Utilizzare e ottenere il massimo dall'astronomia robotica
Mentre nulla nel campo dell'astronomia amatoriale batte la sensazione di essere fuori a guardare le stelle, il tempo inclemente che molti di noi devono affrontare in vari periodi dell'anno, combinato con il compito di installare e quindi riporre l'attrezzatura in una notte base, può essere una resistenza. Quelli di noi abbastanza fortunati da avere osservatori non affrontano quest'ultima questione, ma affrontano comunque il tempo e di solito i limiti delle nostre attrezzature e dei cieli.
Un'altra opzione da considerare è l'uso di un telescopio robotico. Dalla comodità di casa tua puoi fare osservazioni incredibili, scattare fantastiche foto astratte e persino dare contributi chiave alla scienza!
Gli elementi principali che rendono i telescopi robotici attraenti per molti astronomi dilettanti si basano su 3 fattori. Il primo è che di solito l'equipaggiamento offerto è di gran lunga superiore a quello che l'amatore ha nel suo osservatorio di casa. Molti dei sistemi robotici di telescopi commerciali, hanno telecamere CCD mono di grande formato, collegate a supporti controllati da computer ad alta precisione, con un'ottica superba in cima, in genere queste configurazioni iniziano nella fascia di prezzo da $ 20- $ 30.000 e possono arrivare a milioni di dollari .
Combinato con processi di flusso di lavoro generalmente ben definiti e fluidi che guidano anche un utente inesperto attraverso l'uso dell'ambito e quindi l'acquisizione di immagini, gestendo automaticamente cose come campi scuri e piatti, rende una curva di apprendimento molto più facile anche per molti, con molti degli scopi specifici per gli studenti delle scuole elementari.
Il secondo fattore è la posizione geografica. Molti dei siti robotici si trovano in luoghi in cui le precipitazioni medie sono molto più basse rispetto a quelle di un luogo come il Regno Unito o gli Stati Uniti nord-orientali, ad esempio, con luoghi come il Nuovo Messico e il Cile, in particolare, che offrono cieli asciutti quasi completamente chiari tutto l'anno. Gli ambiti robotici tendono a vedere più cielo della maggior parte delle installazioni amatoriali e, poiché vengono controllati su Internet, tu stesso non devi nemmeno fare freddo fuori in inverno. La bellezza dell'aspetto della posizione geografica è che in alcuni casi, puoi fare la tua astronomia durante il giorno, poiché gli ambiti potrebbero essere dall'altra parte del mondo.
Il terzo è la facilità d'uso, in quanto non è altro che un laptop ragionevolmente decente e una solida connessione a banda larga che è richiesta. L'unica cosa di cui devi preoccuparti è la caduta della connessione a Internet, non il mancato funzionamento delle apparecchiature. Con ambiti come i telescopi Faulkes o Liverpool, quelli che uso molto, possono essere controllati da qualcosa di modesto come un netbook o anche un Android / iPad / iPhone, facilmente. I problemi con la potenza della CPU di solito dipendono dall'elaborazione delle immagini dopo aver scattato le foto.
Applicazioni software come il brillante Maxim DL di Diffraction Limited, che viene comunemente utilizzato per l'elaborazione di immagini in astronomia amatoriale e persino professionale, gestisce i dati dei file FITS che verranno forniti dagli ambiti robotici. Questo è comunemente il formato in cui le immagini vengono salvate con osservatori professionisti, e lo stesso vale per molte configurazioni amatoriali domestiche e telescopi robotici. Questo software richiede un PC abbastanza veloce per funzionare in modo efficiente, così come l'altro membro della comunità dell'imaging, Adobe Photoshop. Esistono alcune applicazioni superbe e gratuite che possono essere utilizzate al posto di questi due bastioni della comunità di imaging, come l'eccellente impilatore Deep Sky e IRIS, insieme all'interessante nome "GIMP" che è variante sul tema di Photoshop, ma libero di uso.
