Využití a využití robotické astronomie co nejlépe
Ačkoli nic v oblasti amatérské astronomie nepřekonává pocit, že jsme venku dívali se na hvězdy, nepříznivé počasí, které mnozí z nás musí čelit v různých ročních obdobích, v kombinaci s úkolem sestavit a pak zabalit vybavení na noční základ, může to být přetažení. Ti z nás, kteří mají to štěstí, že mají observatoře, se nesetkávají s tímto posledním problémem, ale stále čelí počasí a obvykle limitům vlastního vybavení a oblohy.
Další možností je použití robotického dalekohledu. Z pohodlí vašeho domova můžete dělat neuvěřitelná pozorování, pořizovat vynikající astrofotografie a dokonce i klíčové příspěvky k vědě!
Hlavní prvky, které činí robotické dalekohledy přitažlivými pro mnoho amatérských astronomů, jsou založeny na 3 faktorech. První je, že nabízené vybavení je obvykle mnohem lepší než vybavení, které má amatér ve své domovské observatoři. Mnoho robotických komerčních dalekohledů má velkoformátové mono CCD kamery, připojené k vysoce přesným počítačově ovládaným držákům, s vynikající optikou nahoře, obvykle tato nastavení začínají v cenové kategorii 20 - 30 000 $ a mohou narůstat až do milionů dolarů .
V kombinaci s obvykle dobře definovanými a plynulými pracovními postupy, které navádějí i začínajícího uživatele pomocí rozsahu a následného získávání obrázků, automatickým zpracováním takových věcí, jako jsou tmavá a plochá pole, z něj činí mnohem jednodušší křivku učení pro mnoho mnoho z rozsahů specificky zaměřených na studenty raného ročníku školy.
Druhým faktorem je geografická poloha. Mnoho robotických stránek se nachází v místech, kde je průměrná srážka mnohem nižší, než například někde ve Velké Británii nebo na severovýchodě Spojených států. Místa jako Nové Mexiko a Chile zejména nabízejí po celý rok téměř úplně jasnou suchou oblohu. Robotické obory mají tendenci vidět více oblohy než většina amatérských nastavení, a protože jsou ovládány přes internet, nemusíte ani v zimních hlubinách venku chladit. Krása geografického umístění je taková, že v některých případech můžete svou astronomii udělat během dne, protože rozsahy mohou být na druhé straně světa.
Třetí je snadné použití, protože se nejedná pouze o rozumně slušný notebook a je vyžadováno pevné širokopásmové připojení. Jediné, čeho se musíte starat, je výpadek internetového připojení, nikoli selhání zařízení. Díky rozsahům, jako jsou Faulkes nebo Liverpool Telescopes, které používám hodně, je lze snadno ovládat z něčeho tak skromného jako netbook nebo dokonce z Android / iPad / iPhone. Problémy s výkonem procesoru obvykle přicházejí na zpracování obrazu poté, co jste vyfotografovali své obrázky.
Softwarové aplikace, jako je brilantní Maxim DL od společnosti Diffraction Limited, které se běžně používá pro zpracování obrazových snímků v amatérské i profesionální astronomii, zpracovává data souboru FITS, která robotické rozsahy doručí. To je obyčejně ve formátu, ve kterém jsou obrázky ukládány v profesionálních observatořích, a totéž platí pro mnoho domácích amatérských nastavení a robotických dalekohledů. Tento software vyžaduje poměrně rychlý počítač, aby fungoval efektivně, stejně jako ostatní zastánci zobrazovací komunity Adobe Photoshop. Existuje několik vynikajících a bezplatných aplikací, které lze použít místo těchto dvou bašt zobrazovacího bratrství, jako je vynikající Deep Sky stohovač a IRIS, spolu se zajímavě pojmenovaným „GIMP“, což je varianta na téma Photoshop, ale zdarma použití.
