Bruke og få mest mulig ut av robotastronomi
Selv om ingenting innen amatørastronomi slår følelsen av å være ute og se opp på stjernene, er det dårlige været mange av oss må møte på forskjellige tider av året, kombinert med oppgaven å sette opp og deretter pakke bort utstyr på en nattlig basis, kan være et drag. De av oss som er heldige nok til å ha observatorier, møter ikke det sistnevnte problemet, men møter fortsatt været og vanligvis grensene for vårt eget utstyr og himmel.
Et annet alternativ å vurdere er å bruke et robotteleskop. Fra hjemmets komfort kan du gjøre utrolige observasjoner, ta enestående astrofoto og til og med gi viktige bidrag til vitenskapen!
Hovedelementene som gjør at robotteleskoper appellerer til mange amatørastronomer er basert på tre faktorer. Den første er at vanligvis utstyret som tilbys generelt er overordentlig mye bedre enn det amatøren har i deres hjemmeobservatorium. Mange av de robot-kommersielle teleskopsystemene, har store format mono CCD-kameraer, koblet til datamaskinstyrte montasjer med høy presisjon, med suveren optikk på toppen. Disse installasjonene starter vanligvis i prisbraket $ 20- $ 30 000 og kan løpe opp til millioner av dollar. .
Kombinert med vanligvis veldefinerte og flytende arbeidsflytprosesser som veileder selv en nybegynner bruker gjennom bruken av omfanget og deretter tilegnelse av bilder, automatisk håndtering av slike ting som mørke og flate felt, gjør det til en mye enklere læringskurve for mange også, med mange av omfangene som er spesielt tilrettelagt for elever på grunnskolen.
Den andre faktoren er geografisk beliggenhet. Mange av robotområdene ligger på steder der gjennomsnittlig nedbør er mye lavere enn vi sier et sted som for eksempel Storbritannia eller Nordøst-USA, med steder som New Mexico og Chile spesielt som tilbyr nesten helt klare tørr himmel året rundt. Robotic scopes har en tendens til å se mer himmel enn de fleste amatøroppsett, og når de blir kontrollert over Internett, trenger du ikke engang bli kald ute i vinterdypet. Det fine med det geografiske stedets aspekt er at du i noen tilfeller kan gjøre astronomi på dagtid, ettersom omfangene kan være på den andre siden av verden.
Den tredje er brukervennlighet, ettersom det ikke er mer enn en rimelig anstendig bærbar PC, og solid bredbåndstilkobling som kreves. Det eneste du trenger å bekymre deg for er internettforbindelsen din, og ikke utstyret ditt som ikke fungerer. Med omfang som Faulkes eller Liverpool Telescopes, de jeg bruker mye, kan de kontrolleres fra noe så beskjedent som en netbook eller til og med en Android / iPad / iPhone, enkelt. Problemene med CPU-hestekrefter kommer vanligvis ned til bildebehandlingen etter at du har tatt bildene dine.
Programvareprogrammer som den strålende Maxim DL av Diffraction Limited, som ofte brukes til bildepostbehandling i amatør og til og med profesjonell astronomi, håndterer FITS-fildataene som robotomfang vil levere. Dette er ofte formatbildene blir lagret i med profesjonelle observatorier, og det samme gjelder for mange hjemmeanatøyoppsett og robotteleskoper. Denne programvaren krever en rimelig rask PC for å fungere effektivt, og det samme gjør den andre i bildesamfunnet, Adobe Photoshop. Det er noen fantastiske og gratis applikasjoner som kan brukes i stedet for disse to bastionene i bildebrorskapet, som den utmerkede Deep Sky-stableren, og IRIS, sammen med den interessante navngitte “GIMP” som er variant på Photoshop-temaet, men gratis å bruk.
Noen mennesker kan si at bare håndtering av bildedata eller et teleskop over internett er til skade for ekte astronomi, men det er slik profesjonelle astronomer jobber dag for dag, vanligvis bare ved å gjøre datareduksjon fra teleskoper som ligger på den andre siden av verden. Fagpersoner kan vente i år på å få teleskopetid, og selv da heller enn å faktisk være en del av bildeprosessen, vil sende inn billedkjøringer til observatorier, og vente på at dataene skal rulle inn. (Hvis noen vil hevde dette faktum ... bare si “Prøv å gjøre okular astronomi med Hubble”)
Prosessen med å bruke og avbilde med et robotteleskop krever fremdeles et dyktighetsnivå og engasjement for å garantere en god natt til observasjon, det være seg for pene bilder eller ekte vitenskap eller begge deler.