Alcune persone potrebbero dire che la semplice gestione dei dati di immagine o di un telescopio su Internet toglie la vera astronomia, ma è così che gli astronomi professionisti lavorano giorno dopo giorno, di solito semplicemente riducendo i dati dai telescopi situati dall'altra parte del mondo. I professionisti possono aspettare anni per ottenere il tempo del telescopio, e anche in questo caso invece di far parte effettivamente del processo di imaging, invieranno gli esami di imaging agli osservatori e attenderanno il roll-in dei dati. (Se qualcuno vuole discutere di questo fatto ... dì solo "Prova a fare l'astronomia dell'oculare con l'Hubble")
Il processo di utilizzo e imaging con un telescopio robotico richiede ancora un livello di abilità e dedizione per garantire una buona notte di osservazione, sia che si tratti di belle immagini o di vera scienza o di entrambi.
Posizione Posizione Posizione
La posizione di un telescopio robotico è fondamentale come se volessi immaginare alcune delle meraviglie dell'emisfero australe, che quelli di noi nel Regno Unito o nel Nord America non vedranno mai da casa, quindi dovrai scegliere un ambito adeguato . Anche l'ora del giorno è importante per l'accesso, a meno che il sistema dell'ambito non consenta un approccio di gestione delle code offline, in base al quale lo pianifichi per fare le tue osservazioni per te e attendi solo i risultati. Alcuni telescopi utilizzano un'interfaccia in tempo reale, in cui puoi controllare letteralmente l'oscilloscopio dal tuo computer, in genere tramite un'interfaccia del browser web. Quindi, a seconda di dove si trova il mondo, potresti essere al lavoro o potrebbe essere in un'ora molto malsana della notte prima di poter accedere al tuo telescopio, vale la pena considerare questo quando decidi quale sistema robot desideri essere parte di.
Telescopi come i telescopi gemelli Faulkes da 2 metri, che si basano sull'isola hawaiana di Maui, in cima a una montagna, e Siding Spring, in Australia, vicino al famoso Anglo Australian Observatory, operano durante le normali ore di scuola nel Regno Unito, il che significa notte nelle posizioni in cui vivono gli ambiti. Questo è perfetto per i bambini dell'Europa occidentale che desiderano utilizzare la tecnologia professionale di ricerca della classe, sebbene gli ambiti Faulkes siano utilizzati anche da scuole e ricercatori delle Hawaii.
Il tipo di ambito / fotocamera che scegli di utilizzare determinerà anche quale sia la tua immagine. Alcuni telescopi robotici sono configurati con CCD di grande formato di ampio campo collegati a telescopi veloci a basso rapporto focale. Questi sono perfetti per creare ampie vedute del cielo che comprendono nebulose e galassie più grandi come Messier 31 in Andromeda. Per le competizioni di imaging come la competizione Astronomy Photographer of the Year, questi ampi ambiti di campo sono perfetti per gli splendidi paesaggi che possono creare.
Ambiti come il Faulkes Telescope North, anche se ha un enorme specchio di 2m (quasi della stessa dimensione di quello del telescopio spaziale Hubble), è configurato per campi visivi più piccoli, letteralmente solo circa 10 arcminuti, che si adatteranno perfettamente agli oggetti come Messier 51, la Galassia di Whirpool, ma prenderebbe molte immagini separate per immaginare qualcosa come la Luna Piena (se Faulkes North fosse impostato per quello, che non lo è). Il vantaggio è la dimensione dell'apertura e l'immensa sensibilità CCD. In genere il nostro team che li usa è in grado di immaginare un oggetto in movimento di magnitudo +23 (cometa o asteroide) in meno di un minuto usando anche un filtro rosso!
