Att använda och få ut det mesta av robotastronomin
Även om ingenting inom amatörastronomin slår känslan av att vara ute och titta på stjärnorna, måste det ojämna väder som många av oss möter vid olika tider på året, i kombination med uppgiften att ställa in och sedan packa bort utrustning på en nattlig bas, kan vara ett drag. De av oss som har turen att ha observatorier möter inte det senare problemet, men står fortfarande inför vädret och vanligtvis gränserna för vår egen utrustning och himmel.
Ett annat alternativ att överväga är att använda ett robot teleskop. Från ditt hem kan du göra otroliga observationer, ta enastående astrofoton och till och med göra viktiga bidrag till vetenskapen!
De viktigaste elementen som gör robotteleskop tilltalande för många amatörastronomer baseras på cirka 3 faktorer. Den första är att vanligtvis är den utrustning som erbjuds i allmänhet mycket överlägsen den som amatören har i sitt hemobservatorium. Många av de robotiska kommersiella teleskopsystemen har CCD-kameror med storformat, anslutna till datorstyrda fästen med hög precision, med utmärkt optik på toppen, vanligtvis startar dessa inställningar i priset $ 20 - $ 30 000 och kan uppgå till miljontals dollar. .
Kombinerat med vanligtvis väldefinierade och flytande arbetsflödesprocesser som leder till och med en nybörjare genom att använda omfattningen och sedan skaffa bilder, automatiskt hantera sådana saker som mörka och platta fält, gör det till en mycket enklare inlärningskurva för många också med många av omfattningarna specifikt inriktade på elever i skolan.
Den andra faktorn är geografisk plats. Många av robotplatserna finns på platser där den genomsnittliga nederbörden är mycket lägre än säger någonstans som Storbritannien eller Nordöstra USA, med platser som New Mexico och Chile i synnerhet erbjuder nästan helt klart torr himmel året runt. Robotområden tenderar att se mer himmel än de flesta amatörinställningar, och när de kontrolleras via Internet behöver du inte ens bli kall ute på vintern. Det fina med den geografiska platsaspekten är att du i vissa fall kan göra din astronomi under dagen, eftersom områdena kan vara på andra sidan världen.
Den tredje är användarvänlighet, eftersom det inte är mer än en ganska anständig bärbar dator och solid bredbandsanslutning som krävs. Det enda du behöver oroa dig för är att din internetanslutning tappar, inte att din utrustning inte fungerar. Med scopes som Faulkes eller Liverpool Telescopes, sådana jag använder mycket, kan de enkelt kontrolleras från något så blygsamt som en netbook eller till och med en Android / iPad / iPhone. Problemen med CPU-hästkrafter kommer vanligtvis till bildbehandlingen när du har tagit dina bilder.
Programvaruapplikationer som den lysande Maxim DL av Diffraktion Limited, som vanligtvis används för bildpostbearbetning inom amatör och till och med professionell astronomi, hanterar FITS-fildata som robotområden kommer att leverera. Det är vanligtvis formatbilderna sparas i professionella observatorier, och detsamma gäller för många amatörinställningar och robotteleskop. Den här programvaran kräver en relativt snabb dator för att fungera effektivt, liksom den andra äkta i bildgemenskapen, Adobe Photoshop. Det finns några fantastiska och gratis applikationer som kan användas istället för dessa två bastioner i bildbildningsbrödrighet, som den utmärkta Deep Sky-staplaren, och IRIS, tillsammans med den intressant namngivna "GIMP" som är variant på Photoshop-temat, men gratis att använda sig av.
Vissa människor kan säga att bara hantering av bilddata eller ett teleskop över internet påverkar verklig astronomi, men det är så professionella astronomer arbetar dag ut dag, vanligtvis bara genom att minska datatjänster från teleskop på andra sidan världen. Professionals kan vänta i år för att få teleskoptid, och till och med då istället för att faktiskt vara en del av avbildningsprocessen, kommer att skicka in bildkörningar till observatorier och vänta på att uppgifterna ska rullas in. (Om någon vill hävda detta faktum ... bara säga “Försök göra okularastronomi med Hubble”)
Processen med att använda och avbilda med ett robotteleskop kräver fortfarande en nivå av skicklighet och engagemang för att garantera en god natt att observera, vare sig det gäller vackra bilder eller verklig vetenskap eller båda.
