Brug og få mest muligt ud af robotastronomi
Selvom intet inden for amatørastronomi slår følelsen af at være udenfor og kigge på stjernerne, er det dårlige vejr, som mange af os har over for på forskellige tidspunkter af året, kombineret med opgaven med at opsætte og derefter pakke udstyr væk om natten basis, kan være et træk. De af os, der er heldige nok til at have observatorier, står ikke over for det sidstnævnte emne, men står stadig overfor vejret og normalt grænserne for vores eget udstyr og himmel.
En anden mulighed at overveje er at bruge et robotteleskop. Fra dit hjem komfort kan du foretage utrolige observationer, tage enestående astrofotos og endda give vigtige bidrag til videnskaben!
De vigtigste elementer, der får robotteleskoper til at appellere til mange amatørastronomer er baseret på 3 faktorer. Den første er, at det udstyr, der tilbydes, som regel generelt er meget bedre end det, som amatøren har i deres hjemmeobservatorium. Mange af de robot-kommercielle teleskopsystemer, har store format mono CCD-kameraer, forbundet med computerstyret montering med høj præcision, med fremragende optik på toppen. Disse opsætninger starter typisk i $ 20- $ 30.000 priskonsollen og kan løbe op til millioner af dollars .
Kombineret med normalt veldefinerede og flydende arbejdsprocesser, der leder endda en nybegynder gennem brugen af omfanget og derefter erhvervelse af billeder, automatisk håndtering af sådanne ting som mørke og flade felter, gør det til en meget lettere indlæringskurve for mange også med mange af de anvendelsesområder, der specifikt er beregnet til studerende i den tidlige klasse.
Den anden faktor er geografisk placering. Mange af robotstederne er placeret på steder, hvor gennemsnitlig nedbør er meget lavere, end det siges et sted som f.eks. Det Forenede Kongerige eller Nordøstlige USA, hvor steder som New Mexico og Chile især tilbyder næsten helt klare tørre himmel året rundt. Robotic scopes har en tendens til at se mere himmel end de fleste amatøropsætninger, og da de kontrolleres over internettet, behøver du ikke engang at blive kold udenfor i vinterdypet. Det smukke ved det geografiske lokaliseringsaspekt er, at du i nogle tilfælde kan gøre din astronomi i løbet af dagen, da omfanget kan være på den anden side af verden.
Den tredje er brugervenlighed, da det ikke er andet end en rimelig anstændig bærbar computer og solid bredbåndsforbindelse, der kræves. Det eneste, du har brug for at bekymre dig, er, at din internetforbindelse falder, ikke at dit udstyr ikke fungerer. Med scopes som Faulkes eller Liverpool Telescopes, dem, jeg bruger meget, kan de nemt styres fra noget så beskedent som en netbook eller endda en Android / iPad / iPhone. Problemerne med CPU-hestekræfter kommer normalt ned til billedbehandlingen, efter at du har taget dine billeder.
Softwareapplikationer som den strålende Maxim DL fra Diffraction Limited, der ofte bruges til billedpostbehandling i amatør og endda professionel astronomi, håndterer FITS-fildata, som robot-scopes leverer. Det er almindeligt, at formatbillederne gemmes i professionelle observatorier, og det samme gælder for mange amatøropsætninger og robotteleskoper. Denne software kræver en rimelig hurtig pc til at arbejde effektivt, ligesom den anden stalwart i billeddannelsessamfundet, Adobe Photoshop. Der er nogle fremragende og gratis applikationer, der kan bruges i stedet for disse to bastioner i billeddannelsens broderskab, ligesom den fremragende Deep Sky-stabler og IRIS sammen med den interessant navngivne “GIMP”, der er variant med Photoshop-temaet, men det er gratis at brug.
Nogle mennesker siger måske, at bare håndtering af billeddata eller et teleskop over internettet forringer virkelige astronomi, men det er sådan, hvordan professionelle astronomer arbejder dag i dag, normalt bare ved at reducere datareduktion fra teleskoper placeret på den anden side af verden. Fagfolk kan vente i år med at få teleskopetid, og selv da snarere end faktisk at være en del af billeddannelsesprocessen, vil aflevere billedkørsler til observatorier og vente på, at dataene rulles ind. (Hvis nogen vil argumentere for dette faktum ... bare sige “Prøv at lave okularastronomi med Hubble”)
Processen med brug og billeddannelse med et robotteleskop kræver stadig et niveau af dygtighed og dedikation for at garantere en god nat til at observere, det være sig til smukke billeder eller ægte videnskab eller begge dele.