Un campo visivo con uno scopo come i gemelli Faulkes, che sono posseduti e gestiti da LCOGT è perfetto per oggetti di cielo profondo più piccoli e per i miei interessi che sono comete e asteroidi. Molti altri progetti di ricerca come gli esopianeti e lo studio di stelle variabili sono condotti utilizzando questi telescopi. Molte scuole iniziano a immaginare nebulose, piccole galassie e ammassi globulari, con il nostro obiettivo nell'ufficio del Faulkes Telescope Project, per far sì che gli studenti passino rapidamente a un lavoro più basato sulla scienza, mantenendolo divertente. Per gli imager, gli approcci a mosaico sono possibili per creare campi più grandi, ma questo ovviamente richiederà più tempo di rotazione delle immagini e del telescopio.
Ogni sistema robotico ha il proprio set di curve di apprendimento e ognuna può soffrire di difficoltà tecniche o meteorologiche, come qualsiasi macchinario complesso o sistema elettronico. Conoscere un po 'il processo di imaging per cominciare, sedersi sulle sessioni di osservazione di altri su cose come Slooh, tutto aiuta. Assicurati anche di conoscere il tuo campo visivo / dimensioni target sul cielo (di solito in ascensione e declinazione a destra) o che alcuni sistemi hanno una "modalità tour guidato" con oggetti nominati e assicurati di essere pronto a spostare l'ambito su il più rapidamente possibile, per ottenere immagini. Con gli ambiti robotici commerciali, il tempo è davvero denaro.
Riviste come Astronomy Now nel Regno Unito, così come Astronomia e Sky e Telescope negli Stati Uniti e in Australia sono risorse eccellenti per saperne di più, in quanto presentano regolarmente immagini robotiche e ambiti nei loro articoli. Forum online come cloudynights.com e stargazerslounge.com hanno anche migliaia di membri attivi, molti dei quali usano regolarmente ambiti robotici e possono fornire consigli sull'imaging e sull'uso, e ci sono gruppi dedicati per l'astronomia robotica come la Società Astronomica Online. I motori di ricerca forniranno anche informazioni utili su ciò che è disponibile pure.
Per accedervi, la maggior parte degli ambiti robotici richiede un semplice processo di registrazione, quindi l'utente può avere un accesso gratuito limitato, che di solito è un'offerta introduttiva, o semplicemente iniziare a pagare per tempo. Gli ambiti sono disponibili in varie dimensioni e qualità della fotocamera, meglio sono, di solito più si paga. Per gli utenti dell'istruzione e della scuola, nonché per le società astronomiche, il telescopio Faulkes (per le scuole) e l'ambito Bradford Robotic offrono entrambi accesso gratuito, così come il progetto Micro Observatory finanziato dalla NASA. Quelli commerciali come iTelescope, Slooh e Lightbuckets offrono una gamma di telescopi e opzioni di imaging, con una vasta gamma di modelli di prezzo da strumentazione e strutture casual a quelle di ricerca.
E che dire del mio uso dei telescopi robotici?
Personalmente utilizzo principalmente i telescopi Faulkes North e South, nonché il Liverpool La Palma Telescope. Ho lavorato con il team di Faulkes Telescope Project ormai da alcuni anni ed è un vero onore avere un tale accesso alle informazioni di livello di ricerca. Il nostro team utilizza anche la rete iTelescope quando gli oggetti sono difficili da ottenere utilizzando gli ambiti Faulkes o Liverpool, anche se con aperture più piccole, siamo più limitati nella nostra scelta del bersaglio quando si tratta di asteroidi o oggetti di tipo cometa molto deboli.
Dopo essere stato invitato a riunioni a titolo consultivo per Faulkes, alla fine del 2011 sono stato nominato responsabile del programma pro am, coordinando i progetti con i dilettanti e altri gruppi di ricerca. Per quanto riguarda la divulgazione pubblica, ho presentato il mio lavoro a conferenze ed eventi di sensibilizzazione pubblica per Faulkes e stiamo per intraprendere un nuovo ed entusiasmante progetto con l'Agenzia spaziale europea per la quale lavoro anche come scrittore scientifico.
