Usar y aprovechar al máximo la astronomía robótica
Si bien nada en el campo de la astronomía aficionada supera la sensación de estar afuera mirando las estrellas, el clima inclemente que muchos de nosotros tenemos que enfrentar en varias épocas del año, combinado con la tarea de instalar y luego guardar el equipo en una noche base, puede ser un lastre. Aquellos de nosotros que tenemos la suerte de tener observatorios no enfrentamos este último problema, pero aún enfrentamos el clima y generalmente los límites de nuestro propio equipo y cielos.
Otra opción a considerar es usar un telescopio robótico. Desde la comodidad de su hogar, puede hacer observaciones increíbles, tomar astrofotos excepcionales e incluso hacer contribuciones clave a la ciencia.
Los elementos principales que hacen que los telescopios robóticos sean atractivos para muchos astrónomos aficionados se basan en 3 factores. La primera es que, por lo general, el equipo que se ofrece es generalmente muy superior al que tiene el aficionado en el observatorio de su hogar. Muchos de los sistemas de telescopios comerciales robóticos tienen cámaras mono CCD de gran formato, conectadas a monturas controladas por computadora de alta precisión, con una óptica excelente en la parte superior, por lo general, estas configuraciones comienzan en el rango de precios de $ 20- $ 30,000 y pueden ascender a millones de dólares. .
Combinado con procesos de flujo de trabajo generalmente bien definidos y fluidos que guían incluso a un usuario novato a través del uso del alcance y luego la adquisición de imágenes, manejando automáticamente cosas como campos oscuros y planos, hace que sea una curva de aprendizaje mucho más fácil para muchos también, con Muchos de los ámbitos están específicamente diseñados para estudiantes de primaria.
El segundo factor es la ubicación geográfica. Muchos de los sitios robóticos se encuentran en lugares donde la precipitación promedio es mucho menor que, por ejemplo, en el Reino Unido o el noreste de los Estados Unidos, con lugares como Nuevo México y Chile en particular que ofrecen cielos secos casi completamente despejados durante todo el año. Los ámbitos robóticos tienden a ver más cielo que la mayoría de las configuraciones de aficionados, y como se controlan a través de Internet, usted mismo ni siquiera tiene que enfriarse en pleno invierno. La belleza del aspecto de la ubicación geográfica es que, en algunos casos, puede hacer su astronomía durante el día, ya que los ámbitos pueden estar al otro lado del mundo.
El tercero es la facilidad de uso, ya que no es más que una computadora portátil razonablemente decente y una conexión de banda ancha sólida que se requiere. Lo único de lo que debe preocuparse es de que su conexión a Internet se caiga, no de que su equipo no funcione. Con ámbitos como los Telescopios Faulkes o Liverpool, que uso mucho, se pueden controlar desde algo tan modesto como una netbook o incluso un Android / iPad / iPhone, fácilmente. Los problemas con la potencia de la CPU generalmente se reducen al procesamiento de la imagen después de haber tomado sus fotos.
Las aplicaciones de software como el brillante Maxim DL de Diffraction Limited, que se usa comúnmente para el procesamiento posterior de imágenes en astronomía amateur e incluso profesional, maneja los datos del archivo FITS que entregarán los ámbitos robóticos. Este es comúnmente el formato de las imágenes que se guardan en observatorios profesionales, y lo mismo se aplica con muchas configuraciones hogareñas para aficionados y telescopios robóticos. Este software requiere una PC razonablemente rápida para funcionar eficientemente, al igual que el otro incondicional de la comunidad de imágenes, Adobe Photoshop. Hay algunas aplicaciones excelentes y gratuitas que se pueden utilizar en lugar de estos dos bastiones de la fraternidad de imágenes, como el excelente apilador Deep Sky e IRIS, junto con el interesante "GIMP", que es una variante del tema de Photoshop, pero es gratis para utilizar.
Algunas personas pueden decir que solo el manejo de datos de imágenes o un telescopio a través de Internet resta valor a la astronomía real, pero así es como los astrónomos profesionales trabajan día a día, generalmente solo reduciendo los datos de los telescopios ubicados en el otro lado del mundo. Los profesionales pueden esperar años para obtener el tiempo del telescopio, e incluso entonces, en lugar de ser parte del proceso de imágenes, enviarán corridas de imágenes a los observatorios y esperarán a que lleguen los datos. (Si alguien quiere discutir este hecho ... solo diga "Intenta hacer astronomía ocular con el Hubble")
El proceso de uso e imagen con un telescopio robótico aún requiere un nivel de habilidad y dedicación para garantizar una buena noche de observación, ya sea para fotos bonitas o ciencia real o ambas.
