Het maximale uit robotastronomie halen en halen
Hoewel niets op het gebied van amateurastronomie beter is dan het gevoel buiten naar de sterren te kijken, is het slechte weer waar velen van ons op verschillende tijdstippen van het jaar mee te maken krijgen, gecombineerd met de taak om apparatuur op te zetten en vervolgens 's nachts in te pakken basis, kan een belemmering zijn. Degenen onder ons hebben het geluk dat observatoria dat laatste probleem niet onder ogen zien, maar nog steeds worden geconfronteerd met het weer en meestal de grenzen van onze eigen uitrusting en lucht.
Een andere optie om te overwegen is het gebruik van een robottelescoop. Vanuit het comfort van uw huis kunt u ongelooflijke waarnemingen doen, uitstekende astrofoto's maken en zelfs belangrijke bijdragen aan de wetenschap leveren!
De belangrijkste elementen die robottelescopen aantrekkelijk maken voor veel amateurastronomen zijn gebaseerd op drie factoren. De eerste is dat de aangeboden apparatuur doorgaans veel beter is dan die van de amateur in hun huisobservatorium. Veel van de commerciële robottelescoopsystemen hebben grootformaat mono CCD-camera's, aangesloten op uiterst nauwkeurige computergestuurde bevestigingen, met uitstekende optiek bovenop, meestal beginnen deze instellingen in de prijsklasse van $ 20- $ 30.000 en kunnen ze oplopen tot miljoenen dollars .
Gecombineerd met meestal goed gedefinieerde en vloeiende workflowprocessen die zelfs een beginnende gebruiker door het gebruik van het bereik en vervolgens het verwerven van afbeeldingen leiden, waarbij automatisch zaken als donkere en vlakke velden worden verwerkt, wordt het voor velen ook een veel gemakkelijkere leercurve, met veel van de scopes zijn specifiek gericht op leerlingen van de basisschool.
De tweede factor is de geografische locatie. Veel van de robotsites bevinden zich op plaatsen waar de gemiddelde regenval veel lager is dan bijvoorbeeld ergens in het VK of het noordoosten van de Verenigde Staten, met plaatsen als New Mexico en Chili in het bijzonder die het hele jaar door vrijwel volledig heldere droge lucht bieden. Robotic scopes hebben de neiging om meer lucht te zien dan de meeste amateuropstellingen, en aangezien ze via internet worden bediend, hoef je zelf niet eens koud te worden buiten in de winter. Het mooie van het geografische locatie-aspect is dat je in sommige gevallen overdag je astronomie kunt doen, omdat de scopes zich aan de andere kant van de wereld kunnen bevinden.
De derde is gebruiksgemak, omdat het niets meer is dan een redelijk nette laptop en een solide breedbandverbinding die vereist is. Het enige waar u zich zorgen over hoeft te maken, is dat uw internetverbinding wegvalt en niet dat uw apparatuur niet werkt. Met telescopen zoals de Faulkes of Liverpool-telescopen, die ik veel gebruik, kunnen ze gemakkelijk worden bediend vanaf zoiets bescheidens als een netbook of zelfs een Android / iPad / iPhone. De problemen met CPU-paardenkracht komen meestal neer op de beeldverwerking nadat je je foto's hebt gemaakt.
Softwaretoepassingen zoals de briljante Maxim DL van Diffraction Limited, die vaak wordt gebruikt voor nabewerking van afbeeldingen in amateur- en zelfs professionele astronomie, verwerkt de FITS-bestandsgegevens die robotscopes zullen leveren. Dit is meestal het formaat van afbeeldingen die worden opgeslagen met professionele observatoria, en hetzelfde geldt voor veel thuis amateuropstellingen en robottelescopen. Deze software vereist een redelijk snelle pc om efficiënt te werken, net als de andere trouwe van de beeldgemeenschap, Adobe Photoshop. Er zijn een aantal fantastische en gratis applicaties die kunnen worden gebruikt in plaats van deze twee bastions van de beeldvormende broederschap, zoals de uitstekende Deep Sky-stacker en IRIS, samen met de interessant genaamde "GIMP", die een variant is op het Photoshop-thema, maar gratis om gebruik.