Il mio uso di Faulkes e degli ambiti di Liverpool è principalmente per il recupero di comete, la misurazione (fotometria di polvere / coma e l'imbarco sulla spettroscopia) e il lavoro di rilevamento, quegli interlopers di sistema solare ghiacciato sono il mio interesse chiave. In quest'area, ho scoperto la cometa C2007 / Q3 che si è divisa nel 2010 e ho lavorato a stretto contatto con il programma di osservazione amatoriale gestito dalla NASA per la cometa 103P, dove le mie immagini erano presenti su National Geographic, The Times, BBC Television e utilizzate anche dalla NASA alla loro conferenza stampa per l'evento pre-incontro 103P al JPL.
Gli specchi da 2 m hanno un'enorme presa di luce e possono raggiungere magnitudini molto deboli in pochissimo tempo. Quando si tenta di trovare nuove comete o recuperare orbite su quelle esistenti, essere in grado di immaginare un bersaglio in movimento a magnitudo 23 in meno di 30 anni è un vero vantaggio. Ho anche la fortuna di lavorare a fianco di due persone eccezionali in Italia, Giovanni Sostero ed Ernesto Guido, e manteniamo un blog del nostro lavoro, e faccio parte del gruppo di ricerca CARA che lavora sulla misurazione del coma e della polvere di cometa, con il nostro lavoro su articoli di ricerca professionale come Astrophysical Journal Letters e Icarus.
Il processo di imaging
Quando si acquisisce l'immagine stessa, il processo inizia davvero prima di avere accesso all'ambito. Conoscere il campo visivo, ciò che si desidera ottenere è fondamentale, così come conoscere le capacità dell'ambito e della fotocamera in questione e, soprattutto, se l'oggetto che si desidera immagini è visibile o meno dalla posizione / tempo in cui si ' Lo userò.
La prima cosa che farei se ricominciare da capo è guardare attraverso gli archivi del telescopio, che di solito sono disponibili gratuitamente, e vedere cosa hanno immaginato gli altri, come sono stati immaginati in termini di filtri, tempi di esposizione ecc., E poi confrontarli con i tuoi propri obiettivi.
Idealmente, dato che in molti casi il tempo sarà costoso, assicurati che se stai mirando a un debole oggetto del cielo profondo con una nebulosità tenue, non scegli una notte con una luna luminosa nel cielo, anche con filtri a banda stretta , ciò può ostacolare la qualità finale dell'immagine e che la scelta dell'ambito / della fotocamera in realtà rappresenterà ciò che si desidera. Ricorda che anche altri potrebbero voler usare gli stessi telescopi, quindi pianifica in anticipo e prenota in anticipo. Quando la Luna è luminosa, molti dei fornitori di ambito robotico commerciale offrono tariffe scontate, il che è fantastico se stai immaginando qualcosa come ammassi globulari, che non sono influenzati dalla luce della luna (come direbbe una nebulosa)
La pianificazione in avanti è di solito essenziale, sapendo che il tuo oggetto è visibile e non troppo vicino ai limiti dell'orizzonte che l'ambito può imporre, selezionando idealmente gli oggetti il più in alto possibile o aumentando per darti un sacco di tempo di imaging. Una volta fatto tutto, seguire il processo di imaging dell'oscilloscopio dipende da quale si sceglie, ma con qualcosa come Faulkes, è semplice come selezionare il target / FOV, ruotare l'oscilloscopio, impostare il filtro, quindi il tempo di esposizione e quindi attendere l'immagine per entrare.
Il numero di scatti effettuati dipende dal tempo che hai. Di solito, quando immagino una cometa usando Faulkes, cercherò di scattare tra 10 e 15 immagini per rilevare il movimento, e mi darà abbastanza buon segnale per la riduzione dei dati scientifici che segue. Ricorda comunque che di solito lavori con apparecchiature di gran lunga superiori a quelle che hai a casa e che il tempo impiegato per immaginare un oggetto usando la tua configurazione domestica sarà molto meno con un telescopio da 2m. Un buon esempio è che un'immagine a colori ad alta risoluzione di qualcosa come la Nebulosa Aquila può essere ottenuta in pochi minuti su Faulkes, in banda stretta, qualcosa che di solito richiederebbe ore su un tipico telescopio da cortile.