Location Location Location
Platsen för ett robotteleskop är kritiskt som om du vill avbilda några av de underbara södra halvklotet, som de av oss i Storbritannien eller Nordamerika aldrig kommer att se hemifrån, då måste du välja ett lämpligt beläget område . Tid på dygnet är också viktigt för åtkomst, såvida inte räckviddssystemet tillåter en offline-köhanteringsmetod, varigenom du schemaläger den för att göra dina observationer åt dig och bara vänta på resultaten. Vissa teleskop använder ett realtidsgränssnitt, där du bokstavligen kontrollerar omfattningen live från din dator, vanligtvis via ett webbläsargränssnitt. Så beroende på var i världen det är, du kanske är i arbete, eller det kan vara på en mycket ohälsosam timme på kvällen innan du kan komma åt ditt teleskop, är det värt att överväga detta när du bestämmer vilket robotsystem du vill vara en del av.
Teleskop som tvilling Faulkes 2-meter, som är baserade på den hawaiianska ön Maui, ovanpå ett berg, och Siding Spring, Australien, bredvid det världsberömda Anglo Australian Observatory, arbetar under vanliga skoltimmar i Storbritannien, vilket betyder nattetid på platserna där områdena bor. Detta är perfekt för barn i Västeuropa som vill använda professionell teknik från klassrummet, men Faulkes-räckvidden används också av skolor och forskare på Hawaii.
Den typ av omfattning / kamera du väljer att använda kommer i slutändan också att avgöra vilken bild du är. Vissa robotområden är konfigurerade med stora fält CCD-format som är anslutna till snabba, låga fokalförhållanden. Dessa är perfekta för att skapa stora himmelutsikter som omfattar nebulosor och större galaxer som Messier 31 i Andromeda. För avbildningstävlingar som årets astronomifotograf är dessa stora fältomfång perfekta för de vackra skyskaperna de kan skapa.
Områden som Faulkes Teleskop North, även om det har en enorm 2m (nästan samma storlek som den på Hubble Space Telescope) spegel, är konfigurerad för mindre synfält, bokstavligen bara runt 10 bågsminuter, som passar fint i objekt som Messier 51, Whirpool Galaxy, men skulle ta många separata bilder för att avbilda något som fullmånen (om Faulkes North var inställt för det, vilket det inte är). Det är fördelen med bländarstorlek och enorm CCD-känslighet. Vanligtvis kan vårt team som använder dem avbilda ett objekt med rörelse +23 (komet eller asteroid) på under en minut med ett rött filter också!
Ett synfält med en omfattning som de två Faulkes-omfattningarna, som ägs och drivs avLCOGT är perfekt för mindre djupa himmelobjekt och mina egna intressen som är kometer och asteroider. Många andra forskningsprojekt som exoplaneter och studien av variabla stjärnor är utförs med hjälp av dessa teleskoper. Många skolor börjar avbilda nebulosor, mindre galaxer och kulakluster, med vårt mål på Faulkes Telescope Project-kontor, för att snabbt få eleverna att gå vidare till mer vetenskapligt baserat arbete, samtidigt som det är roligt. För bildtagare är mosaikstrategier möjliga att skapa större fält, men detta kommer uppenbarligen att ta mer bild och teleskop slagtid.
Varje robotsystem har sin egen uppsättning inlärningskurvor, och var och en kan drabbas av tekniska eller väderrelaterade svårigheter, som alla komplexa maskiner eller elektroniska system. Att veta lite om bildprocessen till att börja med, sitta i andras observationssessioner om saker som Slooh, hjälper allt. Se också till att du känner till ditt målfält / synfält på himlen (vanligtvis i antingen höger upp- och nedstigning) eller att vissa system har ett "guidat turläge" med namngivna objekt, och se till att du kan vara redo att flytta räckvidden till det så snabbt som möjligt för att få avbildning. Med de kommersiella robotområdena är tiden verkligen pengar.
Tidningar som Astronomy Now i Storbritannien, samt Astronomy och Sky and Telescope i USA och Australien är utmärkta resurser för att ta reda på mer, eftersom de regelbundet innehåller robotavbildning och omfattning i sina artiklar. Onlineforum som cloudynights.com och stargazerslounge.com har också tusentals aktiva medlemmar, av vilka många regelbundet använder robotområden och kan ge råd om avbildning och användning, och det finns dedikerade grupper för robotastronomi som Online Astronomical Society. Sökmotorer ger också användbar information om vad som är tillgängligt också.
