne Sjedinjene Države, na primjer, a mjesta poput Novog Meksika i Čilea nude gotovo potpuno čisto suho nebo tijekom cijele godine. Robotski nišani imaju tendenciju da vide više neba od većine amaterskih postava, a kako se njima upravlja putem interneta, ni vama ne morate hladno vani u dubinama zime. Ljepota aspekta geografskog položaja je u tome što u nekim slučajevima svoju astronomiju možete baviti tijekom dana, budući da su opsegi možda na drugom kraju svijeta.
iTelescope sustavi nalaze se diljem svijeta. Zasluge: projekt iTelescope
Treće je jednostavnost korištenja, jer nije ništa više od prilično pristojnog prijenosnog računala i potrebna je čvrsta širokopojasna veza. Jedina stvar o kojoj trebate brinuti je da vam internetska veza pada, a ne da vaša oprema ne radi. S dosjetima kao što su Faulkes ili Liverpool Telescopes, one koje često koristim, lako se mogu kontrolirati s nečega tako skromnog kao što je netbook ili čak Android/iPad/iPhone. Problemi s CPU konjskim snagama obično se svode na obradu slike nakon što snimite svoje fotografije.
Softverske aplikacije poput brilliant Maksim DL by Diffraction Limited koji se obično koristi za naknadnu obradu slike u amaterskoj, pa čak i profesionalnoj astronomiji, obrađuje podatke o FITS datoteci koje isporučuju roboti. U ovom se formatu slike obično spremaju u profesionalnim zvjezdarnicama, a isto vrijedi i za mnoge kućne amaterske postavke i robotske teleskope. Ovaj softver zahtijeva relativno brzo računalo da bi radio učinkovito, kao i drugi upornici zajednice za obradu slika, Adobe Photoshop . Postoje neke izvrsne i besplatne aplikacije koje se mogu koristiti umjesto ova dva bastiona slikovnog bratstva, poput izvrsne Deep Sky slagač , i IRIS , zajedno sa zanimljivim imenom “ GIMP ” koja je varijanta na temu Photoshopa, ali besplatna za korištenje.
Neki ljudi mogu reći da samo rukovanje slikovnim podacima ili teleskopom preko interneta umanjuje stvarnu astronomiju, ali profesionalni astronomi rade iz dana u dan, obično samo smanjujući podatke s teleskopa koji se nalaze na drugom kraju svijeta. Profesionalci mogu čekati godinama da dobiju vrijeme za teleskop, pa čak i tada, umjesto da zapravo budu dio procesa snimanja, slat će snimke u zvjezdarnice i čekati da se podaci unesu. (Ako netko želi argumentirati ovu činjenicu... samo reci 'Pokušajte raditi astronomiju okulara s Hubbleom')
Proces korištenja i snimanja s robotskim teleskopom još uvijek zahtijeva razinu vještine i predanosti kako bi se jamčila ugodna noć promatranja, bilo da se radi o lijepim slikama ili stvarnoj znanosti ili oboje.
Lokacija Lokacija Lokacija
Lokacija za robotski teleskop je kritična jer ako želite slikati neka od čuda južne hemisfere, koja oni od nas u Ujedinjenom Kraljevstvu ili Sjevernoj Americi nikada neće vidjeti od kuće, tada ćete morati odabrati prikladno lociran opseg . Doba dana također je važno za pristup, osim ako sustav opsega ne dopušta pristup izvanmrežnom upravljanju redovima, pri čemu zakažete da obavi vaša opažanja umjesto vas i samo čekate rezultate. Neki teleskopi koriste sučelje u stvarnom vremenu, gdje doslovno kontrolirate opseg uživo sa svog računala, obično putem sučelja web preglednika. Dakle, ovisno o tome gdje se u svijetu nalazi, možda ste na poslu ili može biti u vrlo nezdravim noćnim satima prije nego što možete pristupiti svom teleskopu, vrijedno je to razmotriti kada odlučite koji robotski sustav želite biti dio.
Teleskopi poput blizanaca Faulkes od 2 metra, koji se temelje na havajskom otoku Maui, na vrhu planine, i Siding Springu, Australija, pored svjetski poznatog Anglo Australian Observatory, rade tijekom uobičajenih školskih sati u Ujedinjenom Kraljevstvu, što znači noćno vrijeme na mjestima gdje opcini žive. Ovo je savršeno za djecu u zapadnoj Europi koja žele koristiti profesionalnu tehnologiju istraživačkog razreda iz učionice, premda Faulkesove opsege koriste i škole i istraživači na Havajima.