Location Location Location
Plasseringen for et robotteleskop er kritisk som om du vil avbilde noen av underverkene på den sørlige halvkule, som de av oss i Storbritannia eller Nord-Amerika aldri vil se hjemmefra, da må du velge et passende lokalisert omfang . Tid på døgnet er også viktig for tilgang, med mindre omfangssystemet tillater en offline tilnærming til køhåndtering, hvor du planlegger at den skal gjøre observasjonene dine for deg og bare vente på resultatene. Noen teleskoper bruker et sanntidsgrensesnitt, der du bokstavelig talt kontrollerer omfanget live fra datamaskinen din, vanligvis gjennom et nettlesergrensesnitt. Så avhengig av hvor i verden det er, kan du være i jobb, eller det kan være på en veldig usunn time om natten før du får tilgang til teleskopet ditt, er det verdt å vurdere dette når du bestemmer hvilket robotsystem du ønsker å være del av.
Teleskoper som tvillingene Faulkes 2 meter, som er basert på den hawaiiske øya Maui, på toppen av et fjell, og Siding Spring, Australia, ved siden av det verdensberømte Anglo Australian Observatory, opererer i løpet av vanlig skoletid i Storbritannia, noe som betyr nattetid på stedene der omfangene bor. Dette er perfekt for barn i Vest-Europa som ønsker å bruke profesjonell teknologi innen forskningsklasse fra klasserommet, selv om Faulkes-omfangene også brukes av skoler og forskere på Hawaii.
Hvilken type omfang / kamera du velger å bruke, vil til syvende og sist også avgjøre hva det er bildet du har. Noen robotområder er konfigurert med storfelt-storformat-CCD-er koblet til raske teleskoper med lavt brennstoffforhold. Disse er perfekte for å skape store himmelutsikter som inkluderer tåker og større galakser som Messier 31 i Andromeda. For bildekonkurranser som konkurransen Astronomy Photographer of the Year er disse brede feltomfangene perfekte for de vakre skyskapene de kan lage.
Omfang som Faulkes Telescope North, selv om det har en enorm 2m (nesten samme størrelse som den på Hubble Space Telescope) speil, er konfigurert for mindre synsfelt, bokstavelig talt bare rundt 10 bueminutter, som fint vil passe inn i objekter som Messier 51, Whirpool Galaxy, men ville ta mange separate bilder for å avbilde noe som fullmånen (Hvis Faulkes North var satt opp for det, noe det ikke er). Det er fordelen med blenderåpning og enorm CCD-følsomhet. Vanligvis er vårt team som bruker dem i stand til å avbilde et objekt som kan bevege seg +23 (komet eller asteroide) på under et minutt med et rødt filter også!
Et synsfelt med et omfang som tvillingene Faulkes-omfang, som eies og drives avLCOGT, er perfekt for mindre objekter med dypt himmel og mine egne interesser som er kometer og asteroider. Mange andre forskningsprosjekter som eksoplaneter og studiet av varierende stjerner er gjennomført ved hjelp av disse teleskopene. Mange skoler starter med å avbilde tåker, mindre galakser og kuleklynger, med vårt mål på Faulkes Telescope Project-kontoret, for raskt å få studenter til å gå videre til mer vitenskapsbasert arbeid, samtidig som det er morsomt. For bilder er mosaikktilnærminger mulig å lage større felt, men dette vil åpenbart ta mer bildebehandling og fjernet teleskop.
Hvert robotanlegg har sitt eget sett med læringskurver, og hvert kan lide av tekniske eller værrelaterte vansker, som et hvilket som helst komplekst maskineri eller elektronisk system. Å vite litt om bildeprosessen til å begynne med, sitte på andres observasjonsøkter om ting som Slooh, hjelper alt. Forsikre deg også om at du kjenner ditt synsfelt / størrelse på himmelen (vanligvis i enten høyre oppstigning og deklinering), eller at noen systemer har en "guidet turmodus" med navngitte objekter, og sørg for at du kan være klar til å flytte omfanget til det så raskt som mulig, for å få avbildning. Med de kommersielle robotområdene er tiden virkelig penger.
Magasiner som Astronomy Now i Storbritannia, samt Astronomy og Sky and Telescope i USA og Australia er utmerkede ressurser for å finne ut mer, da de jevnlig inneholder robotbilder og omfang i artiklene sine. Nettfora som cloudynights.com og stargazerslounge.com har også tusenvis av aktive medlemmer, hvorav mange regelmessig bruker robotområder og kan gi råd om avbildning og bruk, og det er dedikerte grupper for robotastronomi som Online Astronomical Society. Søkemotorer vil også gi nyttig informasjon om hva som er tilgjengelig også.