Location Location Location
Placeringen af et robotteleskop er kritisk, som om du vil forestille dig nogle af de vidundere på den sydlige halvkugle, som de af os i Storbritannien eller Nordamerika aldrig vil se hjemmefra, så bliver du nødt til at vælge et passende placeret omfang . Tid på dagen er også vigtig for adgang, medmindre omfangssystemet tillader en offline køstyringstilgang, hvor du planlægger den til at gøre dine observationer for dig og bare vente på resultaterne. Nogle teleskoper bruger en realtidsgrænseflade, hvor du bogstaveligt talt styrer omfanget live fra din computer, typisk gennem en webbrowsergrænseflade. Så afhængigt af hvor i verden det er, kan du være i arbejde, eller det kan være en meget usund time om natten, før du får adgang til dit teleskop, det er værd at overveje dette, når du beslutter hvilket robotsystem du ønsker at være en del af.
Teleskoper som de to Faulkes-2-meter-scopes, der er baseret på den hawaiiske ø Maui, øverst på et bjerg, og Siding Spring, Australien, ved siden af den verdensberømte Anglo Australian Observatory, fungerer i den sædvanlige skoletid i England, hvilket betyder nattid på de steder, hvor scopes bor. Dette er perfekt til børn i Vesteuropa, der ønsker at bruge professionel teknologi i forskningsklasse fra klasseværelset, skønt Faulkes-anvendelsesområderne også bruges af skoler og forskere på Hawaii.
Den type omfang / kamera, du vælger at bruge, vil i sidste ende også bestemme, hvad det er dit billede. Nogle robotomrader er konfigureret med bredfelt-storformat-CCD'er, der er forbundet til hurtige teleskoper med lavt brændvidde. Disse er perfekte til at skabe store himmeludsigter, der omfatter tåger og større galakser som Messier 31 i Andromeda. Til billedbehandlingskonkurrencer som årets astronomifotograf er disse brede markomrader perfekte til de smukke skyskaber, de kan skabe.
Områder som Faulkes Teleskop Nord, selvom det har en enorm 2m (næsten samme størrelse som på Hubble Space Telescope) spejl, er konfigureret til mindre synsfelt, bogstaveligt talt kun omkring 10 lysbuer, som pænt passer i objekter ligesom Messier 51, Whirpool Galaxy, men ville tage mange separate billeder for at afbilde noget som fuldmånen (hvis Faulkes North var sat op til det, hvilket det ikke er). Det er fordelene med blændeåbningsstørrelse og enorm CCD-følsomhed. Vores team, der bruger dem, er typisk i stand til at forestille sig et +23 bevægeligt objekt (komet eller asteroide) på under et minut ved hjælp af et rødt filter også!
Et synsfelt med et omfang som de to Faulkes-scopes, som ejes og drives afLCOGT er perfekt til mindre dyb himmelobjekter og mine egne interesser, der er kometer og asteroider. Mange andre forskningsprojekter såsom exoplaneter og studiet af variable stjerner er udført ved hjælp af disse teleskoper. Mange skoler starter billeddannelsesnebler, mindre galakser og kugleklynger med vores mål på Faulkes Telescope Project-kontoret for hurtigt at få studerende til at gå videre til et videnskabsbaseret arbejde, samtidig med at det er sjovt. For billedbehandlere er mosaiktilnærmelser mulige for at skabe større felter, men dette vil åbenbart tage mere billedbehandling og fjernet teleskoptid.
Hvert robotsystem har sit eget sæt af læringskurver, og hver kan lide af tekniske eller vejrrelaterede vanskeligheder, ligesom ethvert komplekst stykke maskiner eller elektronisk system. At vide lidt om billedbehandlingsprocessen til at begynde med, sidde i andres observationssessioner om ting som Slooh, hjælper alt sammen. Sørg også for, at du kender dit målfelt / synsfelt på himlen (normalt i enten højre opstigning og deklination), eller at nogle systemer har en "guidet turnustilstand" med navngivne objekter, og sørg for at du kan være klar til at flytte omfanget til det så hurtigt som muligt for at få billeddannelse. Med de kommercielle robotområder er tiden virkelig penge.
Magasiner som Astronomy Now i England såvel som Astronomy og Sky and Telescope i USA og Australien er fremragende ressourcer til at finde ud af mere, da de regelmæssigt indeholder robotafbildning og -omfang i deres artikler. Online-fora som cloudynights.com og stargazerslounge.com har også tusinder af aktive medlemmer, hvoraf mange regelmæssigt bruger robotarealer og kan give råd om billeddannelse og brug, og der er dedikerede grupper til robotastronomi som Online Astronomical Society. Søgemaskiner giver også nyttige oplysninger om, hvad der også er tilgængeligt.