Někteří lidé mohou říci, že jen manipulace s obrazovými daty nebo dalekohledem přes internet snižuje skutečnou astronomii, ale profesionálští astronomové pracují den co den, obvykle jen dělají redukci dat z dalekohledů na druhé straně světa. Profesionálové mohou čekat roky, než se dostanou na čas dalekohledu, a dokonce pak, spíše než ve skutečnosti, že jsou součástí zobrazovacího procesu, budou odesílat zobrazovací běhy do observatoří a čekat, až se data přiblíží. (Pokud někdo chce argumentovat touto skutečností ... jen řekněte "Zkuste udělat astronomii okulárů s Hubbleem")
Proces používání a zobrazování robotickým dalekohledem stále vyžaduje úroveň dovednosti a odhodlání, aby byla zaručena dobrá noc pozorování, ať už jde o pěkné obrázky nebo skutečnou vědu, nebo obojí.
Umístění Místo Poloha
Poloha robotického dalekohledu je kritická, jako kdybyste si chtěli představit některé zázraky jižní polokoule, které ti z nás ve Velké Británii nebo Severní Americe nikdy neuvidí z domova, pak si musíte vybrat vhodně umístěný rozsah . Pro přístup je také důležitá denní doba, pokud systém oborů neumožňuje přístup ke správě front offline, kdy jej naplánujete, aby pro vás provedl svá pozorování a jen čekal na výsledky. Některé dalekohledy využívají rozhraní v reálném čase, kde doslova ovládáte rozsah živě z počítače, obvykle prostřednictvím rozhraní webového prohlížeče. Takže v závislosti na tom, kde na světě je, můžete být v práci, nebo to může být ve velmi nezdravé hodině v noci, než budete mít přístup k dalekohledu, stojí za to zvážit to, když se rozhodnete, který robotický systém chcete být část.
Dalekohledy jako dvojče Faulkes 2-metry, které jsou založeny na havajském ostrově Maui, na vrcholu hory, a Siding Spring, Austrálie, vedle světově proslulé Anglo Australian Observatory, fungují během obvyklých školních hodin ve Velké Británii, což znamená noční čas v místech, kde žijí obory. To je ideální pro děti v západní Evropě, které si přejí používat vědeckou odbornou technologii ve třídě, i když rozsahy Faulkes používají také školy a vědci na Havaji.
Typ rozsahu / kamery, který se rozhodnete použít, nakonec také určí, o co jde. Některé robotické rozsahy jsou konfigurovány s širokoúhlým velkoformátovým CCD snímačem připojeným k rychlým teleskopům s nízkým ohniskovým poměrem. Jsou perfektní pro vytváření velkých nebe, které zahrnují mlhoviny a větší galaxie, jako je Messier 31 v Andromedě. Pro zobrazovací soutěže, jako je soutěž Astronomický fotograf roku, jsou tyto široké pole ideální pro krásné nebe, které mohou vytvořit.
Rozsahy jako Faulkes Telescope North, i když má obrovské zrcadlo 2m (téměř stejné velikosti jako u Hubbleova kosmického dalekohledu), je konfigurováno pro menší zorná pole, doslova pouze kolem 10 oblouků, které se skvěle vejdou do objektů jako Messier 51, Whirpool Galaxy, ale pro zobrazení něčeho podobného úplňku by pořídil mnoho samostatných snímků (kdyby na to byl nastaven Faulkes North, což není). Výhodou je velikost clony a obrovská citlivost CCD. Náš tým, který je používá, je obvykle schopen zobrazit velikost pohybujícího se objektu +23 (kometa nebo asteroid) za minutu pomocí červeného filtru!
