Використання та отримання максимальної користі від роботизованої астрономії
Хоча ніщо в галузі аматорської астрономії не переживає почуття перебування на вулиці, дивлячись на зірки, погодній погоді з багатьма з нас доводиться стикатися в різні пори року, поєднуючись із завданням налаштувати, а потім упакувати обладнання щоночі. Основа, може бути перетягуванням. Тим із нас пощастило, що обсерваторії не стикаються з цим останнім питанням, але все ж стикаються з погодою та зазвичай межами власного обладнання та неба.
Ще один варіант, який слід врахувати, - це використання роботизованого телескопа. З комфорту вашого будинку ви можете робити неймовірні спостереження, робити видатні астрофотографії та навіть робити ключовий внесок у науку!
Основні елементи, які роблять роботизовані телескопи привабливими для багатьох астрономів-аматорів, ґрунтуються на трьох факторах. Перше - це те, що зазвичай пропонується обладнання, як правило, значно перевершує те, що любитель має у своїй домашній обсерваторії. Багато робототехнічних комерційних телескопних систем мають моноформатичні CCD-камери великого формату, підключені до високоточних комп'ютерних кріплень, з чудовою оптикою на вершині, як правило, ці установки починаються з цінових діапазонів від 20 до 30 000 доларів і можуть досягати мільйонів доларів .
У поєднанні із звичайно чітко визначеними та текучими процесами робочого процесу, які керують навіть початківцем користувачем за допомогою використання області застосування, а потім отримання зображень, автоматично обробляючи такі речі, як темні та плоскі поля, значно полегшує криву навчання для багатьох людей, за допомогою багато областей спеціально орієнтовані на учнів початкових класів.
Другий фактор - географічне положення. Багато робототехнічних майданчиків розташовані в місцях, де середня кількість опадів набагато нижча, ніж, наприклад, у Великобританії чи Північно-Східній частині США, наприклад, у таких місцях, як Нью-Мексико та Чилі, які пропонують майже цілі чисті сухе небо цілий рік. Роботизовані прилади, як правило, бачать більше неба, ніж більшість аматорських налаштувань, і, оскільки вони контролюються через Інтернет, ви самі навіть не повинні холодно надворі в глибині зими. Краса аспекту географічного розташування полягає в тому, що в деяких випадках ви можете займатися своєю астрономією в денний час, оскільки сфери дії можуть бути на іншому боці світу.
Третє - це простота використання, оскільки це не що інше, як досить пристойний ноутбук і міцне широкосмугове з'єднання, яке потрібно. Єдине, про що ви повинні турбуватися, - це припинення з’єднання з Інтернетом, а не спрацьовування обладнання. У таких областях, як телескопи Фолкеса або Ліверпуль, ті, якими я користуюсь дуже багато, ними легко керувати з чогось такого скромного, як нетбук або навіть Android / iPad / iPhone. Проблеми з кінськими силами процесора, як правило, зводяться до обробки зображень після того, як ви зробили фотографії.
Програмні програми, такі як геніальний Maxim DL від Diffraction Limited, який зазвичай використовується для обробки зображень в аматорській та навіть професійній астрономії, обробляє дані файлу FITS, які доставлять роботизовані області застосування. Зазвичай зображення формату зберігаються в професійних обсерваторіях, і те саме стосується багатьох домашніх аматорських установок і роботизованих телескопів. Це програмне забезпечення вимагає досить швидко працюючого ПК для ефективної роботи, як і інший прихильник спільноти зображень, Adobe Photoshop. Є кілька чудових і безкоштовних додатків, які можна використовувати замість цих двох бастіонів братства для зображень, як-от відмінний укладальник Deep Sky та IRIS, а також цікаво названий "GIMP", який є варіантом на тему Photoshop, але безкоштовно використання.
Деякі люди можуть сказати, що обробка даних про зображення або телескоп через Інтернет погіршує справжню астрономію, але це те, як професійні астрономи працюють день у день, зазвичай це робиться лише для зменшення даних у телескопів, розташованих з іншого боку світу. Професіонали можуть чекати років, щоб отримати час телескопа, і навіть тоді, а не бути фактично частиною процесу візуалізації, вони подаватимуть програми обстеження в обсерваторії та чекатимуть, коли дані з'являться. (Якщо хтось хоче заперечити цей факт… просто скажіть "Спробуйте робити окулярну астрономію з Хабблом")
Процес використання та зображень за допомогою роботизованого телескопа все ще вимагає рівня майстерності та відданості, щоб гарантувати спокійну ніч спостереження, будь то для гарних фотографій чи реальної науки чи обох.