For å få tilgang til dem, krever de fleste robotområder en enkel registreringsprosess, og da kan brukeren enten ha begrenset gratis tilgang, som vanligvis er et introduksjonstilbud, eller bare begynne å betale for tid. Omfangene kommer i forskjellige størrelser og kvalitet på kameraet, jo bedre er de, vanligvis jo mer betaler du. For utdannings- og skolebrukere så vel som astronomiske samfunn, tilbyr The Faulkes Telescope (for skoler) og Bradford Robotic omfang både gratis tilgang, og det samme gjør NASA-finansierte Micro Observatory-prosjektet. Kommersielle som iTelescope, Slooh og Lightbuckets gir en rekke teleskoper og bildebehandlingsalternativer, med et bredt utvalg av prismodeller fra uformell til forskningsgrad instrumentering og fasiliteter.
Så hva med min egen bruk av robot teleskoper?
Personlig bruker jeg hovedsakelig Faulkes nord- og sør-omfang, samt Liverpool La Palma-teleskopet. Jeg har jobbet med Faulkes Telescope Project-teamet nå i noen år, og det er en ekte ære å ha slik tilgang til forskningsgrad-infrastruktur. Teamet vårt bruker også iTelescope-nettverket når det er vanskelig å få tak i gjenstander med Faulkes- eller Liverpool-omfanget, men med mindre blenderåpninger er vi mer begrenset i vårt målvalg når det gjelder veldig svake asteroide- eller kometype-objekter.
Etter å ha blitt invitert til møter i en rådgivende egenskap for Faulkes, ble jeg sent i 2011 utnevnt til pro am programleder, og koordinerte prosjekter med amatører og andre forskningsgrupper. Når det gjelder offentlig oppsøking, har jeg presentert arbeidet mitt på konferanser og offentlige oppsøkende arrangementer for Faulkes, og vi er i ferd med å ta fatt på et nytt og spennende prosjekt med European Space Agency som jeg jobber for også som vitenskapsforfatter.
Min bruk av Faulkes og Liverpool-omfangene er først og fremst for kometgjenoppretting, måling (støv / koma-fotometri og begi meg ut på spektroskopi) og deteksjonsarbeid, idet disse iskalde solsystem-interlopere er min viktigste interesse. I dette området oppdaget jeg Comet C2007 / Q3 splitting i 2010, og jobbet tett med amatørobservasjonsprogrammet som ble administrert av NASA for kometen 103P, der bildene mine ble omtalt i National Geographic, The Times, BBC Television og også brukt av NASA på deres pressekonferanse for 103P-forhåndsmøte-arrangementet på JPL.
2m-speilene har enormt lett grep, og kan nå veldig svake størrelser på veldig liten tid. Når du prøver å finne nye kometer eller gjenopprette baner på eksisterende, er det en virkelig glede å kunne avbilde et bevegelig mål i størrelsesorden 23 på under 30-tallet. Jeg er også heldig som jobber sammen med to eksepsjonelle mennesker i Italia, Giovanni Sostero og Ernesto Guido, og vi opprettholder en blogg for vårt arbeid, og jeg er en del av CARA-forskningsgruppen som jobber med koma-koma og støvmålinger, med vårt arbeid i profesjonelle forskningsartikler som Astrophysical Journal Letters og Icarus.
Bildeprosessen
Når du tar selve bildet, starter prosessen virkelig før du har tilgang til omfanget. Å kjenne til synsfeltet, hva det er du ønsker å oppnå er kritisk, og det er å kjenne til egenskapene til omfanget og kameraet det gjelder, og viktigst av alt, om objektet du ønsker å bilde er synlig fra stedet / tiden du har. Jeg bruker det.
Det første jeg ville gjort hvis jeg starter på nytt, er å se gjennom teleskopets arkiv, som vanligvis er fritt tilgjengelig, og se hva andre har avbildet, hvordan de har avbildet med tanke på filtre, eksponeringstider osv., Og deretter samsvarer det med din egne mål.