Vrsta opsega/kamere koju odlučite koristiti u konačnici će također odrediti kakva je to vaša slika. Neki robotski nišani konfigurirani su s CCD-ovima velikog formata širokog polja koji su povezani s brzim teleskopima s niskim žarišnim omjerom. Oni su savršeni za stvaranje velikih neba koji obuhvaćaju maglice i veće galaksije kao što je Messier 31 u Andromedi. Za natjecanja u snimanju slika kao što je natjecanje Astronomski fotograf godine, ovi širokokutni niskogledi savršeni su za prekrasne nebo koje mogu stvoriti.
Opseg poput Faulkesovog teleskopa North, iako ima ogromno zrcalo od 2 metra (gotovo iste veličine kao ono na svemirskom teleskopu Hubble), konfiguriran je za manja vidna polja, doslovno samo oko 10 lučnih minuta, što će se lijepo uklopiti u objekte. poput Messier-a 51, galaksije Whirpool, ali bi uzeli mnogo zasebnih slika za prikaz nečega poput punog Mjeseca (da je Faulkes North postavljen za to, što nije). Njegova prednost je veličina otvora blende i ogromna CCD osjetljivost. Obično naš tim koji ih koristi može snimiti pokretni objekt od +23 magnitude (komet ili asteroid) za manje od minute koristeći i crveni filter!
Vidno polje s opsegom poput dvostrukih nišana Faulkes, koji su u vlasništvu i kojima upravlja LCOGT savršen je za manje objekte dubokog neba i moje vlastite interese, a to su kometi i asteroidi. Mnogi drugi istraživački projekti kao što su egzoplanete i proučavanje promjenjivih zvijezda provode se pomoću ovih teleskopa. Mnoge škole počinju snimati maglice, manje galaksije i kuglaste skupove, s naš je cilj u uredu Faulkes Telescope Project, brzo potaknuti studente na rad koji se temelji na znanosti, a da pritom ostane zabavan. Za slikovne uređaje, mozaični pristupi su mogući za stvaranje većih polja, ali to će očito zauzeti više vremena snimanja slike i teleskopa.
Svaki robotski sustav ima svoj vlastiti skup krivulja učenja, a svaki može patiti od tehničkih ili vremenskih poteškoća, poput bilo kojeg složenog komada strojeva ili elektroničkog sustava. Poznavanje ponešto o procesu snimanja slika za početak, sjedenje na sesijama promatranja drugih stvari kao što je Slooh, sve pomaže. Također provjerite da li znate svoje ciljno vidno polje/veličinu na nebu (obično u pravoj ascenziji i deklinaciji) ili neki sustavi imaju 'način obilaska' s imenovanim objektima i provjerite možete li biti spremni premjestiti opseg na što je brže moguće, da dobijete sliku. Uz komercijalne robotske nišane vrijeme je stvarno novac.
Globalno Rent-A-Scope sučelje
Časopisi poput Astronomija sada u Velikoj Britaniji, kao i astronomiju i Nebo i teleskop u Sjedinjenim Državama i Australiji izvrsni su resursi za saznanje više, budući da u svojim člancima redovito prikazuju robotske slike i opsege. Online forumi poput cloudynights.com i stargazerslounge.com također imaju tisuće aktivnih članova, od kojih mnogi redovito koriste robotske nišane i mogu dati savjete o snimanju i korištenju, a postoje i posebne grupe za robotsku astronomiju poput Online Astronomical Society. Tražilice će također dati korisne informacije o tome što je dostupno.
Kako bi im se pristupio, većina robotskih opsega zahtijeva jednostavan postupak prijave, a zatim korisnik može imati ograničen besplatni pristup, što je obično uvodna ponuda, ili samo početi plaćati vrijeme. Opseri dolaze u različitim veličinama i kvaliteti fotoaparata, što su bolji, obično više plaćate. Za obrazovne i školske korisnike, kao i astronomska društva, teleskop Faulkes (za škole) i Bradford Robotic scope obje nude besplatan pristup, kao i NASA financirana Projekt mikro opservatorija . Komercijalne poput iTeleskop , Slooh i Lightbuckets pružaju niz teleskopa i opcija za snimanje, sa širokim rasponom cjenovnih modela od ležernih do istraživačkih instrumenata i objekata.