Sommige mensen zeggen misschien dat alleen het omgaan met beeldgegevens of een telescoop via internet afbreuk doet aan echte astronomie, maar het is hoe professionele astronomen dag in dag uit werken, meestal alleen door gegevensreductie uit te voeren met telescopen aan de andere kant van de wereld. Professionals kunnen jaren wachten om telescooptijd te krijgen, en zelfs dan zullen ze, in plaats van daadwerkelijk deel uit te maken van het beeldvormingsproces, beeldruns indienen bij observatoria en wachten tot de gegevens binnenkomen. (Als iemand dit wil beweren ... zeg dan gewoon "Probeer astronomie van het oculair met de Hubble")
Het proces van gebruik en beeldvorming met een robottelescoop vereist nog steeds een vaardigheidsniveau en toewijding om een goede nacht van observatie te garanderen, of het nu gaat om mooie foto's of echte wetenschap of beide.
Locatie Locatie Locatie
De locatie van een robottelescoop is van cruciaal belang, alsof u enkele van de wonderen van het zuidelijk halfrond wilt zien, die wij in het VK of Noord-Amerika nooit vanuit huis zullen zien, dan moet u een geschikte telescoop kiezen . Tijd van de dag is ook belangrijk voor toegang, tenzij het scopesysteem een offline wachtrijbeheerbenadering mogelijk maakt, waarbij u het plant om uw observaties voor u te doen en gewoon op de resultaten te wachten. Sommige telescopen maken gebruik van een realtime interface, waarbij u de scope letterlijk live vanaf uw computer bestuurt, meestal via een webbrowserinterface. Dus afhankelijk van waar ter wereld het is, bent u mogelijk aan het werk, of is het 's nachts op een zeer ongezond uur voordat u toegang krijgt tot uw telescoop, het is de moeite waard om dit te overwegen wanneer u beslist welk robotsysteem u wilt zijn deel van.
Telescopen zoals de twee Faulkes-scopen van 2 meter, die zijn gebaseerd op het Hawaiiaanse eiland Maui, bovenop een berg, en Siding Spring, Australië, naast het wereldberoemde Anglo Australian Observatory, werken tijdens de gebruikelijke schooluren in het VK, wat betekent 's nachts op de locaties waar de scopes leven. Dit is perfect voor kinderen in West-Europa die professionele professionele technologie uit de klas willen gebruiken, hoewel de Faulkes-scopes ook worden gebruikt door scholen en onderzoekers in Hawaï.
Het type scope / camera dat je kiest te gebruiken, zal uiteindelijk ook bepalen wat je beeld is. Sommige robotic scopes zijn geconfigureerd met wide field grootformaat CCD's die zijn aangesloten op snelle telescopen met een lage brandpuntsafstand. Deze zijn perfect voor het creëren van grote vergezichten met nevels en grotere sterrenstelsels zoals Messier 31 in Andromeda. Voor beeldvormingswedstrijden zoals de Astronomy Photographer of the Year-wedstrijd, zijn deze wide-field scopes perfect voor de prachtige skyscapes die ze kunnen creëren.
Scopes zoals de Faulkes Telescope North, ook al heeft deze een enorme spiegel van 2 m (bijna dezelfde grootte als die op de Hubble Space Telescope), is geconfigureerd voor kleinere gezichtsvelden, letterlijk slechts ongeveer 10 boogminuten, die mooi in objecten passen zoals Messier 51, de Whirpool Galaxy, maar zou veel afzonderlijke afbeeldingen maken om zoiets als de volle maan weer te geven (als Faulkes North daarvoor was opgezet, en dat is het niet). Het voordeel is de grootte van het diafragma en de immense CCD-gevoeligheid. Doorgaans kan ons team dat ze gebruikt een bewegend object met een magnitude +23 (komeet of asteroïde) in minder dan een minuut afbeelden met behulp van een rood filter!