För att få tillgång till dem kräver de flesta robotområden en enkel registreringsprocess, och sedan kan användaren antingen ha begränsad gratis åtkomst, vilket vanligtvis är ett introduktionserbjudande, eller bara börja betala för tid. Räckvidden finns i olika storlekar och kvalitet på kameran, desto bättre är de, vanligtvis desto mer betalar du. För utbildnings- och skolanvändare såväl som astronomiska samhällen erbjuder The Faulkes Telescope (för skolor) och Bradford Robotic omfattning gratis tillgång, liksom det NASA-finansierade Micro Observatory-projektet. Kommersiella som iTelescope, Slooh och Lightbuckets tillhandahåller en rad olika teleskop och avbildningsmöjligheter, med ett brett utbud av prismodeller från instrument till utrustning och utrustning för forskningskvalitet.
Så hur är det med min egen användning av robotteleskop?
Personligen använder jag främst Faulkes norra och södra räckvidd samt Liverpool La Palma-teleskopet. Jag har jobbat med Faulkes Telescope Project-teamet nu i några år, och det är en riktig ära att ha en sådan tillgång till forskningskomponenter. Vårt team använder också iTelescope-nätverket när objekt är svåra att få med Faulkes- eller Liverpool-omfångarna, men med mindre bländare är vi mer begränsade i vårt målval när det gäller mycket svaga asteroider eller komet-typer.
Efter att ha blivit inbjuden till möten i en rådgivande kapacitet för Faulkes, i slutet av 2011 utnämndes jag till pro am programchef, som samordnade projekt med amatörer och andra forskargrupper. När det gäller offentligt uppsökande har jag presenterat mitt arbete på konferenser och offentliga uppsökningsevenemang för Faulkes och vi är på väg att inleda ett nytt och spännande projekt med Europeiska rymdorganisationen som jag arbetar för också som vetenskapsförfattare.
Min användning av Faulkes och Liverpool-områdena är främst för kometåtervinning, mätning (damm / komafotometri och inleda spektroskopi) och upptäcktarbete, varvid de iskalla solsysteminterloprarna är mitt nyckelintresse. Inom detta område upptäckte jag Comet C2007 / Q3 som delades 2010 och arbetade nära med det amatörobservationsprogram som hanterades av NASA för komet 103P, där mina bilder togs upp i National Geographic, The Times, BBC Television och användes också av NASA på deras presskonferens för 103P före möte-evenemanget på JPL.
2 m-speglarna har enormt lätt grepp och kan nå mycket svaga magneter på mycket liten tid. När du försöker hitta nya kometer eller återhämta banor på befintliga, är det en verklig välsignelse att kunna avbilda ett rörligt mål med en storlek 23 under 30-talet. Jag är också lycklig att arbeta tillsammans med två exceptionella personer i Italien, Giovanni Sostero och Ernesto Guido, och vi upprätthåller en blogg om vårt arbete, och jag är en del av CARA-forskargruppen som arbetar med kometmätningar och dammmätningar, med vårt arbete i professionella forskningsartiklar som Astrophysical Journal Letters och Icarus.
Bildprocessen
När du tar själva bilden startar processen verkligen innan du har tillgång till omfattningen. Att känna till synfältet, vad det är du vill uppnå är avgörande, liksom att känna till kapaciteten för omfattningen och kameran i fråga, och viktigast av allt, om objektet du vill bilden är synligt från den plats / tid du " Jag använder det.
Det första jag skulle göra om jag börjar om igen är att titta genom teleskopets arkiv, som vanligtvis är fritt tillgängliga, och se vad andra har avbildat, hur de har avbildat i form av filter, exponeringstider osv., Och sedan matcha det mot din egna mål.
Idealt, med tanke på att tiden i många fall kommer att bli kostsam, se till att om du siktar på ett svagt djup himmelobjekt med svag nebulositet, väljer du inte en natt med en ljus måne på himlen, även med smalbandsfilter , detta kan hämma den slutliga bildkvaliteten, och att ditt val av räckvidd / kamera faktiskt kommer att avbilda vad du vill ha det. Kom ihåg att andra kanske också vill använda samma teleskop, så planera i förväg och boka tidigt. När månen är ljus, erbjuder många av de kommersiella robotleverantörerna rabatterade priser, vilket är bra om du avbildar något som kulformiga kluster kanske, som inte påverkas så mycket av månskenet (som en nebulosa skulle vara)
Framåtplanering är vanligtvis viktigt, att veta att ditt objekt är synligt och inte för nära några horisontgränser som räckvidden kan påföra, idealiskt plocka objekt så högt upp som möjligt eller stiga för att ge dig massor av bildtid. När det väl är gjort är det att följa omfångens avbildningsprocess beror på vilken du väljer, men med något som Faulkes är det lika enkelt som att välja målet / FOV, sväva omfattningen, ställa in filtret och sedan exponeringstid och sedan vänta på bilden som ska komma in.