For at få adgang til dem kræver de fleste af robotområderne en enkel tilmeldingsproces, og derefter kan brugeren enten have begrænset fri adgang, som normalt er et introduktionstilbud, eller bare begynde at betale for tid. Omfangene findes i forskellige størrelser og kvalitet på kameraet, jo bedre er de, normalt, jo mere betaler du. For uddannelses- og skolebrugere såvel som astronomiske samfund tilbyder The Faulkes Telescope (til skoler) og Bradford Robotic omfang begge adgang, ligesom det NASA-finansierede Micro Observatory-projektet. Kommercielle sådanne som iTelescope, Slooh og Lightbuckets leverer en række teleskoper og billeddannelsesmuligheder med en lang række prismodeller fra casual til instrumentering og faciliteter til forskningskvalitet.
Så hvad med min egen brug af robotteleskoper?
Personligt bruger jeg hovedsageligt Faulkes nord- og syd-omfang samt Liverpool La Palma-teleskopet. Jeg har arbejdet med Faulkes Telescope Project-teamet nu i et par år, og det er en ægte ære at have sådan adgang til forskningskomponentering. Vores team bruger også iTelescope-netværket, når det er vanskeligt at få objekter ved hjælp af Faulkes- eller Liverpool-scopes, men med mindre åbninger er vi mere begrænsede i vores målvalg, når det kommer til meget svage asteroide- eller kometype-objekter.
Efter at have været inviteret til møder i en rådgivende egenskab for Faulkes, blev jeg sent i 2011 udnævnt til pro am programleder, hvor jeg koordinerede projekter med amatører og andre forskningsgrupper. Med hensyn til offentligt opsøgende arbejde har jeg præsenteret mit arbejde på konferencer og offentlighedsarrangementer for Faulkes, og vi er ved at gå i gang med et nyt og spændende projekt med Det Europæiske Rumorganisation, som jeg arbejder for også som videnskabsforfatter.
Min brug af Faulkes og Liverpool-anvendelsesområderne er primært til kometgendannelse, måling (støv / komafotometri og begyndt på spektroskopi) og detekteringsarbejde, idet disse iskaldte solsystem-interlopere er min centrale interesse. På dette område opdagede jeg coet-kometen C2007 / Q3 i 2010 og arbejdede tæt med amatørobservationsprogrammet, der blev administreret af NASA for komet 103P, hvor mine billeder blev vist i National Geographic, The Times, BBC Television og også brugt af NASA på deres pressekonference for 103P før møde-begivenheden hos JPL.
2 m-spejle har enormt let greb og kan nå meget svage størrelser på meget lidt tid. Når man forsøger at finde nye kometer eller gendanne bane på eksisterende, er det en ægte velsignelse at kunne forestille sig et bevægende mål i størrelsesorden 23 i under 30'erne. Jeg er også heldig som arbejder sammen med to ekstraordinære mennesker i Italien, Giovanni Sostero og Ernesto Guido, og vi opretholder en blog om vores arbejde, og jeg er en del af CARA-forskningsgruppen, der arbejder på koma og støvmålinger med vores arbejde i professionelle forskningsartikler som Astrophysical Journal Letters og Icarus.
Billedbehandlingsprocessen
Når du tager selve billedet, starter processen virkelig, før du har adgang til rækkevidden. At kende synsfeltet, hvad det er, du vil opnå, er kritisk, ligesom at kende mulighederne for det aktuelle omfang og kameraet, og vigtigst af alt, om det objekt, du vil billedet, er synligt fra den placering / tid, du ' Jeg bruger det.
Den første ting, jeg ville gøre, hvis jeg starter ud igen, er at kigge gennem teleskopets arkiver, som normalt er frit tilgængelige, og se, hvad andre har afbildet, hvordan de har afbildet med hensyn til filtre, eksponeringstider osv., Og derefter matche det mod din egne mål.