Een gezichtsveld met een bereik zoals de twee Faulkes-scopes, die eigendom zijn van en worden beheerd door LCOGT, is perfect voor kleinere deep sky-objecten en mijn eigen interesses, die kometen en asteroïden zijn. Veel andere onderzoeksprojecten zoals exoplaneten en de studie van variabele sterren zijn uitgevoerd met behulp van deze telescopen. Veel scholen beginnen met het in beeld brengen van nevels, kleinere sterrenstelsels en bolhopen, met als doel op het Faulkes Telescope Project-kantoor, om studenten snel over te laten stappen naar meer wetenschappelijk werk, terwijl het leuk blijft. Voor imagers zijn mozaïekbenaderingen mogelijk om grotere velden te creëren, maar dit zal uiteraard meer beeldvorming en telescoopzwenktijd in beslag nemen.
Elk robotsysteem heeft zijn eigen set leercurven en elk kan technische of weersgerelateerde problemen hebben, zoals elk complex stuk machine of elektronisch systeem. Een beetje afweten van het beeldvormingsproces om mee te beginnen, het bijwonen van andermans observatiesessies over zaken als Slooh, helpt allemaal. Zorg er ook voor dat u uw beoogde gezichtsveld / grootte aan de hemel kent (meestal in rechte klimming en declinatie) of dat sommige systemen een "begeleide tourmodus" hebben met benoemde objecten, en zorg ervoor dat u klaar kunt zijn om het bereik te verplaatsen naar het zo snel mogelijk om beeldvorming te krijgen. Met de commerciële robotscopes is tijd echt geld.
Tijdschriften zoals Astronomy Now in het VK, en Astronomy en Sky and Telescope in de Verenigde Staten en Australië zijn uitstekende bronnen om meer te weten te komen, aangezien ze regelmatig robotbeelden en scopes in hun artikelen bevatten. Online forums zoals cloudynights.com en stargazerslounge.com hebben ook duizenden actieve leden, van wie velen regelmatig robotic scopes gebruiken en advies kunnen geven over beeldvorming en gebruik, en er zijn speciale groepen voor robotastronomie zoals de Online Astronomical Society. Zoekmachines geven ook nuttige informatie over wat er beschikbaar is.
Om er toegang toe te krijgen, vereisen de meeste roboticakijkers een eenvoudig aanmeldingsproces, en dan kan de gebruiker ofwel beperkte gratis toegang hebben, wat meestal een inleidend aanbod is, of gewoon beginnen te betalen voor tijd. De kijkers zijn er in verschillende maten en kwaliteit camera's, hoe beter ze zijn, hoe meer je betaalt. Zowel voor onderwijs- en schoolgebruikers als astronomische samenlevingen bieden The Faulkes Telescope (voor scholen) en de Bradford Robotic scope beide gratis toegang, evenals het door NASA gefinancierde Micro Observatory-project. Commerciële modellen zoals iTelescope, Slooh en Lightbuckets bieden een reeks telescopen en beeldvormingsopties, met een grote verscheidenheid aan prijsmodellen, van informele tot onderzoeksinstrumenten en faciliteiten.
Dus hoe zit het met mijn eigen gebruik van Robotic Telescopes?
Persoonlijk gebruik ik voornamelijk de Faulkes North- en South-telescopen, evenals de Liverpool La Palma-telescoop. Ik werk nu een paar jaar met het Faulkes Telescope Project-team en het is een hele eer om zo'n toegang te hebben tot instrumentatie voor onderzoek. Ons team gebruikt ook het iTelescope-netwerk wanneer objecten moeilijk te verkrijgen zijn met behulp van de Faulkes- of Liverpool-scopes, hoewel we met kleinere diafragma's beperkter zijn in onze doelkeuze als het gaat om zeer zwakke asteroïde- of komeetachtige objecten.
Na te zijn uitgenodigd voor vergaderingen met een adviserende rol voor Faulkes, werd ik eind 2011 aangesteld als pro-programmamanager, waarbij ik projecten coördineerde met amateurs en andere onderzoeksgroepen. Met betrekking tot publieke outreach heb ik mijn werk gepresenteerd op conferenties en publieke outreach-evenementen voor Faulkes en we staan op het punt een nieuw en opwindend project aan te gaan met de European Space Agency, voor wie ik werk, ook als wetenschappelijk schrijver.