Zorné pole s rozsahem, jako jsou dvojice Faulkesových oborů, které vlastní a provozuje LCOGT, je ideální pro menší objekty hluboké oblohy a mé vlastní zájmy, které jsou komety a asteroidy. Mnoho dalších výzkumných projektů, jako jsou exoplanety a studium proměnných hvězd, jsou prováděné pomocí těchto dalekohledů. Mnoho škol začíná zobrazovat mlhoviny, menší galaxie a kulovité shluky, s naším cílem v projektové kanceláři dalekohledu Faulkes, aby se studenti rychle přesunuli k práci založené na vědě a zároveň si ji udrželi. Pro imagery jsou mozaikové přístupy schopné vytvářet větší pole, ale to samozřejmě zabere více zobrazení a zabití dalekohledem.
Každý robotický systém má svůj vlastní soubor křivek učení a každý může trpět technickými nebo povětrnostními problémy, jako je jakýkoli složitý stroj nebo elektronický systém. Vědět něco o tom, jak začít zobrazovací proces, sedět na jiných pozorovacích relacích o věcech, jako je Slooh, to vše pomáhá. Také se ujistěte, že znáte své cílové zorné pole / velikost na obloze (obvykle buď ve správném vzestupu a deklinaci), nebo že některé systémy mají „řízený režim prohlídky“ s pojmenovanými objekty, a ujistěte se, že jste připraveni přesunout rozsah do co nejrychleji získat obrázky. S komerčními robotickými obory je čas opravdu peníze.
Časopisy jako Astronomy Now ve Velké Británii, stejně jako Astronomy a Sky and Telescope ve Spojených státech a Austrálii jsou vynikajícími zdroji, jak zjistit více, protože ve svých článcích pravidelně uvádějí robotické zobrazování a rozsahy. Online fóra, jako je cloudynights.com a stargazerslounge.com, mají také tisíce aktivních členů, z nichž mnozí pravidelně používají robotické rozsahy a mohou poskytovat rady ohledně zobrazování a používání, a existují specializované skupiny pro robotickou astronomii, jako je online astronomická společnost. Vyhledávače také poskytnou užitečné informace o tom, co je k dispozici.
K získání přístupu k nim vyžaduje většina robotických rozsahů jednoduchý registrační proces a poté může mít uživatel omezený volný přístup, což je obvykle úvodní nabídka, nebo může začít platit za čas. Rozsahy přicházejí v různých velikostech a kvalitě fotoaparátu, čím lepší jsou, obvykle čím více zaplatíte. Faulkesův dalekohled (pro školy) a Bradford Robotic rozsah nabízejí školám a uživatelům škol a astronomickým společnostem bezplatný přístup, stejně jako projekt Micro Observatory financovaný NASA. Komerční, jako jsou iTelescope, Slooh a Lightbuckets, nabízejí řadu dalekohledů a zobrazovacích možností, s celou řadou cenových modelů od náhodných přístrojů po výzkumné přístroje a zařízení.
A co moje vlastní použití robotických dalekohledů?
Osobně používám hlavně rozsahy Faulkes North a South, jakož i dalekohled Liverpool La Palma. Spolupracoval jsem s týmem projektu Faulkes Telescope Project již několik let a je skutečnou ctí mít takový přístup k výzkumné úrovni. Náš tým také používá síť iTelescope, když je obtížné získat objekty pomocí rozsahů Faulkes nebo Liverpool, i když s menšími clonami jsme omezenější v našem výběru cílů, pokud jde o velmi slabé objekty typu asteroidů nebo komet.
Poté, co jsem byl pozván na schůzky v poradní funkci pro Faulkes, jsem byl koncem roku 2011 jmenován pro programovým manažerem, koordinoval projekty s amatéry a dalšími výzkumnými skupinami. Co se týče veřejného dosahu, představil jsem svou práci na konferencích a veřejných informačních aktivitách pro Faulkes a chystáme se zahájit nový a vzrušující projekt s Evropskou vesmírnou agenturou, pro kterou pracuji také jako vědecký spisovatel.