Što je s mojom vlastitom upotrebom robotskih teleskopa?
Osobno koristim uglavnom Faulkes North i South teleskop, kao i Liverpool La Palma teleskop. Već nekoliko godina radim s timom Faulkes Telescope Project i prava mi je čast imati takav pristup instrumentaciji istraživačke razine. Naš tim također koristi mrežu iTelescope kada je objekte teško dobiti pomoću objektiva Faulkes ili Liverpool, iako smo s manjim otvorima ograničeniji u izboru cilja kada su u pitanju vrlo slabi objekti tipa asteroida ili kometa.
Nakon što sam bila pozvana na sastanke kao savjetodavna za Faulkesa, krajem 2011. imenovana sam za pro am voditeljicu programa, koordinirajući projekte s amaterima i drugim istraživačkim skupinama. Što se tiče komuniciranja s javnošću, predstavio sam svoj rad na konferencijama i javnim događanjima za Faulkesa i uskoro ćemo krenuti u novi i uzbudljiv projekt s Europska svemirska agencija za kojeg radim i kao znanstveni pisac.
Moja upotreba Faulkes i Liverpool Scopes je prvenstveno za obnavljanje kometa, mjerenje (fotometrija prašine/kome i početak spektroskopije) i rad na detekciji, a ti ledeni napadači Sunčevog sustava su moj ključni interes. Na ovom području, I suotkrio je cijepanje kometa C2007/Q3 2010. godine , i blisko surađivao s amaterskim promatračkim programom kojim upravlja NASA za komet 103P, gdje su moje slike predstavljene u National Geographicu, The Timesu, BBC televiziji, a također ih je koristila NASA na svojoj press konferenciji za događaj prije susreta 103P u JPL-u.
Zrcala od 2 m imaju ogroman svjetlosni zahvat i mogu doseći vrlo slabe veličine za vrlo kratko vrijeme. Kada pokušavate pronaći nove komete ili oporaviti orbite na postojećim, mogućnost slikanja pokretne mete magnitude 23 u manje od 30s je prava blagodat. Također sam sretan što radim zajedno s dvoje izuzetnih ljudi u Italiji, Giovannijem Sosterom i Ernestom Guidom, i održavamo blog našeg rada , a ja sam dio istraživačke grupe CARA koja radi na mjerenju kometske kome i prašine, s našim radom u stručnim istraživačkim radovima kao što su Astrophysical Journal Letters i Icarus.
Proces snimanja slike
Prilikom snimanja same slike, proces počinje stvarno prije nego što imate pristup opsegu. Poznavanje vidnog polja, ono što želite postići je ključno, kao i poznavanje mogućnosti dotičnog dometa i kamere, i što je važno, je li objekt koji želite snimiti vidljiv s mjesta/vremena na kojem se nalazite. koristit ću ga.
Prvo što bih učinio ako počnem iznova jest pregledati arhive teleskopa, koje su obično besplatno dostupne, i vidjeti što su drugi snimili, kako su snimili u smislu filtara, vremena ekspozicije itd., a zatim usporediti to s vašim vlastite mete.
U idealnom slučaju, s obzirom na to da će u mnogim slučajevima vrijeme biti skupo, pobrinite se da, ako ciljate na slabašni objekt dubokog neba s slabom maglinom, ne odaberete noć sa svijetlim Mjesecom na nebu, čak ni s uskopojasnim filterima , to može ometati konačnu kvalitetu slike i da će vaš izbor opsega/kamere zapravo prikazati ono što želite. Zapamtite da bi i drugi mogli htjeti koristiti iste teleskope, stoga planirajte unaprijed i rezervirajte ranije. Kada je Mjesec svijetao, mnogi dobavljači komercijalnih robotskih nišana nude snižene cijene, što je sjajno ako zamišljate nešto poput kuglastih nakupina možda, na koje mjesečina ne utječe toliko (kao što bi recimo maglica bila)
Planiranje unaprijed je obično bitno, znajući da je vaš objekt vidljiv i da nije preblizu ikakvim granicama horizonta koje opseg može nametnuti, idealno je da odaberete objekte što je više moguće ili da se podignete kako biste dobili dovoljno vremena za snimanje. Nakon što je sve učinjeno, praćenje procesa snimanja opsežnika ovisi o tome koji ste odabrali, ali s nečim poput Faulkesa, jednostavno je kao odabir cilja/FOV, okretanje opsega, postavljanje filtera, a zatim vrijeme ekspozicije i čekanje na slika koja dolazi.