Ubicación Ubicación Ubicación
La ubicación de un telescopio robótico es crítica, ya que si desea obtener una imagen de algunas de las maravillas del hemisferio sur, que aquellos de nosotros en el Reino Unido o América del Norte nunca veremos desde su hogar, entonces tendrá que elegir un telescopio convenientemente ubicado . La hora del día también es importante para el acceso, a menos que el sistema de alcance permita un enfoque de gestión de colas fuera de línea, mediante el cual lo programe para que haga sus observaciones por usted y solo espere los resultados. Algunos telescopios utilizan una interfaz en tiempo real, donde literalmente controla el alcance en vivo desde su computadora, generalmente a través de una interfaz de navegador web. Entonces, dependiendo de en qué parte del mundo se encuentre, puede estar trabajando, o puede ser en una hora muy poco saludable en la noche antes de que pueda acceder a su telescopio, vale la pena considerar esto cuando decida qué sistema robótico desea ser parte de.
Telescopios como los telescopios gemelos Faulkes de 2 metros, que se basan en la isla hawaiana de Maui, en la cima de una montaña, y Siding Spring, Australia, junto al mundialmente famoso Observatorio Anglo Australiano, operan durante el horario escolar habitual en el Reino Unido, lo que significa noche en los lugares donde viven los ámbitos. Esto es perfecto para los niños en Europa occidental que desean utilizar tecnología profesional de grado de investigación desde el aula, aunque los alcances de Faulkes también son utilizados por escuelas e investigadores en Hawai.
El tipo de alcance / cámara que elija usar, en última instancia, también determinará cuál es su imagen. Algunos ámbitos robóticos están configurados con CCD de gran formato de campo amplio conectados a telescopios rápidos de baja relación focal. Estos son perfectos para crear grandes vistas del cielo que abarcan nebulosas y galaxias más grandes como Messier 31 en Andrómeda. Para concursos de imágenes como el concurso Astronomy Photographer of the Year, estos ámbitos de campo amplio son perfectos para los hermosos paisajes que pueden crear.
Ámbitos como el Telescopio Faulkes North, aunque tiene un enorme espejo de 2 m (casi el mismo tamaño que el del Telescopio Espacial Hubble), está configurado para campos de visión más pequeños, literalmente solo alrededor de 10 minutos de arco, que encajarán perfectamente en objetos como Messier 51, la galaxia Whirpool, pero tomaría muchas imágenes separadas para representar algo así como la Luna llena (si Faulkes North estuviera configurado para eso, lo cual no es así). Su ventaja es el tamaño de apertura y la inmensa sensibilidad CCD. Por lo general, nuestro equipo que los usa es capaz de obtener imágenes de un objeto en movimiento de magnitud +23 (cometa o asteroide) en menos de un minuto usando un filtro rojo también.
Un campo de visión con un alcance como los ámbitos gemelos de Faulkes, propiedad y operado por LCOGT, es perfecto para objetos de cielo profundo más pequeños y para mis propios intereses, que son los cometas y los asteroides. Muchos otros proyectos de investigación como los exoplanetas y el estudio de estrellas variables son Se llevaron a cabo utilizando estos telescopios. Muchas escuelas comienzan con imágenes de nebulosas, galaxias más pequeñas y cúmulos globulares, con nuestro objetivo en la oficina del Proyecto Telescopio Faulkes, para que los estudiantes avancen rápidamente hacia un trabajo más basado en la ciencia, mientras lo mantienen divertido. Para los lectores de imágenes, los enfoques de mosaico son posibles para crear campos más grandes, pero esto obviamente requerirá más imágenes y tiempo de rotación del telescopio.
Cada sistema robótico tiene su propio conjunto de curvas de aprendizaje, y cada uno puede sufrir dificultades técnicas o relacionadas con el clima, como cualquier pieza compleja de maquinaria o sistema electrónico. Para empezar, conocer un poco sobre el proceso de imágenes, sentarse en las sesiones de observación de otros sobre cosas como Slooh, todo ayuda. También asegúrese de conocer su campo de visión / tamaño objetivo en el cielo (generalmente en ascensión recta y declinación) o algunos sistemas tienen un "modo de visita guiada" con objetos con nombre, y asegúrese de que puede estar listo para mover el alcance a Lo más rápido posible, para obtener imágenes. Con los ámbitos robóticos comerciales, el tiempo realmente es dinero.