Місцезнаходження Місцезнаходження
Місце роботизованого телескопа є критичним, як якщо б ви хотіли зобразити деякі чудеса Південної півкулі, яких ми з Великобританії чи Північної Америки ніколи не побачимо з дому, то вам потрібно буде вибрати відповідний розміщення сфери . Час дня також важливий для доступу, якщо система застосувань не дозволяє підходити до керування чергою в режимі офлайн, за допомогою якого ви плануєте його робити свої спостереження та просто чекати результатів. Деякі телескопи використовують інтерфейс у режимі реального часу, де ви буквально керуєте сферою дії на вашому комп’ютері, як правило, через інтерфейс веб-браузера. Тож залежно від того, де в світі ви перебуваєте, ви можете працювати, або це може бути в дуже нездорову годину ночі, перш ніж ви зможете отримати доступ до свого телескопа, варто врахувати це, коли ви вирішите, якою робототехнічною системою ви хочете стати частина.
Телескопи, такі як двометрові прилади Фолкеса, засновані на гавайському острові Мауї на вершині гори та Сайдинг-Весна, Австралія, поряд зі всесвітньо відомою обсерваторією Англо Австралії, працюють у звичайні шкільні години у Великобританії, що означає нічний час у місцях проживання областей. Це ідеально підходить для дітей із Західної Європи, які бажають використовувати професійні технології дослідницького класу в класі, хоча сфери Фолкеса також використовуються школами та дослідниками на Гаваях.
Тип сфери / камери, яку ви вирішите використовувати, в кінцевому рахунку також визначить, що це ви на зображення. Деякі роботизовані прилади налаштовані на широкоформатному широкоформатному ПЗЗ, підключеному до швидких телескопів із низьким фокусним співвідношенням. Вони ідеально підходять для створення великих небесних вікон, що охоплюють туманності та великі галактики, як Мессьє 31 в Андромеді. Для змагань із зображеннями, таких як конкурс «Фотограф року астрономії», ці широкі області поля ідеально підходять для красивих скріншотів, які вони можуть створити.
Області на зразок телескопа Фолкеса на північ, навіть якщо воно має величезне 2 м (майже такого ж розміру, як і на космічному телескопі Хаббла), налаштоване для менших полів зору, буквально лише на 10 арцимінут, які чудово вмістяться в об'єкти як Messier 51, галактика Вірпул, але буде зроблено багато окремих зображень, щоб зобразити щось на зразок повного Місяця (Якби Фолкес Північ був створений для цього, що це не так). Його перевагою є розмір діафрагми та величезна чутливість CCD. Зазвичай наша команда, що використовує їх, здатна зобразити об'єкт, що рухається величиною +23 (комета або астероїд) за хвилину, використовуючи також червоний фільтр!
Поле зору з такою сферою дії, як області близнюків Фолкеса, якими володіє і керується компанією LCOGT, ідеально підходить для менших об'єктів глибокого неба та моїх власних інтересів - комети та астероїди. Багато інших дослідницьких проектів, таких як екзопланети та дослідження змінних зірок У багатьох школах запускаються зображення туманностей, менших галактик та кульових скупчень, з нашою метою в офісі проекту Фолекс Телескоп, щоб швидше перенести студентів на більш наукову роботу, зберігаючи це весело. Для зображень можливі мозаїчні підходи для створення більших полів, але це, очевидно, займе більше зображень, і телескоп знищив час.
Кожна робототехнічна система має власний набір кривих навчання, і кожна може страждати від технічних або погодних труднощів, як будь-яка складна частина техніки або електронна система. Познайомити трохи про процес візуалізації для початку, посидіти на інших сесіях спостереження за такими речами, як Slooh, все допомагає. Також переконайтеся, що ви знаєте своє цільове поле зору / розмір на небі (як правило, у правильному підйомі та відхиленні), або в деяких системах є «режим керованого туру» з названими об’єктами, і переконайтеся, що ви можете бути готовими перемістити область на як можна швидше, щоб отримати зображення. З комерційними робототехнічними сферами час справді - це гроші.
Такі журнали, як "Астрономія зараз" у Великобританії, а також "Астрономія та Небо" та "Телескоп" у США та Австралії - прекрасні ресурси для того, щоб дізнатися більше, оскільки вони регулярно містять роботизовані зображення та сфери застосування у своїх статтях. Інтернет-форуми, як cloudnights.com та stargazerslounge.com, також мають тисячі активних членів, багато з яких регулярно використовують робототехнічні прилади та можуть давати поради щодо зображень та використання, а також є спеціалізовані групи для роботизованої астрономії, такі як Інтернет-астрономічне товариство. Пошукові системи також дадуть корисну інформацію про те, що є в наявності.