Moje použití Faulkesových a Liverpoolových rozsahů je primárně pro zotavení komety, měření (fotometrie prachu / kómatu a zahájení spektroskopie) a detekční práce, ty klíčové zájmy ledové sluneční soustavy. V této oblasti jsem v roce 2010 objevil rozdělení Cometu C2007 / Q3 a úzce jsem spolupracoval s amatérským pozorovacím programem spravovaným NASA pro kometu 103P, kde byly moje obrázky uváděny v National Geographic, The Times, BBC Television a také NASA na jejich tiskové konferenci pro událost 103P před setkáním v JPL.
Zrcátka 2m mají obrovský světelný úchop a za velmi krátkou dobu mohou dosáhnout velmi slabých hodnot. Když se pokoušíte najít nové komety nebo obnovit oběžné dráhy na těch stávajících, je skutečná pocta schopna si představit pohybující se terč v magnitudě 23 do 30 let. Jsem také šťastný, že mohu spolupracovat se dvěma výjimečnými lidmi v Itálii, Giovanni Sostero a Ernesto Guido, a udržujeme blog naší práce, a jsem součástí výzkumné skupiny CARA, která se zabývá měřením komety a prachu, s prací v odborných výzkumných dokumentech, jako jsou Astrophysical Journal Letters a Icarus.
Zobrazovací proces
Při pořizování snímku samotného se proces začíná opravdu dříve, než budete mít přístup k oboru. Znalost zorného pole, čeho chcete dosáhnout, je kritická, stejně jako znalost schopností daného objektu a kamery, a co je důležité, zda objekt, který chcete zobrazit, je viditelný z místa / času, kdy jste ' Budu to používat.
První věc, kterou bych udělal, kdybych začal znovu, je prohlédnout si archivy dalekohledu, které jsou obvykle volně k dispozici, a uvidíme, co si ostatní zobrazili, jak si je zobrazili z hlediska filtrů, doby expozice atd., A pak to porovnejte s vašimi vlastní cíle.
V ideálním případě, vzhledem k tomu, že v mnoha případech bude čas drahý, ujistěte se, že pokud usilujete o slabý hluboký nebeský objekt s jemnou mlhovinou, nevyberete si noc s jasným Měsícem na obloze, ani s úzkopásmovými filtry , může to omezit konečnou kvalitu obrazu a vaše volba rozsahu / kamery bude ve skutečnosti představovat, co chcete. Nezapomeňte, že jiní mohou chtít používat stejné dalekohledy, proto si je naplánujte a rezervujte včas. Když je Měsíc jasný, mnoho komerčních robotických prodejců oboru nabízí zlevněné sazby, což je skvělé, pokud zobrazujete něco jako kulovité shluky, které na měsíční svit nemají vliv (jako by řekla mlhovina)
Plánování dopředu je obvykle nezbytné, protože víte, že váš objekt je viditelný a ne příliš blízko limitům horizontu, které může rozsah stanovit, ideálně vybírá objekty tak vysoko, jak je to možné, nebo stoupá, aby vám poskytl dostatek času pro zobrazování. Jakmile je vše hotovo, závisí postup zobrazování rozsahu na tom, který z nich si vyberete, ale s něčím, jako je Faulkes, je to stejně jednoduché jako výběr cíle / FOV, otočení rozsahu, nastavení filtru a poté doba expozice a poté čekání na obrázek, který má přijít.
Počet pořízených snímků závisí na čase, který máte. Obvykle se při zobrazování komety pomocí Faulkes pokusím pořídit mezi 10 a 15 snímky pro detekci pohybu a dát mi dost dobrého signálu pro následnou redukci vědeckých dat. Nezapomeňte však, že obvykle pracujete s mnohem dokonalejším vybavením, než jaké máte doma, a doba potřebná k zobrazení objektu pomocí domácího nastavení bude u dalekohledu 2 m mnohem kratší. Dobrým příkladem je, že plnobarevný obrázek s vysokým rozlišením něčeho, jako je orelská mlhovina, lze získat během několika minut na Faulkes, v úzkopásmovém režimu, což by obvykle trvalo několik hodin na typickém dalekohledu.