Ideelt set, i betragtning af at tiden i mange tilfælde vil være dyr, sørg for, at hvis du sigter mod et svagt dyb himmelobjekt med svag nebulositet, vælger du ikke en nat med en lys måne på himlen, selv med smalbåndsfiltre , dette kan hæmme den endelige billedkvalitet, og at dit valg af rækkevidde / kamera faktisk viser billedet, hvad du vil have det til. Husk, at andre måske også ønsker at bruge de samme teleskoper, så planlæg forud og book tidligt. Når månen er lys, tilbyder mange af de kommercielle robotleverandører nedsatte priser, hvilket er godt, hvis du tager billedkvaliteter, som måske ikke er så påvirket af måneskin (som man siger, at en tåge ville være)
Fremadrettet planlægning er normalt vigtig, vel vidende at dit objekt er synligt og ikke for tæt på nogen horisontgrænser, som omfanget kan pålægge, ideelt at plukke objekter så højt som muligt eller stige for at give dig masser af billedtid. Når det først er gjort, afhænger det efter omfangets billedbehandlingsproces, hvilken du vælger, men med noget som Faulkes er det så simpelt som at vælge målet / FOV, svæve omfanget, indstille filteret og derefter eksponeringstid og derefter vente på billedet der skal komme ind.
Antallet af tagede billeder afhænger af den tid, du har. Normalt, når jeg tager en komet ved hjælp af Faulkes, vil jeg forsøge at tage mellem 10 og 15 billeder for at registrere bevægelsen og give mig et godt signal til den videnskabelige datareduktion, der følger. Husk dog altid, at du normalt arbejder med meget overlegen udstyr end du har hjemme, og den tid det tager at afbilde et objekt ved hjælp af dit hjemmeopsætning vil være meget mindre med et 2 m teleskop. Et godt eksempel er, at et fuldfarvebillede i høj opløsning af noget som Eagle Nebula kan fås i løbet af få minutter på Faulkes, i smalbånd, noget som normalt vil tage timer på et typisk baghaveteleskop.
Til billedbehandling af et ikke-bevægeligt mål, jo flere billeder i fuld farve eller med dit valgte filter (Hydrogen Alpha er et almindeligt anvendt et med Faulkes til nebula) kan du få det bedre. Når du tager billeder i farve, grupperes de tre filtre på selve teleskopet i et RGB-sæt, så du behøver ikke at oprette hvert farvebånd. Jeg vil normalt tilføje et luminanslag med H-Alpha, hvis det er en emissionståge, eller måske et par flere røde billeder, hvis det ikke er til luminans. Når billedkørslen er afsluttet, placeres dataene normalt på en server, som du kan samle, og derefter, når du har downloadet FITS-filerne, skal du kombinere billederne ved hjælp af Maxim (eller anden passende software) og derefter gå videre til noget som Photoshop for at fremstille endelig farvebillede. Jo flere billeder du tager, jo bedre er kvaliteten af signalet mod baggrundsstøj og dermed et glattere og mere poleret slutbillede.
Mellem skud er det eneste, der normalt vil ændre sig, filtre, medmindre du sporer et bevægeligt mål og muligvis eksponeringstiden, da nogle filtre tager mindre tid at få den nødvendige lysmængde. For eksempel med et H-Alpha / OIII / SII-billede, er du typisk billedet meget længere med SII, da emissionen med mange objekter er svagere i dette bånd, hvorimod mange dyb himmelnebuler udsender stærkt i H-Alpha.
Billedet selv
Som med enhver billeddannelse af objekter med dyb himmel, skal du ikke være bange for at smide underrammer af dårlig kvalitet (de kortere eksponeringer, der udgør den endelige lange eksponering, når de stables). Disse kan blive påvirket af sky, satellitstier eller et hvilket som helst antal faktorer, såsom autoguider på teleskopet, der ikke fungerer korrekt. Hold de gode skud, og brug dem til at få en så god RAW-stablet dataramme, som du kan. Derefter er det helt ned til at sende behandlingsværktøjer i produkter som Maxim / Photoshop / Gimp, hvor du ville justere farver, niveauer, kurver og muligvis bruge plugins til at skærpe fokus eller reducere støj. Hvis det er ren videnskab, som du er interesseret i, vil du sandsynligvis hoppe over de fleste af disse trin og bare have gode, kalibrerede billeddata (mørkt og fladt felt trækkes såvel som bias)
Behandlingssiden er meget vigtig, når man tager billeder for æstetisk værdi, det virker indlysende, men mange mennesker kan overdrive det med billedbehandling, hvilket mindsker virkningen og / eller værdien af de originale data. Normalt bruger de fleste amatørbilleder mere tid på behandling end faktisk billeddannelse, men dette varierer, det kan være fra timer til bogstaveligt talt dage på at gøre tweaks. Når man behandler et billede taget robotisk, udføres den mørke og flade feltkalibrering typisk. Den første ting jeg gør er at få adgang til datasættene som FITS-filer og bringe dem ind til Maxim DL. Her vil jeg kombinere og justere histogrammet på billedet, muligvis køre flere iterationer af en de-konvolutionsalgoritme, hvis startpunkterne ikke er så stramme (måske på grund af at se problemer den nat).