Щоб отримати доступ до них, для більшості роботодавчих областей потрібен простий процес реєстрації, і тоді користувач може мати обмежений безкоштовний доступ, що зазвичай є вступною пропозицією, або просто почати платити за час. Області застосування різних розмірів і якості камери, чим вони краще, тим більше ви платите. Для користувачів освіти та шкіл, а також для астрономічних товариств, телескоп Фолкеса (для шкіл) і робоча область Бредфорда пропонують безкоштовний доступ, як і проект мікро обсерваторії NASA, який фінансується NASA. Комерційні, такі як iTelescope, Slooh та Lightbuckets, пропонують широкий спектр телескопів та варіантів візуалізації, із широким розмаїттям цінових моделей, починаючи від повсякденних до дослідницьких класів та обладнання.
То як щодо власного використання робототехнічних телескопів?
Особисто я використовую в основному сфери Фолкеса на півночі та півдні, а також телескоп Ліверпуль Ла Пальма. Я вже декілька років працюю з командою Проекту Телескопа, і справжня честь мати такий доступ до інтрументації дослідницького класу. Наша команда також використовує мережу iTelescope, коли об’єкти важко отримати за допомогою приладів Фолкеса або Ліверпуля, хоча з меншими діафрагмами ми обмежені в нашому цільовому виборі, коли мова йде про дуже слабкі об'єкти астероїдів або комет.
Після того, як мене запросили на зустрічі в якості консультативної ролі Фолкеса, наприкінці 2011 року мене призначили керівником програми, координуючи проекти з аматорами та іншими дослідницькими групами. Щодо публічної пропаганди, я представив свою роботу на конференціях та публічних виїзних заходах для Фолкеса, і ми збираємось розпочати новий захоплюючий проект з Європейським космічним агентством, над яким я працюю також як письменник науки.
Моє використання приладів Фолкеса та Ліверпуля в першу чергу для відновлення комет, вимірювання (фотометрія пилу / кома та прийом на спектроскопію) та роботи з виявлення, мої ключові інтереси викликають крижані проміжки сонячної системи. У цій галузі я спільно виявив розкол комети C2007 / Q3 в 2010 році і тісно співпрацював з програмою спостереження за любителями, керованою НАСА, для комети 103P, де мої зображення були представлені в National Geographic, The Times, BBC Television і також використовувалися NASA на їх прес-конференції з приводу 103P перед зустрічі в JPL.
Дзеркала 2 м мають величезне світло, і вони можуть досягти дуже слабких розмірів за дуже мало часу. При спробі відшукати нові комети або відновити орбіти на існуючих, можливість зобразити рухому ціль величиною 23 у віці до 30 років - справжня благо. Мені також пощастило працювати разом з двома винятковими людьми в Італії, Джованні Состеро та Ернесто Гвідо, і ми підтримуємо блог нашої роботи, і я є членом дослідницької групи CARA, яка працює над коматозною комою та вимірюванням пилу, і працюю над цими науково-дослідними роботами, такими як "Astrophysical Journal Letters" та "Icarus".
Процес візуалізації
Під час зйомки самого зображення процес починається дійсно до того, як ви отримаєте доступ до області застосування. Знаючи поле зору, чого саме ви хочете досягти, дуже важливо, як і знання можливостей відповідного обсягу та камери, і що важливо, незалежно від того, чи об’єкт, який ви хочете зобразити, видно з місця / часу, коли ви Я буду використовувати його.
Перше, що я б зробив, якщо почати знову - перегляньте архіви телескопа, які зазвичай є у вільному доступі, і подивіться, що зобразили інші, як вони зробили знімки на фільтрах, час експозиції тощо, а потім зіставте це з вашим власні цілі.