Pro zobrazování nepohybujícího se cíle můžete získat více snímků s plnou barvou nebo s vybraným filtrem (vodíkový alfa je běžně používaný s Faulkes pro mlhovinu). Při barevném zobrazování jsou tři filtry na samotném dalekohledu seskupeny do sady RGB, takže není nutné nastavovat každé barevné pásmo. Obvykle bych přidal vrstvu jasu s H-Alpha, pokud se jedná o emisní mlhovinu, nebo možná několik dalších červených obrázků, pokud to není pro jas. Po dokončení běhu zobrazování se data obvykle ukládají na server, abyste je mohli sbírat, a poté, co stáhnete soubory FITS, zkombinujte obrázky pomocí Maxim (nebo jiného vhodného softwaru) a poté se připojte k něčemu, jako je Photoshop, a vytvořte konečný barevný obrázek. Čím více snímků pořídíte, tím lepší bude kvalita signálu proti šumu v pozadí, a tím plynulejší a jemnější finální snímek.
Mezi výstřely se jedinou věcí, která se obvykle změní, budou filtry, ledaže by sledoval pohybující se cíl a možná expoziční čas, protože některé filtry potřebují méně času k získání potřebného množství světla. Například u obrázku H-Alpha / OIII / SII obvykle snímáte mnohem déle se SII, protože emise s mnoha objekty je v tomto pásmu slabší, zatímco mnoho mlhovin hluboké oblohy emituje silně v H-Alpha.
Samotný obrázek
Stejně jako u jakéhokoli zobrazování objektů hluboké oblohy se nebojte se zahodit pomocné rámečky nízké kvality (kratší expozice, které při stohování vytvářejí konečnou dlouhou expozici). Mohlo by to být ovlivněno cloudem, satelitními trasami nebo jakýmkoli počtem faktorů, jako je tomu, že autoguider na dalekohledu nefunguje správně. Zachovejte dobré záběry a pomocí nich získejte tak dobrý datový rámec skládaný RAW, jak jen můžete. Pak je vše v pořádku, abyste mohli posílat nástroje pro zpracování v produktech, jako je Maxim / Photoshop / Gimp, kde byste upravovali barvy, úrovně, křivky a případně pomocí doplňků vylepšili zaostření nebo snížili šum. Pokud vás zajímá čistě věda, pravděpodobně většinu těchto kroků přeskočíte a budete chtít pouze dobrá, kalibrovaná obrazová data (odečtená tmavá a rovná pole a zkreslení)
Strana zpracování je velmi důležitá při pořizování záběrů pro estetickou hodnotu, jak se zdá, je zřejmé, ale mnoho lidí ji může přehánět zpracováním obrazu, snížením dopadu a / nebo hodnoty původních dat. Většina amatérských obrázků obvykle tráví zpracováním více času než skutečné zobrazování, ale to se liší, může to být od hodin až po doslova dny vyladění. Při zpracování roboticky pořízeného snímku se obvykle provádí kalibrace tmavého a plochého pole. První věc, kterou udělám, je přístup k datovým sadám jako soubory FITS a jejich přenesení na Maxim DL. Zde zkombinuji a upravím histogram na obrázku, možné spuštění několika iterací algoritmu de-konvoluce, pokud počáteční body nebudou tak těsné (možná kvůli problémům s viděním té noci).
Jakmile jsou obrázky zpřísněny a poté nataženy, uložím je jako soubory FITS a pomocí bezplatné aplikace FITS Liberator je přivedeme do Photoshopu. Zde bude na každém kanálu provedena další redukce šumu a úprava kontrastu / úrovně a křivky. Spuštění sady akcí známé jako Noelsovy akce (sada vynikajících akcí Noela Carboniho, jednoho z předních světových odborníků na zobrazování) může také vylepšit konečný individuální červený zelený a modrý kanál (a kombinovaný barevný kanál).