Mijn gebruik van Faulkes en de Liverpool-scopes is voornamelijk voor het terugwinnen van kometen, het meten (stof / coma-fotometrie en het aangaan van spectroscopie) en detectiewerk, die ijzige indringers van het zonnestelsel zijn mijn belangrijkste interesse. Op dit gebied ontdekte ik de splitsing van komeet C2007 / Q3 in 2010 en werkte nauw samen met het amateurobservatieprogramma dat door NASA werd beheerd voor komeet 103P, waar mijn beelden te zien waren in National Geographic, The Times, BBC Television en ook werden gebruikt door NASA tijdens hun persconferentie voor het 103P-evenement voorafgaand aan de ontmoeting op JPL.
De 2m-spiegels hebben een enorme lichtinval en kunnen in zeer korte tijd zeer geringe afmetingen bereiken. Wanneer je probeert nieuwe kometen te vinden of banen van bestaande te herstellen, is het een echte zegen om een bewegend doelwit met een magnitude 23 onder de 30s in beeld te kunnen brengen. Ik heb ook het geluk om samen te werken met twee uitzonderlijke mensen in Italië, Giovanni Sostero en Ernesto Guido, en we onderhouden een blog van ons werk, en ik maak deel uit van de CARA-onderzoeksgroep die werkt aan komeetcoma en stofmetingen, met ons werk in professionele onderzoeksdocumenten zoals de Astrophysical Journal Letters en Icarus.
Het beeldvormingsproces
Bij het nemen van de afbeelding zelf begint het proces echt voordat je toegang hebt tot het bereik. Het gezichtsveld kennen, wat u wilt bereiken, is van cruciaal belang, evenals het kennen van de mogelijkheden van het bereik en de camera in kwestie, en belangrijker nog, of het object dat u wilt fotograferen al dan niet zichtbaar is vanaf de locatie / tijd dat u ' Ik gebruik het.
Het eerste wat ik zou doen als ik opnieuw zou beginnen, is door de archieven van de telescoop te kijken, die meestal vrij beschikbaar zijn, en te zien wat anderen hebben afgebeeld, hoe ze hebben gefotografeerd in termen van filters, belichtingstijden enz., En dat vervolgens te vergelijken met uw eigen doelen.
In het ideale geval, aangezien tijd in veel gevallen kostbaar zal zijn, moet u ervoor zorgen dat als u op zoek bent naar een vaag deep sky-object met zwakke neveligheid, u geen nacht kiest met een heldere maan aan de hemel, zelfs niet met smalbandfilters , dit kan de uiteindelijke beeldkwaliteit belemmeren en dat uw keuze van scope / camera in feite zal weergeven wat u wilt. Onthoud dat anderen misschien ook dezelfde telescopen willen gebruiken, dus plan vooruit en boek vroeg. Wanneer de maan helder is, bieden veel van de commerciële leveranciers van robotomgevingen kortingstarieven, wat geweldig is als je iets als bolvormige sterrenhopen voorstelt, die niet zo worden beïnvloed door het maanlicht (zoals een nevel zou zijn)
Vooruit plannen is meestal essentieel, wetende dat uw object zichtbaar is en niet te dicht bij eventuele horizonlimieten die de reikwijdte kan opleggen, idealiter objecten zo hoog mogelijk oppakken of stijgen om u voldoende beeldtijd te geven. Als dat allemaal klaar is, hangt het volgen van het beeldvormingsproces van de scope af van welke u kiest, maar met zoiets als Faulkes is het net zo eenvoudig als het selecteren van het doel / FOV, het draaien van de scope, het instellen van het filter en vervolgens de belichtingstijd en vervolgens wachten op het beeld om binnen te komen.
Het aantal gemaakte foto's hangt af van de tijd die je hebt. Meestal zal ik bij het afbeelden van een komeet met Faulkes proberen tussen de 10 en 15 beelden te nemen om de beweging te detecteren, en mij een voldoende goed signaal geven voor de wetenschappelijke gegevensreductie die volgt. Onthoud echter altijd dat u gewoonlijk met veel betere apparatuur werkt dan thuis, en dat het met een telescoop van 2 meter veel minder tijd kost om een object in beeld te brengen met uw thuisopstelling. Een goed voorbeeld is dat een full colour afbeelding in hoge resolutie van zoiets als de Adelaarsnevel binnen enkele minuten kan worden verkregen op Faulkes, in smalband, iets wat normaal gesproken uren zou duren op een typische achtertuintelescoop.