Når billederne er strammet op og derefter strækket, gemmer jeg dem som FITS-filer, og ved hjælp af den gratis FITS Liberator-applikation bringes de ind i Photoshop. Her foretages yderligere støjreduktion og kontrast / niveau og kurvejusteringer på hver kanal, der kører et sæt handlinger kendt som Noels-handlinger (en pakke med fremragende handlinger fra Noel Carboni, en af verdens førende billedeksperter) kan også forbedre endelige individuelle rødgrønne og blå kanaler (og den kombinerede farve).
Derefter vil jeg sammensætte billederne ved hjælp af lag i et endeligt farvebillede og justere dette til farvebalance og kontrast. Muligvis kører et fokusforbedringsstik og yderligere støjreduktion. Publicer dem derefter via flickr / facebook / twitter og / eller underkastes magasiner / tidsskrifter eller videnskabelige forskningsartikler afhængigt af det endelige mål / mål.
Serendipity kan være en vidunderlig ting
Jeg kom selv helt ind i dette…. I marts 2010 havde jeg set et indlæg i en nyhedsgruppe om, at Comet C / 2007 Q3, en størrelse på 12-14 på det tidspunkt, passerede tæt på en galakse og ville gøre et interessant bredt felt side om side skud. Den weekend afbildede jeg ved hjælp af mit eget observatorium kometen over flere nætter og bemærkede en markant ændring i kometen i halen og lysstyrken over to nætter især.
Et medlem af BAA (British Astronomical Association), der så mine billeder, spurgte derefter, om jeg ville indsende dem til offentliggørelse. Jeg besluttede dog at undersøge denne lysning lidt videre, og da jeg havde adgang til Faulkes den uge, besluttede jeg at henvise 2m-rækkevidden til denne komet for at se, om der foregik noget usædvanligt. De første billeder kom ind, og jeg straks, efter at have indlæst dem i Maxim DL og justeret histogrammet, bemærkede, at en lille uklar klat syntes at spore kometens bevægelse lige bag det. Jeg målte adskillelsen som kun et par buesekunder, og efter at have stirret på den i et par minutter, besluttede jeg, at den måske var fragmenteret.
Jeg kontaktede Faulkes Teleskop-kontrol, der bragte mig i kontakt med direktøren for kometafsnittet i BAA, som venligt loggede denne observation samme dag. Derefter kontaktede jeg magasinet Astronomy Now, der sprang over historien og billederne og straks gik for at presse med det på deres hjemmeside. De følgende dage var medierne meget bogstaveligt utrolige.
Interviews med nationale aviser, BBC Radio, dækning på BBC's Sky at Night tv-show, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopien var blot et par af de nyheder / medier, der hentede historien .. nyheden gik globalt, at en amatør havde gjorde en stor astronomisk opdagelse fra sit skrivebord ved hjælp af et robotområde. Dette førte derefter til, at jeg arbejdede med medlemmer af AOP-projektet med NASA / University of Maryland EPOXI-missionsteamet om billeddannelse og opnåelse af lyskurvedata for kometen 103P sent i 2010, hvilket igen førte til artikler og billeder i National Geographic, The Times og endda mine billeder, der blev brugt af NASA i deres pressemeddelelser sammen med billeder fra Hubble-rumteleskopet. Abonnementsanmodninger til Faulkes Telescope Project som et resultat af mine opdagelser steg med hundreder af% fra hele verden.
Sammenfattende
Robotteleskoper kan være sjove, de kan føre til fantastiske ting, det sidste år, en arbejdserfaringsstuderende, jeg var mentor for med Faulkes Teleskop-projektet, afbildede flere felter, vi havde tildelt hende, hvor vores team derefter fandt snesevis af nye og ikke-katalogiserede asteroider, og hun formåede også at forestille en komet fragmentering. Det er sjovt at tage smukke billeder, men brummer for mig kommer med den rigtige videnskabelige forskning, jeg nu driver med, og det er en sti, jeg sigter mod at forblive på sandsynligvis resten af min astronomiske levetid. For studerende og mennesker, der ikke har evnen til at eje et teleskop på grund af økonomiske eller muligvis lokaliseringsbegrænsninger, er det en fantastisk måde at udføre ægte astronomi ved hjælp af rigtigt udstyr, og jeg håber, at du læser dette, opfordres til at prøv disse fantastiske robotteleskoper.