Poté zkombinuji obrázky pomocí vrstev do finálního barevného záběru, upravím to pro vyvážení barev a kontrast. Pravděpodobně spuštěn konektor pro vylepšení zaostření a další redukce šumu. Poté je publikujte prostřednictvím flickr / facebook / twitter a / nebo se odevzdejte do časopisů / časopisů nebo vědeckých výzkumných prací v závislosti na konečném cíli / cílech.
Serendipity může být skvělá věc
Sám jsem se k tomu dostal náhodou ... V březnu 2010 jsem viděl příspěvek v diskusní skupině, že Comet C / 2007 Q3, tehdejší objekt o velikosti 12-14, procházel blízko galaxie a vedl by vedle sebe zajímavý záběr ze širokého pole. Tento víkend jsem pomocí vlastní observatoře zobrazil kometu několik nocí a všiml jsem si výrazné změny v ocasu a jasu komety zejména během dvou nocí.
Člen BAA (British Astronomical Association), který viděl moje obrázky, se poté zeptal, zda je předložím ke zveřejnění. Rozhodl jsem se však prozkoumat toto rozjasnění o něco dále, a protože jsem měl ten týden přístup k Faulkesům, rozhodl se zaměřit na 2m rozsah na tuto kometu, abych zjistil, zda se něco neobvyklého stalo. První obrázky přišly, a já jsem ihned po jejich načtení na Maxim DL a úpravě histogramu zjistil, že se zdálo, že malý fuzzy blob sleduje pohyb komety těsně za ní. Měřil jsem oddělení jako jen několik obloukových sekund a poté, co jsem na něj několik minut zíral, jsem se rozhodl, že se to mohlo fragmentovat.
Kontaktoval jsem Faulkes Telescope control, který mě kontaktoval s ředitelem sekce komety BAA, který laskavě přihlásil toto pozorování téhož dne. Pak jsem se obrátil na časopis Astronomy Now, který skočil na příběh a obrázky a okamžitě šel s ním tisknout na svých webových stránkách. Následující dny byl mediální rozruch doslova neuvěřitelný.
Rozhovory s celostátními novinami, BBC Radio, pokrytí televizní show Sky at Night BBC, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopie byly jen některé z novinek / médií, které zachytily příběh. udělal velký astronomický objev ze svého stolu pomocí robotického rozsahu. To mě následně vedlo ke spolupráci se členy projektu AOP s misijním týmem EPOXI NASA / University of Maryland na zobrazování a získávání údajů o světelné křivce pro kometu 103P koncem roku 2010, což opět vedlo k článkům a obrázkům v National Geographic, The Times a dokonce i mé obrázky, které NASA použila ve svých tiskových briefingech, vedle obrázků z Hubbleova kosmického dalekohledu. Žádosti o předplatné do projektu Faulkes Telescope Project v důsledku mých objevů vzrostly o stovky% z celého světa.
celkem
Robotické dalekohledy mohou být zábavné, mohou vést k úžasným věcem. Tento minulý rok, studentka pracovní zkušenosti, pro kterou jsem byl mentorem v rámci projektu Faulkes Telescope Project, zobrazil několik oblastí, které jsme jí přiřadili, kde náš tým poté našel desítky nových a nekatalogizované asteroidy a také se jí podařilo zobrazit fragmentaci komety. Fotografování hezkých snímků je zábavné, ale bzučení pro mě přichází se skutečným vědeckým výzkumem, v němž se nyní zabývám, a je to cesta, na kterou se snažím zůstat pravděpodobně po zbytek svého astronomického života. Pro studenty a lidi, kteří nemají schopnost vlastnit dalekohled kvůli finančním nebo možná lokalizačním omezením, je to fantastický způsob, jak dělat skutečnou astronomii, pomocí skutečného vybavení, a doufám, že při čtení tohoto, jste vyzváni, abyste vyzkoušejte tyto fantastické robotické dalekohledy.