Revistas como Astronomy Now en el Reino Unido, así como Astronomy y Sky and Telescope en los Estados Unidos y Australia son excelentes recursos para obtener más información, ya que regularmente presentan imágenes y ámbitos robóticos en sus artículos. Los foros en línea como cloudynights.com y stargazerslounge.com también tienen miles de miembros activos, muchos de los cuales usan regularmente ámbitos robóticos y pueden dar consejos sobre imágenes y uso, y hay grupos dedicados para la astronomía robótica como la Sociedad Astronómica en Línea. Los motores de búsqueda también proporcionarán información útil sobre lo que está disponible también.
Para obtener acceso a ellos, la mayoría de los ámbitos robóticos requieren un simple proceso de registro, y luego el usuario puede tener acceso gratuito limitado, que generalmente es una oferta introductoria, o simplemente comenzar a pagar por el tiempo. Los alcances vienen en varios tamaños y calidad de cámara, cuanto mejores son, generalmente más paga. Para los usuarios de la educación y la escuela, así como para las sociedades astronómicas, el telescopio Faulkes (para escuelas) y el alcance robótico Bradford ofrecen acceso gratuito, al igual que el proyecto Micro Observatory financiado por la NASA. Los comerciales como iTelescope, Slooh y Lightbuckets ofrecen una gama de telescopios y opciones de imágenes, con una amplia variedad de modelos de precios, desde instrumentación e instalaciones informales hasta de investigación.
Entonces, ¿qué pasa con mi propio uso de telescopios robóticos?
Personalmente, uso principalmente los ámbitos Faulkes Norte y Sur, así como el telescopio Liverpool La Palma. He trabajado con el equipo del Proyecto del Telescopio Faulkes durante algunos años, y es un verdadero honor tener ese acceso a la instrumentación de grado de investigación. Nuestro equipo también usa la red iTelescope cuando los objetos son difíciles de obtener usando los ámbitos Faulkes o Liverpool, aunque con aperturas más pequeñas, estamos más limitados en nuestra elección de objetivo cuando se trata de objetos de tipo asteroide o cometa muy débiles.
Después de haber sido invitado a reuniones en calidad de asesor para Faulkes, a fines de 2011 fui nombrado gerente de programa pro am, coordinando proyectos con aficionados y otros grupos de investigación. Con respecto a la divulgación pública, presenté mi trabajo en conferencias y eventos de divulgación pública para Faulkes y estamos a punto de embarcarnos en un nuevo y emocionante proyecto con la Agencia Espacial Europea, para quien trabajo también como escritor científico.
Mi uso de los alcances Faulkes y Liverpool es principalmente para la recuperación de cometas, medición (fotometría de polvo / coma y embarque en espectroscopía) y trabajo de detección, esos intrusos helados del sistema solar son mi interés principal. En esta área, descubrí la división del cometa C2007 / Q3 en 2010, y trabajé estrechamente con el programa de observación amateur administrado por la NASA para el cometa 103P, donde mis imágenes aparecieron en National Geographic, The Times, BBC Television y también fueron utilizadas por la NASA. en su conferencia de prensa para el evento previo al encuentro 103P en JPL.
Los espejos de 2 m tienen una gran comprensión de la luz y pueden alcanzar magnitudes muy débiles en muy poco tiempo. Al intentar encontrar nuevos cometas o recuperar órbitas en los existentes, poder obtener imágenes de un objetivo en movimiento de magnitud 23 en menores de 30 años es una verdadera bendición. También tengo la suerte de trabajar junto a dos personas excepcionales en Italia, Giovanni Sostero y Ernesto Guido, y mantenemos un blog de nuestro trabajo, y formo parte del grupo de investigación CARA que trabaja en cometas cometas y mediciones de polvo, con nuestro trabajo en trabajos de investigación profesionales como Astrophysical Journal Letters e Icarus.
El proceso de imagen
Al tomar la imagen en sí, el proceso comienza realmente antes de que tenga acceso al alcance. Conocer el campo de visión, lo que desea lograr es fundamental, al igual que conocer las capacidades del alcance y la cámara en cuestión, y lo más importante, si el objeto que desea visualizar es visible desde la ubicación / hora en que se encuentra ' Lo estaré usando.
Lo primero que haría si comenzar de nuevo es mirar a través de los archivos del telescopio, que generalmente están disponibles de forma gratuita, y ver qué han fotografiado otros, cómo se han fotografiado en términos de filtros, tiempos de exposición, etc., y luego comparar eso con su propios objetivos.