Voor het afbeelden van een niet-bewegend doelwit, hoe meer opnames in kleur of met het door u gekozen filter (Hydrogen Alpha is een veelgebruikte met Faulkes voor nevel), hoe beter. Bij kleurweergave worden de drie filters op de telescoop zelf gegroepeerd in een RGB-set, dus u hoeft niet elke kleurband in te stellen. Ik zou normaal gesproken een luminantielaag toevoegen met H-Alpha als het een emissienevel is, of misschien nog een paar rode afbeeldingen als het niet voor luminantie is. Zodra de afbeeldingsrun is voltooid, worden de gegevens meestal op een server geplaatst die u kunt verzamelen, en na het downloaden van de FITS-bestanden, combineert u de afbeeldingen met Maxim (of andere geschikte software) en vervolgens in iets als Photoshop om de uiteindelijke kleurenafbeelding. Hoe meer foto's je maakt, hoe beter de kwaliteit van het signaal tegen de achtergrondruis, en dus een vloeiendere en meer gepolijste eindopname.
Tussen opnamen is het enige dat gewoonlijk zal veranderen, filters, tenzij het volgen van een bewegend doel en mogelijk de belichtingstijd, aangezien sommige filters minder tijd nodig hebben om de vereiste hoeveelheid licht te krijgen. Bijvoorbeeld met een H-Alpha / OIII / SII-afbeelding, beeld je typisch veel langer af met SII omdat de emissie met veel objecten zwakker is in deze band, terwijl veel deep sky-nevels sterk uitstralen in de H-Alpha.
Het beeld zelf
Zoals met elke afbeelding van deep sky-objecten, wees niet bang om subframes van slechte kwaliteit weg te gooien (de kortere belichtingen die de uiteindelijke lange belichting vormen wanneer ze worden gestapeld). Deze kunnen worden beïnvloed door wolken, satellietsporen of een aantal factoren, zoals dat de autoguider op de telescoop niet correct werkt. Houd de goede foto's en gebruik die om een zo goed mogelijk RAW-gestapeld dataframe te krijgen. Dan komt het allemaal neer op nabewerkingstools in producten zoals Maxim / Photoshop / Gimp, waar u de kleuren, niveaus, curven zou aanpassen en mogelijk plug-ins zou gebruiken om de focus te verscherpen of ruis te verminderen. Als u geïnteresseerd bent in pure wetenschap, slaat u waarschijnlijk de meeste van die stappen over en wilt u gewoon goede, gekalibreerde afbeeldingsgegevens (donker en vlak veld afgetrokken, evenals bias)
De verwerkingskant is erg belangrijk bij het maken van foto's voor esthetische waarde, het lijkt voor de hand liggend, maar veel mensen kunnen het overdrijven met beeldverwerking, waardoor de impact en / of waarde van de originele gegevens wordt verminderd. Meestal besteden de meeste amateur-imagers meer tijd aan verwerking dan aan daadwerkelijke beeldvorming, maar dit varieert, het kan van uren tot letterlijk dagen zijn om aanpassingen te doen. Bij het verwerken van een robotachtig gemaakte afbeelding worden de donkere en vlakke veldkalibratie meestal uitgevoerd. Het eerste wat ik doe, is toegang krijgen tot de datasets als FITS-bestanden en deze naar Maxim DL brengen. Hier zal ik het histogram op de afbeelding combineren en aanpassen, mogelijk met meerdere iteraties van een de-convolutie-algoritme als de startpunten niet zo strak zijn (misschien vanwege het zien van problemen die nacht).
Zodra de afbeeldingen zijn aangescherpt en vervolgens uitgerekt, zal ik ze opslaan als FITS-bestanden en de gratis FITS Liberator-applicatie gebruiken om ze naar Photoshop te brengen. Hier zullen extra ruisonderdrukking en contrast / niveau- en curve-aanpassingen worden gemaakt op elk kanaal, met een reeks acties die bekend staan als Noels-acties (een reeks fantastische acties van Noel Carboni, een van 's werelds meest vooraanstaande beelddeskundigen), kan ook de laatste individuele rode, groene en blauwe kanalen (en de gecombineerde kleur).