Per l'imaging di un bersaglio non in movimento, più scatti a colori o con il filtro scelto (l'idrogeno alfa è quello comunemente usato con Faulkes per la nebulosa) puoi ottenere il meglio. Durante l'imaging a colori, i tre filtri sul telescopio stesso sono raggruppati in un set RGB, quindi non è necessario impostare ciascuna banda di colore. Di solito aggiungo uno strato di luminanza con H-Alpha se è una nebulosa di emissione, o forse qualche altra immagine rossa se non è per la luminanza. Una volta completata la corsa di imaging, i dati vengono generalmente posizionati su un server per essere raccolti, quindi dopo aver scaricato i file FITS, combinare le immagini utilizzando Maxim (o altro software adatto) e quindi su qualcosa come Photoshop per rendere il immagine a colori finale. Maggiore è il numero di immagini acquisite, migliore è la qualità del segnale rispetto al rumore di fondo, quindi uno scatto finale più fluido e lucido.
Tra gli scatti l'unica cosa che di solito cambierà saranno i filtri, a meno che non venga tracciato un bersaglio in movimento, e possibilmente il tempo di esposizione, poiché alcuni filtri impiegano meno tempo per ottenere la quantità necessaria di luce. Ad esempio con un'immagine H-Alpha / OIII / SII, in genere l'immagine è molto più lunga con SII poiché l'emissione con molti oggetti è più debole in questa banda, mentre molte nebulose del cielo profondo emettono fortemente nell'H-Alpha.
L'immagine stessa
Come con qualsiasi immagine di oggetti del cielo profondo, non abbiate paura di gettare sottotitoli di scarsa qualità (le esposizioni più brevi che vanno a costituire l'esposizione lunga finale quando impilate). Questi potrebbero essere influenzati da cloud, scie satellitari o qualsiasi numero di fattori, ad esempio il fatto che l'autoguider sul telescopio non funzioni correttamente. Mantieni i buoni scatti e usa quelli per ottenere il miglior frame di dati RAW in pila possibile. Quindi dipende tutto dagli strumenti di post-elaborazione in prodotti come Maxim / Photoshop / Gimp, in cui è possibile regolare i colori, i livelli, le curve e possibilmente utilizzare i plug-in per rendere più nitida la messa a fuoco o ridurre il rumore. Se è pura scienza a cui sei interessato, probabilmente salterai la maggior parte di questi passaggi e desideri solo dati di immagine calibrati e buoni (sottrazione di campi scuri e piatti e distorsione)
Il lato dell'elaborazione è molto importante quando si scattano foto per un valore estetico, sembra ovvio, ma molte persone possono esagerare con l'elaborazione delle immagini, riducendo l'impatto e / o il valore dei dati originali. Di solito la maggior parte dei riproduttori amatoriali impiegano più tempo nell'elaborazione rispetto all'imaging reale, ma questo varia, può essere da ore a giorni letteralmente a fare modifiche. In genere, quando si elabora un'immagine presa in modo robotico, viene eseguita la calibrazione del campo scuro e piatto. La prima cosa che faccio è accedere ai set di dati come file FITS e portarli su Maxim DL. Qui unirò e regolerò l'istogramma sull'immagine, eseguendo più iterazioni di un algoritmo di de-convoluzione se i punti di partenza non sono così stretti (forse a causa di problemi riscontrati quella notte).
Una volta che le immagini saranno rese più strette e poi allungate, le salverò come file FITS e, usando l'applicazione gratuita FITS Liberator, le porterò in Photoshop. Qui, su ogni canale, verranno eseguite ulteriori riduzioni del rumore e regolazioni di contrasto / livello e curva, eseguendo una serie di azioni note come azioni Noels (una suite di azioni superbe di Noel Carboni, uno dei maggiori esperti di imaging al mondo) che può anche migliorare canali individuali rosso verde e blu finali (e quello combinato di colore).