Idealmente, dado que en muchos casos, el tiempo será costoso, asegúrese de que si apunta a un objeto débil de cielo profundo con tenue nebulosidad, no elige una noche con una Luna brillante en el cielo, incluso con filtros de banda estrecha , esto puede dificultar la calidad de imagen final y que su elección de alcance / cámara de hecho refleje lo que desea. Recuerde que otros también pueden querer usar los mismos telescopios, así que planifique con anticipación y reserve con anticipación. Cuando la Luna está brillante, muchos de los vendedores comerciales de telescopios robóticos ofrecen tarifas con descuento, lo cual es excelente si imaginas algo como cúmulos globulares, que no se ven tan afectados por la luz de la luna (como sería una nebulosa)
La planificación anticipada suele ser esencial, saber que su objeto es visible y no está demasiado cerca de los límites del horizonte que el alcance puede imponer, idealmente recogiendo objetos lo más alto posible o elevándose para darle mucho tiempo de imagen. Una vez que todo esté hecho, luego de seguir el proceso de obtención de imágenes del alcance depende de cuál elija, pero con algo como Faulkes, es tan simple como seleccionar el objetivo / FOV, girar el alcance, configurar el filtro y luego el tiempo de exposición y luego esperar la imagen para entrar
El número de disparos depende del tiempo que tenga. Por lo general, cuando imagino un cometa usando Faulkes, intentaré tomar entre 10 y 15 imágenes para detectar el movimiento y darme suficiente señal para la reducción de datos científicos que sigue. Sin embargo, recuerde siempre que, por lo general, está trabajando con un equipo muy superior al que tiene en su hogar, y el tiempo que toma tomar imágenes de un objeto usando la configuración de su hogar será mucho menor con un telescopio de 2 m. Un buen ejemplo es que se puede obtener una imagen de alta resolución a todo color de algo así como la Nebulosa del Águila en cuestión de minutos en Faulkes, en banda estrecha, algo que generalmente llevaría horas en un telescopio de patio típico.
Para obtener imágenes de un objetivo que no se mueve, cuantas más tomas a todo color o con el filtro elegido (Hydrogen Alpha es uno de uso común con Faulkes para nebulosa), puede obtener el mejor. Cuando se toman imágenes en color, los tres filtros en el telescopio se agrupan en un conjunto RGB, por lo que no necesita configurar cada banda de color. Por lo general, agregaría una capa de luminancia con H-Alpha si es una nebulosa de emisión, o tal vez algunas imágenes rojas más si no fuera por luminancia. Una vez que se completa la ejecución de la imagen, los datos generalmente se colocan en un servidor para que los recopile, y luego de descargar los archivos FITS, combine las imágenes usando Maxim (u otro software adecuado) y luego en algo como Photoshop para hacer el Imagen de color final. Cuantas más imágenes tome, mejor será la calidad de la señal contra el ruido de fondo y, por lo tanto, una toma final más suave y pulida.
Entre disparos, lo único que generalmente cambiará serán los filtros, a menos que rastree un objetivo en movimiento, y posiblemente el tiempo de exposición, ya que algunos filtros tardan menos tiempo en obtener la cantidad de luz necesaria. Por ejemplo, con una imagen H-Alpha / OIII / SII, normalmente se visualiza mucho más tiempo con SII ya que la emisión con muchos objetos es más débil en esta banda, mientras que muchas nebulosas de cielo profundo emiten fuertemente en el H-Alpha.
La imagen misma
Al igual que con cualquier imagen de objetos de cielo profundo, no tenga miedo de tirar subtramas de baja calidad (las exposiciones más cortas que compensan la exposición larga final cuando se apilan). Estos podrían verse afectados por nubes, rastros de satélites o cualquier número de factores, como el autoguiado del telescopio que no funciona correctamente. Mantenga las buenas tomas y úselas para obtener un marco de datos apilados RAW tan bueno como sea posible. Luego, todo se reduce a las herramientas de procesamiento posterior en productos como Maxim / Photoshop / Gimp, donde puede ajustar los colores, niveles, curvas y posiblemente usar complementos para enfocar o reducir el ruido. Si le interesa la ciencia pura, probablemente omitirá la mayoría de esos pasos y solo querrá datos de imagen bien calibrados (campo oscuro y plano restados, así como sesgo)
El lado del procesamiento es muy importante cuando se toman fotos por valor estético, parece obvio, pero muchas personas pueden exagerar con el procesamiento de imágenes, disminuyendo el impacto y / o el valor de los datos originales. Por lo general, la mayoría de los aficionados a la imagen pasan más tiempo procesando que las imágenes reales, pero esto varía, puede ser de horas a días, literalmente, haciendo ajustes. Normalmente, cuando se procesa una imagen tomada robóticamente, se realiza la calibración de campo oscuro y plano. Lo primero que hago es acceder a los conjuntos de datos como archivos FITS y llevarlos a Maxim DL. Aquí combinaré y ajustaré el histograma en la imagen, posiblemente ejecutando múltiples iteraciones de un algoritmo de desconvolución si los puntos de inicio no son tan ajustados (tal vez debido a problemas de visión esa noche).