Broj snimljenih snimaka ovisi o vremenu koje imate. Obično kada snimam komet pomoću Faulkesa, pokušat ću snimiti između 10 i 15 slika kako bih otkrio kretanje i dao mi dovoljno dobar signal za smanjenje znanstvenih podataka koje slijedi. Ipak, uvijek imajte na umu da obično radite s znatno superiornijom opremom nego što imate kod kuće, a vrijeme potrebno za snimanje objekta pomoću kućnih postavki bit će puno manje s teleskopom od 2 metra. Dobar primjer je da se slika visoke razlučivosti u punoj boji nečega poput maglice Orao može dobiti za nekoliko minuta na Faulkesu, u uskom pojasu, nešto što bi obično trajalo satima na tipičnom dvorišnom teleskopu.
Za snimanje nepomične mete, što više snimaka u punoj boji ili s odabranim filtrom (Hydrogen Alpha koji se obično koristi s Faulkesovim za maglicu) možete dobiti bolje. Prilikom snimanja u boji, tri filtra na samom teleskopu grupirana su u RGB skup, tako da ne morate postavljati svaki pojas boja. Obično bih dodao sloj svjetline s H-Alpha ako je emisiona maglica, ili možda još nekoliko crvenih slika ako nije za osvjetljenje. Nakon što je slikanje završeno, podaci se obično stavljaju na poslužitelj da ih prikupite, a zatim nakon preuzimanja FITS datoteka, kombinirajte slike pomoću Maxima (ili drugog prikladnog softvera), a zatim u nešto poput Photoshopa kako biste napravili konačna slika u boji. Što više slika snimite, to je bolja kvaliteta signala u odnosu na pozadinski šum, a time i glatkiji i uglađeniji konačni snimak.
Između snimaka jedina stvar koja će se obično mijenjati bit će filtri, osim ako se ne prati pokretna meta, i moguće vrijeme ekspozicije, jer je nekim filtrima potrebno manje vremena da dobiju potrebnu količinu svjetla. Na primjer, sa slikom H-Alpha/OIII/SII, obično snimate puno dulje sa SII jer je emisija s mnogim objektima slabija u ovom pojasu, dok mnoge maglice dubokog neba emitiraju snažno u H-Alpha.
Sama slika
NGC 6302 snimljen u srednjoj školi Thomas Mills s Faulkesovim teleskopom
Kao i kod bilo kojeg snimanja objekata dubokog neba, nemojte se bojati baciti podslike loše kvalitete (kraće ekspozicije koje čine konačnu dugu ekspoziciju kada su složene). Na njih mogu utjecati oblak, satelitski tragovi ili bilo koji broj čimbenika, kao što je neispravan rad autoguidera na teleskopu. Zadržite dobre snimke i iskoristite ih da biste dobili što bolji RAW složeni okvir podataka. Zatim se sve svodi na alate za naknadnu obradu u proizvodima kao što su Maxim/Photoshop/Gimp, gdje biste prilagodili boje, razine, krivulje i eventualno upotrijebili dodatke za izoštravanje fokusa ili smanjenje buke. Ako vas zanima čista znanost, vjerojatno ćete preskočiti većinu tih koraka i samo želite dobre, kalibrirane slikovne podatke (oduzeto tamno i ravno polje kao i pristranost)
Strana obrade vrlo je važna pri snimanju fotografija zbog estetske vrijednosti, čini se očito, ali mnogi ljudi mogu pretjerati s obradom slike, smanjujući utjecaj i/ili vrijednost izvornih podataka. Obično većina snimatelja amatera troši više vremena na obradu nego na stvarnu sliku, ali to se razlikuje, može trajati od nekoliko sati do doslovno dana na ugađanju. Obično kada se obrađuje slika snimljena robotski, vrši se kalibracija tamnog i ravnog polja. Prvo što radim je pristupiti skupovima podataka kao FITS datotekama i donijeti ih u Maxim DL. Ovdje ću kombinirati i prilagoditi histogram na slici, moguće pokretanje višestrukih iteracija algoritma dekonvolucije ako početne točke nisu tako čvrste (možda zbog problema s pojavom problema te noći).