Vervolgens zal ik de afbeeldingen met behulp van lagen samenstellen tot een uiteindelijke kleuropname, en dit aanpassen voor kleurbalans en contrast. Mogelijk met een plug voor focusverbetering en verdere ruisonderdrukking. Publiceer ze vervolgens via flickr / facebook / twitter en / of leg ze voor aan tijdschriften / tijdschriften of wetenschappelijke onderzoeksartikelen, afhankelijk van het uiteindelijke doel / doelen.
Serendipiteit kan iets geweldigs zijn
Ik ben hier zelf per ongeluk aan begonnen…. In maart 2010 had ik een bericht op een nieuwsgroep gezien dat Comet C / 2007 Q3, een object met een magnitude van 12-14 toen, dichtbij een sterrenstelsel passeerde en een interessant breed veld naast elkaar zou maken. Dat weekend, met behulp van mijn eigen observatorium, maakte ik een beeld van de komeet gedurende meerdere nachten, en merkte ik een duidelijke verandering in de staart en de helderheid van de komeet in het bijzonder gedurende twee nachten.
Een lid van de BAA (British Astronomical Association), die mijn afbeeldingen zag, vroeg vervolgens of ik ze voor publicatie wilde indienen. Ik besloot echter om deze verheldering wat verder te onderzoeken, en aangezien ik die week toegang had tot de Faulkes, besloot ik de 2m-scope op deze komeet te richten om te zien of er iets ongewoons gebeurde. De eerste beelden kwamen binnen, en ik merkte meteen, nadat ik ze in Maxim DL had geladen en het histogram had aangepast, dat een kleine wazige klodder de beweging van de komeet er vlak achter leek te volgen. Ik heb de scheiding gemeten als slechts een paar boogseconden, en nadat ik er een paar minuten naar had gestaard, besloot ik dat het mogelijk gefragmenteerd was.
Ik nam contact op met Faulkes Telescope control, die me in contact bracht met de BAA comet section director, die deze observatie nog dezelfde dag vriendelijk registreerde. Ik nam toen contact op met het tijdschrift Astronomy Now, dat op het verhaal en de beelden sprong en meteen op hun website ging persen. De volgende dagen was de media-furore letterlijk ongelooflijk.
Interviews met nationale kranten, BBC Radio, Coverage op de BBC's Sky at Night televisieshow, Discovery Channel, Radio Hawaii, Ethiopië waren slechts enkele van de nieuws- / mediakanalen die het verhaal oppikten .. het nieuws ging wereldwijd dat een amateur had deed een grote astronomische ontdekking vanaf zijn bureau met behulp van een robotzoeker. Dit leidde er vervolgens toe dat ik samen met leden van het AOP-project met het NASA / University of Maryland EPOXI-missieteam eind 2010 aan de beeldvorming en het verkrijgen van lichtkrommegegevens voor komeet 103P werkte, wat opnieuw leidde tot artikelen en afbeeldingen in National Geographic, The Times en zelfs mijn afbeeldingen die door NASA werden gebruikt in hun persconferenties, naast afbeeldingen van de Hubble-ruimtetelescoop. Het aantal inschrijvingsverzoeken voor Faulkes Telescope Project als gevolg van mijn ontdekkingen steeg met honderden procent van over de hele wereld.
samengevat
Robottelescopen kunnen leuk zijn, ze kunnen tot verbazingwekkende dingen leiden, het afgelopen jaar, een werkervaringsstudent waarvoor ik mentor was bij het Faulkes Telescope Project, beeldde verschillende velden uit die we haar hadden toegewezen, waar ons team vervolgens tientallen nieuwe en niet-gecatalogiseerde asteroïden, en ze slaagde er ook in een fragment van een komeet in beeld te brengen. Mooie foto's maken is leuk, maar het geroezemoes komt voor mij met het echte wetenschappelijke onderzoek waar ik nu mee bezig ben, en het is een pad dat ik waarschijnlijk voor de rest van mijn astronomische leven wil blijven volgen. Voor studenten en mensen die niet in het bezit zijn van een telescoop vanwege financiële of mogelijk locatiebeperkingen, is het een fantastische manier om echte astronomie te doen, met echte apparatuur, en ik hoop dat je, door dit te lezen, wordt aangemoedigd om probeer deze fantastische robottelescopen eens uit.