В ідеалі, враховуючи, що в багатьох випадках час буде дорогим, переконайтесь, що якщо ви прагнете до слабкого об’єкта глибокого неба з похмурою туманністю, ви не виберете ніч з яскравим Місяцем на небі, навіть із вузькосмуговими фільтрами , це може погіршити остаточну якість зображення, і те, що ваш вибір сфери / камери насправді буде відображати те, що ви хочете. Пам'ятайте, що інші можуть також скористатися тими ж телескопами, тому плануйте заздалегідь і бронюйте рано. Коли Місяць яскравий, багато постачальників комерційних робототехнічних областей пропонують знижену ставку. Це чудово, якщо ви можете зобразити щось на зразок кульових скупчень, на які не впливає місячне світло (як скажімо, туманність)
Планування вперед зазвичай важливо, знаючи, що ваш об’єкт видимий і не надто близький до будь-яких меж горизонту, який може накласти область, в ідеалі підбираючи об’єкти якомога вище або піднімаючись, щоб дати вам багато часу на зображення. Після того, як це все зроблено, то наступний процес візуалізації діапазону залежить від того, який з них ви виберете, але з чимось на зразок Faulkes це так просто, як вибір цілі / FOV, вимкнення області, встановлення фільтра, а потім час експозиції, а потім очікування зображення для вступу.
Кількість знятих знімків залежить від вашого часу. Зазвичай при зображенні комети за допомогою Фолкеса я спробую зробити від 10 до 15 зображень, щоб виявити рух, і дати мені достатньо хорошого сигналу для зменшення наукових даних, що випливає з цього. Завжди пам’ятайте, що, як правило, ви працюєте з надзвичайно чудовим обладнанням, ніж у вас вдома, і часу, необхідного для зображення об’єкта за допомогою домашніх налаштувань, буде набагато менше, ніж 2-метровий телескоп. Хорошим прикладом є те, що повнокольорове зображення високої роздільної здатності на зразок туманності орла можна отримати за лічені хвилини на Фолке, у вузькосмуговому режимі, що зазвичай займає години на типовому задньому дворі телескопа.
Для зображення нерухливої цілі, чим більше знімків у повному кольорі або з обраним вами фільтром (Водородний Альфа є загальновживаним, який має туманність Фолкеса), ви можете отримати краще. Під час кольорового зображення три фільтри самого телескопа згруповані в набір RGB, тому вам не потрібно встановлювати кожен кольоровий діапазон. Зазвичай я додаю шар яскравості з H-Alpha, якщо це туманність випромінювання, або, можливо, ще кілька червоних зображень, якщо вони не для яскравості. Після завершення запуску візуалізації дані зазвичай розміщуються на сервері для збору, а потім після завантаження файлів FITS комбінуйте зображення за допомогою Maxim (або іншого відповідного програмного забезпечення), а потім увімкніть щось на зразок Photoshop, щоб зробити остаточне кольорове зображення. Чим більше знімків ви зробите, тим краща якість сигналу на тлі фонового шуму, а отже, більш плавний і відшліфований остаточний знімок.
Між знімками єдине, що зазвичай змінюється - це фільтри, якщо не відстежувати рухому ціль і, можливо, час експозиції, оскільки деяким фільтрам потрібно менше часу, щоб отримати необхідну кількість світла. Наприклад, із зображенням H-Alpha / OIII / SII, ви зазвичай зображуєте набагато довше за допомогою SII, оскільки випромінювання з багатьма об'єктами слабкіше в цій смузі, тоді як багато туманності глибокого неба сильно виділяються в H-Alpha.
Сам Зображення
Як і будь-яке зображення об'єктів глибокого неба, не бійтеся викидати низькоякісні підкадри (більш короткі експозиції, які складають остаточну довгу експозицію при складанні). На них можуть впливати хмара, супутникові траси або будь-яка кількість факторів, наприклад, що автовідер на телескопі працює неправильно. Зберігайте хороші кадри та використовуйте їх, щоб отримати максимально гарний кадр даних із складеним RAW. Тоді все зводиться до публікації інструментів для обробки в таких продуктах, як Maxim / Photoshop / Gimp, де ви можете налаштувати кольори, рівні, криві та, можливо, використовувати плагіни для загострення фокусу чи зменшення шуму. Якщо вас зацікавила чиста наука, ви, мабуть, пропустите більшість цих кроків і просто захочете отримати добрі, калібровані дані зображення (віднімання темного та плоского поля, а також зміщення)
Сторона обробки дуже важлива при зйомці знімків для естетичної цінності, здається очевидною, але багато людей можуть переборщити з обробкою зображень, зменшуючи вплив та / або значення вихідних даних. Зазвичай більшість аматорських знімачів витрачає більше часу на обробку, ніж фактичне зображення, але це різниться, це може бути від декількох годин до буквально днів, роблячи налаштування. Зазвичай при обробці зображення, зробленого роботом, проводиться калібрування темного та плоского поля. Перше, що я повинен зробити - це отримати доступ до наборів даних у вигляді файлів FITS і донести їх до Maxim DL. Тут я з’єднаю і відрегулюю гістограму на зображенні, можливо, виконуючи кілька ітерацій алгоритму деконволюції, якщо початкові точки не такі щільні (можливо, через бачення проблем тієї ночі).