Nakon što se slike zategnu, a zatim rastegnu, spremit ću ih kao FITS datoteke i pomoću besplatne ODLAZI Liberator aplikacija ih unesite u Photoshop. Ovdje će se na svakom kanalu izvršiti dodatna redukcija šuma i kontrast/razina i krivulja, izvodeći niz radnji poznatih kao Noelsove akcije (skup izvrsnih akcija Noela Carbonija, jednog od najistaknutijih svjetskih stručnjaka za slike) također može poboljšati konačne pojedinačne crveno-zelene i plave kanale (i kombinirani kanal u boji).
Zatim ću slike složiti pomoću slojeva u finalnu snimku u boji, prilagođavajući to za ravnotežu boja i kontrast. Moguće pokretanje priključka za poboljšanje fokusa i daljnje smanjenje šuma. Zatim ih objavite putem flickr/facebook/twittera i/ili pošaljite u časopise/časopise ili znanstveno-istraživačke radove ovisno o konačnom cilju/ciljovima.
Serendipity može biti divna stvar
I sama sam se u ovo upustila sasvim slučajno... U ožujku 2010. vidio sam objavu na diskusijskoj grupi da je komet C/2007 Q3, objekt magnitude 12-14 u to vrijeme, prolazio blizu galaksije i napravio zanimljivo široko polje jedan pored drugog. Tog sam vikenda, koristeći svoj vlastiti opservatorij, snimio komet tijekom nekoliko noći i primijetio izrazitu promjenu u repu i svjetlini kometa posebno tijekom dvije noći.
Komet C/2007 Q3. Zasluge: Nick Howes
Član BAA (British Astronomical Association), vidjevši moje slike, upitao je hoću li ih poslati za objavljivanje. Odlučio sam ipak istražiti ovo posvjetljenje malo dalje, a kako sam tog tjedna imao pristup Faulkesu, odlučio sam usmjeriti 2 metra na ovaj komet, da vidim događa li se nešto neobično. Došle su prve slike i odmah sam, nakon što sam ih učitao u Maxim DL i prilagodio histogram, primijetio da se čini da mala nejasna mrlja prati kretanje kometa odmah iza njega. Izmjerio sam razdvajanje kao samo nekoliko lučnih sekundi, i nakon što sam zurio u njega nekoliko minuta, zaključio sam da je možda fragmentiran.
Kontaktirao sam Faulkes Telescope Control, koji me je kontaktirao s direktorom odjela za komete BAA, koji je ljubazno zabilježio ovo opažanje isti dan. Zatim sam kontaktirao časopis Astronomy Now, koji je preskočio priču i slike i odmah je objavio na svojoj web stranici. Sljedećih dana medijska bura bila je doslovno nevjerojatna.
Intervjui s nacionalnim novinama, BBC Radio, Izvještavanje o BBC-jevoj televizijskoj emisiji Sky at Night, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopija bili su samo neki od vijesti/medija koji su pokupili priču.. vijest je postala globalna da je amater imao napravio veliko astronomsko otkriće sa svog stola koristeći robotski nišan. To je onda dovelo do mene rad s pripadnicima AOP-a projekt s timom misije NASA/Sveučilište Maryland EPOXI o snimanju i dobivanju podataka o krivulji svjetlosti za komet 103P krajem 2010., što je opet dovelo do članaka i slika u National Geographic , The Times, pa čak i moje slike koje koriste NASA u svojim press brifinzima , uz slike sa svemirskog teleskopa Hubble. Zahtjevi za pretplatu na Faulkes Telescope Project kao rezultat mojih otkrića porasli su za stotine posto iz cijelog svijeta.
u sažetku
Robotski teleskopi mogu biti zabavni, mogu dovesti do nevjerojatnih stvari , prošle godine, a student radnog iskustva Bio sam mentor za Faulkes Telescope Project, snimio nekoliko polja koja smo joj dodijelili, gdje je naš tim zatim pronašao desetke novih i nekatalogiziranih asteroida, a uspjela je i snimiti fragmentaciju kometa. Snimanje lijepih slika je zabavno, ali za mene izazivaju prava znanstvena istraživanja kojima se sada bavim, a to je put na kojemu želim ostati vjerojatno do kraja svog astronomskog života. Za studente i ljude koji nemaju mogućnost posjedovanja teleskopa zbog financijskih ili možda lokacijskih ograničenja, to je fantastičan način da se bave pravom astronomijom, koristeći pravu opremu, i nadam se da ćete se, čitajući ovo, potaknuti da isprobajte ove fantastične robotske teleskope.