Antalet tagna bilder beror på vilken tid du har. Vanligtvis när jag avbildar en komet med Faulkes kommer jag att försöka ta mellan 10 och 15 bilder för att upptäcka rörelsen och ge mig tillräckligt bra signal för den vetenskapliga datareduktionen som följer. Kom alltid ihåg att du vanligtvis arbetar med mycket överlägsen utrustning än du har hemma, och att det tar tid att ta fram ett objekt med din heminställning är mycket mindre med ett 2 m teleskop. Ett bra exempel är att en fullfärgad högupplösta bild av något som Eagle Nebula kan erhållas inom några minuter på Faulkes, i smalband, något som vanligtvis skulle ta timmar på ett typiskt teleskop i trädgården.
För att avbilda ett icke rörligt mål, desto fler bilder i fullfärg eller med ditt valda filter (Hydrogen Alpha är ett vanligt använt med Faulkes för nebula) kan du bli bättre. När du fotograferar i färg grupperas de tre filtren på själva teleskopet i en RGB-uppsättning, så du behöver inte ställa in varje färgband. Jag skulle vanligtvis lägga till ett luminanslager med H-Alpha om det är en utsläppsnebula eller kanske några fler röda bilder om det inte är för luminans. När bildkörningen är klar placeras data vanligtvis på en server som du kan samla in och sedan kombinerar bilderna med Maxim (eller annan lämplig programvara) efter att ha laddat ner FITS-filerna och sedan in till något som Photoshop för att göra slutlig färgbild. Ju fler bilder du tar, desto bättre blir kvaliteten på signalen mot bakgrundsljudet och därmed en jämnare och mer polerad slutskott.
Mellan bilder är det enda som vanligtvis kommer att ändras filter, om inte spårning av ett rörligt mål, och eventuellt exponeringstiden, eftersom vissa filter tar mindre tid att få den erforderliga mängden ljus. Till exempel med en H-Alpha / OIII / SII-bild avbildar du vanligtvis mycket längre med SII eftersom utsläppet med många objekt är svagare i detta band, medan många djupa himmelnebulor avger starkt i H-Alpha.
Bilden själv
Som med alla bilder av djupa himmelobjekt, var inte rädd för att kasta bort underramar av dålig kvalitet (de kortare exponeringarna som utgör den slutliga långa exponeringen när de staplas). Dessa kan påverkas av moln, satellitspår eller valfritt antal faktorer, till exempel att autoguiden på teleskopet inte fungerar korrekt. Håll de goda bilderna och använd dem för att få en så bra RAW-staplad dataram som du kan. Då är det helt ned att posta bearbetningsverktyg i produkter som Maxim / Photoshop / Gimp, där du kan justera färger, nivåer, kurvor och eventuellt använda plugins för att skärpa fokus eller minska brus. Om det är ren vetenskap som du är intresserad av, kommer du förmodligen att hoppa över de flesta av dessa steg och bara vill ha bra, kalibrerade bilddata (mörkt och platt fält subtraherat samt förspänning)
Behandlingssidan är mycket viktig när man tar bilder för estetiskt värde, det verkar uppenbart, men många människor kan överdriva det med bildbehandling, vilket minskar påverkan och / eller värdet av originaldata. Vanligtvis lägger de flesta amatöravbildare mer tid på bearbetning än faktiska avbildning, men det varierar, det kan vara från timmar till bokstavligen dagar att göra tweaks. När man bearbetar en bild taget robotiskt utförs vanligtvis den mörka och platta fältkalibreringen. Det första jag gör är att få tillgång till datasätten som FITS-filer och ta med dem till Maxim DL. Här kommer jag att kombinera och justera histogrammet på bilden, möjligen köra flera iterationer av en de-convolutionsalgoritm om startpunkterna inte är lika snäva (kanske på grund av att se problem den kvällen).