Після того, як зображення затягнуться і потім розтягнуться, я збережу їх як файли FITS, а за допомогою безкоштовного додатка FITS Liberator перенесу їх у Photoshop. Тут додаткове регулювання рівня шуму та регулювання контрастності / рівня та кривої буде здійснюватися на кожному каналі, виконуючи набір дій, відомих як дії Noels (набір чудових дій Ноеля Карбоні, одного з головних світових експертів із візуалізації) також може покращити заключні індивідуальні червоно-зелені та сині канали (та комбінований кольоровий).
Потім я складу зображення за допомогою шарів у кольоровий фінальний знімок, коригуючи це для балансу кольорів та контрасту. Можливо, увімкнено роз'єм для підвищення фокусу та подальше зниження шуму. Потім публікуйте їх через flickr / facebook / twitter та / або подайте у журнали / журнали чи науково-дослідні роботи залежно від кінцевої мети / цілей.
Serendipity може бути чудовою справою
Я потрапив до цього зовсім випадково…. У березні 2010 року я бачив публікацію на групі новин, що Comet C / 2007 Q3, на той час об'єктом величиною 12-14, проходив поблизу галактики і зробив би цікаве широке поле поруч. Ті вихідні, використовуючи власну обсерваторію, я зобразив комету протягом декількох ночей, і помітив помітну зміну хвоста і яскравості комети, зокрема, протягом двох ночей.
Член БАА (Британська астрономічна асоціація), побачивши мої зображення, потім запитав, чи я надішлю їх для публікації. Однак я вирішив трохи дослідити це освітлення, і, як на тому тижні я мав доступ до Фолкеса, вирішив вказати 2-метрова зону на цю комету, щоб побачити, чи відбувається щось незвичне. Перші зображення з'явилися, і я одразу, завантаживши їх у Максим DL та відкоригувавши гістограму, помітив, що невеликий нечіткий краплинка, що відслідковує рух комети безпосередньо за нею. Я виміряв поділ лише декількома дуговими секундами, і, поглянувши на нього кілька хвилин, вирішив, що він, можливо, роздробився.
Я зв’язався з контролером телескопа Фолкеса, який зв’язав мене з директором секції комет BAA, який люб’язно записав це спостереження того ж дня. Тоді я зв’язався з журналом Astronomy Now, який перестрибнув на історію та образи та негайно перейшов до неї на своєму веб-сайті. Наступні дні медіа-фурор був цілком буквально неймовірним.
Інтерв'ю з національними газетами, радіо BBC, висвітлення телевізійного шоу BBC Sky at Night, телеканал Discovery, Радіо Гаваї, Ефіопія були лише кількома новинами / ЗМІ, які сприйняли цю історію. Новини стали глобальними, що любитель мав зробив велике астрономічне відкриття зі свого столу, використовуючи робототехнічну область. Потім це призвело до того, що я працював з членами проекту AOP з командою місії NASO / University of Maryland EPOXI над зображенням та отриманням даних кривої світла для комети 103P наприкінці 2010 року, що знову призвело до статей та зображень у National Geographic, The Times і навіть мої зображення, використані НАСА у своїх брифінгах разом із зображеннями з космічного телескопа Хаббла. Запити на підписку на телескоп Faulkes в результаті моїх відкриттів зросли на сотні відсотків у всьому світі.
Підводячи підсумок
Робототехнічні телескопи можуть бути цікавими, вони можуть призвести до дивовижних речей. Цього минулого року студентка з досвіду роботи, для якої я був наставником проекту телескопа Фолкеса, зобразила кілька полів, які ми їй призначили, де наша команда знайшла десятки нових і не каталогізованих астероїдів, і їй також вдалося зобразити фрагмент комети. Робити гарні фотографії - це цікаво, але для мене справжнє наукове дослідження, яким я зараз займаюся, і це шлях, на якому я маю на меті залишитися напевно до кінця свого астрономічного життя. Студентам та людям, які не мають можливості володіти телескопом через фінансові або можливо обмежені місця, це фантастичний спосіб зробити справжню астрономію, використовуючи реальне обладнання, і я сподіваюся, читаючи це, вам рекомендується спробуйте ці фантастичні роботизовані телескопи.