Quindi, comporrò le immagini usando i livelli in uno scatto finale a colori, regolandolo per bilanciamento e contrasto del colore. Possibilmente con un plug-in per migliorare la messa a fuoco e ulteriore riduzione del rumore. Quindi pubblicarli tramite flickr / facebook / twitter e / o inviare a riviste / riviste o articoli di ricerca scientifica a seconda dell'obiettivo / degli obiettivi finali.
La serenità può essere una cosa meravigliosa
Sono entrato in questo caso per caso ... Nel marzo 2010, avevo visto un post su un newsgroup che la cometa C / 2007 Q3, un oggetto di magnitudo 12-14 all'epoca, stava passando vicino a una galassia e avrebbe realizzato un interessante ampio campo affiancato. Quel fine settimana, usando il mio osservatorio, ho immaginato la cometa per diverse notti e ho notato un netto cambiamento nella coda e nella luminosità della cometa in due notti in particolare.
Un membro della BAA (British Astronomical Association), vedendo le mie immagini, ha quindi chiesto se le avrei presentate per la pubblicazione. Decisi tuttavia di indagare un po 'più su questo schiarimento e, dato che avevo accesso ai Faulkes quella settimana, decisi di puntare la portata di 2m su questa cometa, per vedere se stava accadendo qualcosa di insolito. Sono arrivate le prime immagini e subito dopo averle caricate su Maxim DL e regolato l'istogramma, ho notato che una piccola macchia sfocata sembrava seguire il movimento della cometa proprio dietro di essa. Ho misurato la separazione in pochi secondi d'arco, e dopo averlo fissato per alcuni minuti, ho deciso che potrebbe essersi frammentata.
Ho contattato il controllo di Faulkes Telescope, che mi ha messo in contatto con il direttore della sezione cometa della BAA, che ha gentilmente registrato questa osservazione lo stesso giorno. Ho quindi contattato la rivista Astronomy Now, che è balzata sulla storia e sulle immagini e subito è andata in stampa con essa sul loro sito web. I giorni seguenti il furore dei media è stato letteralmente incredibile.
Interviste con giornali nazionali, BBC Radio, Copertura sul programma televisivo Sky at Night della BBC, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopia erano solo alcuni dei media / notiziari che hanno raccolto la storia .. la notizia divenne globale che un dilettante aveva fece una grande scoperta astronomica dalla sua scrivania usando un ambito robotico. Questo mi ha portato a lavorare con i membri del progetto AOP con il team di missione EPOXI della NASA / Università del Maryland sull'imaging e ottenere dati sulla curva della luce per la cometa 103P alla fine del 2010, che ha portato di nuovo a articoli e immagini su National Geographic, The Times e persino le mie immagini utilizzate dalla NASA nei loro briefing con la stampa, insieme alle immagini del telescopio spaziale Hubble. Le richieste di abbonamento a Faulkes Telescope Project a seguito delle mie scoperte sono aumentate di centinaia del% da tutto il mondo.
In sintesi
I telescopi robotici possono essere divertenti, possono portare a cose straordinarie, lo scorso anno, uno studente di esperienza lavorativa per cui sono stato mentore con il Progetto Telescopio Faulkes, fotografato diversi campi che le avevamo assegnato, dove il nostro team ha poi trovato dozzine di nuovi e asteroidi non catalogati, e anche lei riuscì a immaginare una frammentazione di una cometa. Scattare belle foto è divertente, ma il brusio per me arriva con la vera ricerca scientifica in cui sono ora impegnato, ed è un percorso su cui intendo rimanere probabilmente per il resto della mia vita astronomica. Per gli studenti e le persone che non hanno la capacità di possedere un telescopio a causa di vincoli finanziari o possibilmente di posizione, è un modo fantastico di fare vera astronomia, usando attrezzatura reale, e spero che, leggendo questo, sei incoraggiato a prova questi fantastici telescopi robotici.