Ideelt sett, med tanke på at tiden i mange tilfeller vil være kostbar, må du sørge for at hvis du sikter mot et svakt dyp himmelobjekt med tøff nebulositet, ikke velger en natt med en lys måne på himmelen, selv med smalbåndsfiltre , kan dette hemme den endelige bildekvaliteten, og at valget av omfang / kamera faktisk vil avbilde det du vil ha det. Husk at andre kanskje også vil bruke de samme teleskopene, så planlegg fremover og bestill tidlig. Når månen er lys, tilbyr mange av de kommersielle robotleverandørene rabatterte priser, noe som er flott hvis du avbilder noe som kuleklynger, som ikke blir så påvirket av måneskinnet (som en tåke ville være)
Planlegging fremover er vanligvis viktig, vel vitende om at objektet ditt er synlig og ikke for nær noen horisontgrenser som omfanget kan pålegge, ideelt å plukke gjenstander så høyt opp som mulig, eller stige for å gi deg god bildetid. Når det er klart, avhenger av hvilken bildebehandling du velger, men med noe som Faulkes er det så enkelt som å velge målet / FOV, sveve omfanget, stille inn filteret og deretter eksponeringstid og vente på bildet som skal komme inn.
Antall bilder du tar, avhenger av tiden du har. Vanligvis vil jeg prøve å ta mellom 10 og 15 bilder for å oppdage bevegelsen når jeg avbilder en komet ved hjelp av Faulkes, og gir meg nok godt signal for den vitenskapelige datareduksjonen som følger. Husk alltid at du vanligvis jobber med overlegen utstyr enn du har hjemme, og tiden det tar å avbilde et objekt ved hjelp av hjemmeoppsettet vil være mye mindre med et 2 m teleskop. Et godt eksempel er at du kan få et fullfarge høyoppløselig bilde av noe som Eagle Nebula i løpet av minutter på Faulkes, i smalbånd, noe som vanligvis vil ta timer på et typisk teleskop i hagen.
For å avbilde et mål som ikke er i bevegelse, jo flere bilder i full farge eller med det valgte filteret (Hydrogen Alpha er ofte brukt med Faulkes for tåke), kan du få det bedre. Når du tar bilder i farger, er de tre filtrene på selve teleskopet gruppert i et RGB-sett, så du trenger ikke å sette opp hvert fargebånd. Jeg vil vanligvis legge til et luminanslag med H-Alpha hvis det er en utslippsnebula, eller kanskje noen flere røde bilder hvis det ikke er for lysstyrke. Når bildekjøringen er fullført, blir dataene vanligvis plassert på en server som du kan samle, og etter å ha lastet ned FITS-filene, kan du kombinere bildene ved å bruke Maxim (eller annen passende programvare) og deretter videre til noe som Photoshop for å lage endelig fargebilde. Jo flere bilder du tar, desto bedre blir kvaliteten på signalet mot bakgrunnsstøyen, og dermed et jevnere og mer polert sluttopptak.
Mellom skudd vil det eneste som vanligvis endres være filtre, med mindre du sporer et mål i bevegelse, og muligens eksponeringstiden, ettersom noen filtre tar mindre tid å få den nødvendige mengden lys. For eksempel med et H-Alpha / OIII / SII-bilde, tar du vanligvis et bilde av mye lenger med SII, da utslippet med mange objekter er svakere i dette båndet, mens mange dype himmelnebler avgir sterkt i H-Alpha.
Bildet selv
Som med alle bilder av dype himmelobjekter, ikke vær redd for å kaste bort underrammer av dårlig kvalitet (de kortere eksponeringene som utgjør den endelige lange eksponeringen når du stabler). Disse kan bli påvirket av sky, satellittstier eller et hvilket som helst antall faktorer, for eksempel at autoguideren på teleskopet ikke fungerer som den skal. Hold de gode bildene, og bruk dem for å få en så god RAW-stablet dataramme som du kan. Så er det helt ned å legge inn prosesseringsverktøy i produkter som Maxim / Photoshop / Gimp, hvor du vil justere farger, nivåer, kurver og muligens bruke plugins for å skjerpe fokuset eller redusere støy. Hvis det er ren vitenskap du er interessert i, vil du sannsynligvis hoppe over de fleste av disse trinnene og bare ha lyst på gode, kalibrerte bildedata (mørkt og flatt felt trukket så godt som skjevhet)
Behandlingssiden er veldig viktig når man tar bilder for estetisk verdi, det virker åpenbart, men mange mennesker kan overdrive det med bildebehandling, noe som reduserer virkningen og / eller verdien av de opprinnelige dataene. Vanligvis bruker de fleste amatørbilder mer tid på prosessering enn faktisk bildebehandling, men dette varierer, det kan være fra timer til bokstavelig talt dager på å gjøre tweaks. Når du behandler et bilde tatt robotisk, blir den mørke og flate feltkalibreringen vanligvis utført. Det første jeg gjør er å få tilgang til datasettene som FITS-filer, og ta dem inn til Maxim DL. Her vil jeg kombinere og justere histogrammet på bildet, mulig å kjøre flere iterasjoner av en de-konvolusjonsalgoritme hvis startpunktene ikke er like stramme (kanskje på grunn av å se problemer den kvelden).