När bilderna har stramats upp och sedan sträckts ut, kommer jag att spara dem som FITS-filer, och med gratis FITS Liberator-applikation kommer de in i Photoshop. Här kommer ytterligare brusreducering och justeringar av kontrast / nivå och kurva att göras på varje kanal, genom att köra en uppsättning handlingar som kallas Noels-åtgärder (en svit med fantastiska åtgärder av Noel Carboni, en av världens främsta bildekspert) kan också förbättra slutliga individuella röda gröna och blå kanaler (och den kombinerade färgen).
Sedan kommer jag att sammansätta bilderna med lager i en slutlig färgbild och justera detta för färgbalans och kontrast. Kanske köra en fokusförbättringskontakt och ytterligare brusreducering. Publicera dem sedan via flickr / facebook / twitter och / eller skicka till tidskrifter / tidskrifter eller vetenskapliga forskningsartiklar beroende på slutmålet / målen.
Serendipity kan vara en underbar sak
Jag kom till detta helt av misstag själv…. I mars 2010 hade jag sett ett inlägg på en nyhetsgrupp om att Comet C / 2007 Q3, ett objekt på magneten 12-14 då, passerade nära en galax och skulle göra ett intressant brett fält sida vid sida skott. Den helgen, med mitt eget observatorium, avbildade jag kometen under flera nätter och märkte en tydlig förändring i kometen svans och ljusstyrka under två nätter i synnerhet.
En medlem av BAA (British Astronomical Association), som såg mina bilder, frågade sedan om jag skulle skicka in dem för publicering. Jag bestämde mig emellertid för att undersöka detta lysande lite längre, och eftersom jag hade tillgång till Faulkes den veckan, bestämde jag mig för att rikta 2m-räckvidden på denna komet, för att se om något ovanligt ägde rum. De första bilderna kom in, och jag omedelbart, efter att ha laddat in dem i Maxim DL och justerat histogrammet, såg jag att en liten fuzzy klump verkade spåra kometens rörelse precis bakom den. Jag mätte separationen som bara några bågsekunder, och efter att ha stirrat på den i några minuter, bestämde jag mig för att den kunde ha varit fragmenterad.
Jag kontaktade Faulkes teleskopkontroll, som satte mig i kontakt med direktören för kometavdelningen för BAA, som vänligen loggade denna observation samma dag. Jag kontaktade sedan tidskriften Astronomy Now, som sprang på historien och bilderna och omedelbart gick för att pressa med den på deras webbplats. Följande dagar var mediernas hårdhet bokstavligen otrolig.
Intervjuer med nationella tidningar, BBC Radio, Täckning på BBCs Sky at Night-tv-program, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopien var bara några av nyheterna / medierna som fick fram historien ... nyheterna gick över hela världen som en amatör hade gjorde en stor astronomisk upptäckt från sitt skrivbord med hjälp av ett robotområde. Detta ledde sedan till att jag arbetade med medlemmar i AOP-projektet med NASA / University of Maryland EPOXI-uppdragsteamet om avbildning och att få data om ljuskurva för kometen 103P i slutet av 2010, vilket igen ledde till artiklar och bilder i National Geographic, The Times och till och med mina bilder som användes av NASA i sina pressmöten, tillsammans med bilder från Hubble Space Telescope. Prenumerationsbegäranden till Faulkes Telescope Project som ett resultat av mina upptäckter ökade med hundratals% från hela världen.
Sammanfattningsvis
Robotteleskop kan vara roliga, de kan leda till fantastiska saker, det senaste året, en arbetslivserfarenhet jag var mentor för med Faulkes Teleskopprojekt, avbildade flera fält som vi hade tilldelat henne, där vårt team sedan hittade dussintals nya och okatalogiserade asteroider, och hon lyckades också föreställa sig en kometfragmentering. Det är roligt att ta vackra bilder, men surret för mig kommer med den verkliga vetenskapliga forskningen jag nu bedriver, och det är en väg jag strävar efter att hålla på med antagligen resten av min astronomiska livstid. För studenter och människor som inte har förmågan att antingen äga ett teleskop på grund av ekonomiska begränsningar eller eventuellt platsbegränsningar, är det ett fantastiskt sätt att göra verklig astronomi med hjälp av verklig utrustning, och jag hoppas att du läser detta uppmuntras att prova dessa fantastiska robotteleskop.