Una vez que las imágenes se aprieten y luego se estiren, las guardaré como archivos FITS, y con la aplicación gratuita FITS Liberator las traeré a Photoshop. Aquí, se realizarán ajustes adicionales de reducción de ruido y contraste / nivel y curva en cada canal, ejecutando un conjunto de acciones conocidas como acciones de Noels (un conjunto de excelentes acciones de Noel Carboni, uno de los expertos en imágenes más importantes del mundo) también puede mejorar el canales individuales finales rojo, verde y azul (y el color combinado).
Luego, compondré las imágenes usando capas en una toma final de color, ajustándola para el balance de color y el contraste. Posiblemente ejecute un complemento de mejora de enfoque y una mayor reducción de ruido. Luego publíquelos a través de flickr / facebook / twitter y / o envíelos a revistas / revistas o trabajos de investigación científica según el objetivo / metas finales.
La casualidad puede ser algo maravilloso
Llegué a esto por casualidad ... En marzo de 2010, había visto una publicación en un grupo de noticias que decía que el Cometa C / 2007 Q3, un objeto de magnitud 12-14 en ese momento, pasaba cerca de una galaxia, y que haría un interesante campo ancho de lado a lado. Ese fin de semana, usando mi propio observatorio, tomé imágenes del cometa durante varias noches y noté un cambio distintivo en la cola y el brillo del cometa durante dos noches en particular.
Un miembro de la BAA (Asociación Astronómica Británica), al ver mis imágenes, me preguntó si las enviaría para su publicación. Sin embargo, decidí investigar un poco más este brillo, y como tuve acceso a los Faulkes esa semana, decidí apuntar el alcance de 2 m a este cometa, para ver si estaba ocurriendo algo inusual. Las primeras imágenes aparecieron, e inmediatamente, después de cargarlas en Maxim DL y ajustar el histograma, noté que una pequeña mancha borrosa parecía estar rastreando el movimiento del cometa justo detrás de él. Medí la separación como solo unos pocos segundos de arco, y después de mirarla durante unos minutos, decidí que podría haberse fragmentado.
Me puse en contacto con el control del telescopio Faulkes, quien me puso en contacto con el director de la sección de cometas BAA, quien amablemente registró esta observación el mismo día. Luego me puse en contacto con la revista Astronomy Now, que saltó sobre la historia y las imágenes e inmediatamente fue a publicarla en su sitio web. Los días siguientes, el furor de los medios fue literalmente increíble.
Entrevistas con periódicos nacionales, BBC Radio, Cobertura en el programa de televisión Sky at Night de la BBC, Discovery Channel, Radio Hawaii, Etiopía fueron solo algunas de las noticias / medios de comunicación que recogieron la historia ... la noticia se hizo global que un aficionado tenía hizo un importante descubrimiento astronómico desde su escritorio utilizando un visor robótico. Esto me llevó a trabajar con miembros del proyecto AOP con el equipo de la misión EPOXI de la NASA / Universidad de Maryland sobre imágenes y obtención de datos de curva de luz para el cometa 103P a fines de 2010, lo que nuevamente condujo a artículos e imágenes en National Geographic, The Times e incluso mis imágenes utilizadas por la NASA en sus informes de prensa, junto con imágenes del telescopio espacial Hubble. Las solicitudes de suscripción al Proyecto Telescopio Faulkes como resultado de mis descubrimientos aumentaron en cientos de% de todo el mundo.
En resumen
Los telescopios robóticos pueden ser divertidos, pueden conducir a cosas increíbles, el año pasado, un estudiante de experiencia laboral para el que fui mentor con el Proyecto Telescopio Faulkes, fotografió varios campos que le habíamos asignado, donde nuestro equipo encontró docenas de nuevos y asteroides no catalogados, y ella también logró imaginar un cometa fragmentándose. Tomar fotos bonitas es divertido, pero el zumbido para mí viene con la verdadera investigación científica en la que ahora estoy involucrado, y es un camino en el que pretendo seguir probablemente durante el resto de mi vida astronómica. Para los estudiantes y las personas que no tienen la capacidad de poseer un telescopio debido a limitaciones financieras o posiblemente de ubicación, es una forma fantástica de hacer astronomía real, utilizando equipos reales, y espero que, al leer esto, se les aliente a prueba estos fantásticos telescopios robóticos.