Når bildene er strammet opp og deretter blitt strukket, vil jeg lagre dem som FITS-filer, og bruke gratis FITS Liberator-applikasjonen bringe dem inn til Photoshop. Her vil ytterligere støydemping og justering av kontrast / nivå og kurve bli gjort på hver kanal, ved å kjøre et sett med handlinger kjent som Noels-handlinger (en serie med suverene handlinger av Noel Carboni, en av verdens fremste billedeksperter) kan også forbedre endelige individuelle rødgrønne og blå kanaler (og den kombinerte fargen).
Deretter vil jeg sammensette bildene ved å bruke lag til et endelig fargebilde, og justere dette for fargebalanse og kontrast. Kjør muligens en fokusforbedringsplugg i og ytterligere støyreduksjon. Deretter publiserer du dem via flickr / facebook / twitter og / eller sender til magasiner / tidsskrifter eller vitenskapelige forskningsartikler avhengig av det endelige målet / målene.
Serendipity kan være en fantastisk ting
Jeg kom inn på dette ganske tilfeldig selv…. I mars 2010 hadde jeg sett et innlegg på en nyhetsgruppe som Comet C / 2007 Q3, en størrelse på 12-14 på den tiden, passerte nær en galakse, og ville lage et interessant bredt felt side om side skudd. Den helgen, ved å bruke mitt eget observatorium, avbildet jeg kometen over flere netter, og la merke til en tydelig endring i halen og lysstyrken til kometen i løpet av to netter spesielt.
Et medlem av BAA (British Astronomical Association), som så bildene mine, spurte da om jeg ville sende dem inn for publisering. Jeg bestemte meg imidlertid for å undersøke denne lysningen litt videre, og da jeg hadde tilgang til Faulkes den uken, bestemte jeg meg for å rette 2m-omfanget på denne kometen, for å se om noe uvanlig fant sted. De første bildene kom inn, og etter å ha lastet dem inn på Maxim DL og justert histogrammet, la jeg umiddelbart merke til at en liten uklar klatring så ut til å spore kometens bevegelse like bak den. Jeg målte separasjonen som bare noen få buesekunder, og etter å ha stirret på den i noen minutter, bestemte jeg meg for at den kan ha blitt fragmentert.
Jeg tok kontakt med Faulkes teleskopkontroll, som satte meg i kontakt med direktøren for kometenes seksjon BAA, som vennlig logget denne observasjonen samme dag. Jeg tok deretter kontakt med magasinet Astronomy Now, som sprang på historien og bildene og umiddelbart dro til presse med det på deres hjemmeside. De følgende dagene var mediene furore ganske bokstavelig utrolig.
Intervjuer med nasjonale aviser, BBC Radio, Dekning på BBCs Sky at Night TV-show, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopia var bare noen få av nyhetene / medieutsalgene som plukket opp historien .. nyhetene gikk over hele verden at en amatør hadde gjorde et stort astronomisk funn fra skrivebordet sitt ved hjelp av et robotomfang. Dette førte til at jeg arbeidet med medlemmer av AOP-prosjektet med NASA / University of Maryland EPOXI misjonsteam om avbildning og innhenting av lyskurvedata for kometen 103P sent i 2010, igjen som førte til artikler og bilder i National Geographic, The Times og til og med bildene mine som ble brukt av NASA i sine pressemeldinger, sammen med bilder fra Hubble-romteleskopet. Abonnementsforespørsler til Faulkes Telescope Project som et resultat av funnene mine økte med hundrevis av% fra hele verden.
oppsummert
Robotiske teleskoper kan være morsomme, de kan føre til fantastiske ting, det siste året, en arbeidserfaringselev jeg var mentor for med Faulkes Telescope Project, avbildet flere felt vi hadde tildelt henne, der teamet vårt deretter fant flere titalls nye og ikke-katalogiserte asteroider, og hun klarte også å avbilde en kometfragmentering. Det er morsomt å ta pene bilder, men brusen for meg kommer med den virkelige vitenskapelige forskningen jeg nå driver med, og det er en vei jeg har som mål å fortsette med trolig resten av min astronomiske levetid. For studenter og mennesker som ikke har evnen til å enten eie et teleskop på grunn av økonomiske begrensninger eller muligens, er det en fantastisk måte å gjøre ekte astronomi ved å bruke ekte utstyr, og jeg håper at du leser dette når du leser dette. gi disse fantastiske robot-teleskopene en prøve.
