Utiliser et tirer le meilleur parti de l'astronomie robotique
Alors que rien dans le domaine de l'astronomie amateur ne bat le sentiment d'être à l'extérieur en regardant les étoiles, les intempéries que beaucoup d'entre nous doivent affronter à différentes périodes de l'année, associées à la tâche de mettre en place puis de ranger l'équipement le soir base, peut être un frein. Ceux d’entre nous qui ont la chance d’avoir des observatoires ne sont pas confrontés à ce dernier problème, mais sont toujours confrontés aux conditions météorologiques et généralement aux limites de notre propre équipement et de notre ciel.
Une autre option à considérer est d'utiliser un télescope robotique. Dans le confort de votre maison, vous pouvez faire des observations incroyables, prendre des astrophotographies exceptionnelles et même apporter des contributions clés à la science!
Les principaux éléments qui rendent les télescopes robotiques attrayants pour de nombreux astronomes amateurs reposent sur 3 facteurs. La première est qu'en général, l'équipement proposé est généralement largement supérieur à celui que l'amateur possède dans son observatoire à domicile. De nombreux systèmes de télescopes commerciaux robotisés, ont des caméras CCD mono grand format, connectées à des montures contrôlées par ordinateur de haute précision, avec de superbes optiques sur le dessus, généralement ces configurations commencent dans la fourchette de prix de 20 à 30 000 $ et peuvent atteindre des millions de dollars. .
Combiné à des processus de flux de travail généralement bien définis et fluides qui guident même un utilisateur novice à travers l'utilisation de l'oscilloscope, puis l'acquisition d'images, gérant automatiquement des choses telles que les champs sombres et plats, rend la courbe d'apprentissage beaucoup plus facile pour beaucoup également, avec bon nombre des portées sont spécialement conçues pour les élèves du primaire.
Le deuxième facteur est la situation géographique. De nombreux sites robotiques sont situés dans des endroits où les précipitations moyennes sont beaucoup plus faibles que dans un endroit comme le Royaume-Uni ou le nord-est des États-Unis par exemple, avec des endroits comme le Nouveau-Mexique et le Chili en particulier, offrant un ciel sec presque complètement clair toute l'année. Les oscilloscopes robotiques ont tendance à voir plus de ciel que la plupart des configurations amateurs, et comme ils sont contrôlés sur Internet, vous n'avez même pas besoin d'avoir froid dehors en plein hiver. La beauté de l'aspect de la situation géographique est que dans certains cas, vous pouvez faire votre astronomie pendant la journée, car les portées peuvent être à l'autre bout du monde.
Le troisième est la facilité d'utilisation, car ce n'est rien de plus qu'un ordinateur portable raisonnablement décent et une connexion haut débit solide qui est requise. La seule chose dont vous devez vous soucier est la coupure de votre connexion Internet, pas votre équipement qui ne fonctionne pas. Avec des oscilloscopes comme les télescopes Faulkes ou Liverpool, ceux que j'utilise beaucoup, ils peuvent être contrôlés à partir de quelque chose d'aussi modeste qu'un netbook ou même d'un Android / iPad / iPhone, facilement. Les problèmes de puissance du processeur se résument généralement au traitement de l'image après avoir pris vos photos.
Des applications logicielles telles que le brillant Maxim DL de Diffraction Limited, qui est couramment utilisé pour le post-traitement d'images en astronomie amateur et même professionnelle, gère les données du fichier FITS fournies par les oscilloscopes. Il s'agit généralement du format dans lequel les images sont enregistrées avec des observatoires professionnels, et il en va de même pour de nombreuses configurations d'amateur domestique et de télescopes robotiques. Ce logiciel nécessite un PC raisonnablement rapide pour fonctionner efficacement, tout comme l'autre pilier de la communauté de l'imagerie, Adobe Photoshop. Il existe de superbes applications gratuites qui peuvent être utilisées à la place de ces deux bastions de la fraternité d'imagerie, comme l'excellent empileur Deep Sky et IRIS, ainsi que l'intéressant nommé "GIMP" qui est une variante du thème Photoshop, mais gratuit pour utilisation.
Certaines personnes peuvent dire que le simple fait de manipuler des données d'images ou un télescope sur Internet nuit à la véritable astronomie, mais c'est ainsi que les astronomes professionnels travaillent jour après jour, généralement en réduisant les données des télescopes situés à l'autre bout du monde. Les professionnels peuvent attendre des années pour obtenir le temps du télescope, et même alors, plutôt que de faire réellement partie du processus d'imagerie, soumettront des cycles d'imagerie aux observatoires et attendront que les données se déploient. (Si quelqu'un veut contester ce fait ... dites simplement "Essayez de faire de l'astronomie oculaire avec le Hubble")
Le processus d'utilisation et d'imagerie avec un télescope robotisé nécessite toujours un niveau de compétence et de dévouement pour garantir une bonne nuit d'observation, que ce soit pour de jolies images ou de la vraie science ou les deux.
Emplacement Emplacement Emplacement
L'emplacement d'un télescope robotisé est essentiel comme si vous vouliez imaginer certaines des merveilles de l'hémisphère sud, que ceux d'entre nous au Royaume-Uni ou en Amérique du Nord ne verront jamais de chez eux, alors vous devrez choisir une lunette convenablement située . L'heure est également importante pour l'accès, à moins que le système d'étendue n'autorise une approche de gestion de file d'attente hors ligne, par laquelle vous le planifiez pour faire vos observations pour vous et attendez simplement les résultats. Certains télescopes utilisent une interface en temps réel, où vous contrôlez littéralement la portée en direct depuis votre ordinateur, généralement via une interface de navigateur Web. Donc, selon l'endroit où vous vous trouvez dans le monde, vous pouvez être au travail ou à une heure très malsaine de la nuit avant de pouvoir accéder à votre télescope, cela vaut la peine d'en tenir compte lorsque vous décidez quel système robotique vous souhaitez être. partie de.
Des télescopes comme les jumelles de 2 mètres Faulkes, basées sur l'île hawaïenne de Maui, au sommet d'une montagne, et Siding Spring, Australie, à côté du célèbre Anglo Australian Observatory, fonctionnent pendant les heures scolaires habituelles au Royaume-Uni, ce qui signifie la nuit dans les endroits où vivent les lunettes. C'est parfait pour les enfants d'Europe occidentale qui souhaitent utiliser une technologie professionnelle de recherche de classe, bien que les portées Faulkes soient également utilisées par les écoles et les chercheurs d'Hawaï.
Le type de portée / caméra que vous choisissez d'utiliser déterminera en fin de compte ce que vous représentez. Certains oscilloscopes robotisés sont configurés avec des CCD grand format grand champ connectés à des télescopes rapides à faible rapport focal. Ceux-ci sont parfaits pour créer de grandes vues du ciel englobant des nébuleuses et des galaxies plus grandes comme Messier 31 à Andromède. Pour les compétitions d'imagerie comme le concours de photographe d'astronomie de l'année, ces étendues à champ large sont parfaites pour les magnifiques paysages qu'ils peuvent créer.
Des étendues comme le télescope Faulkes North, même s'il a un énorme miroir de 2 m (presque la même taille que celui du télescope spatial Hubble), est configuré pour des champs de vision plus petits, littéralement seulement environ 10 minutes d'arc, qui s'intègrent bien dans les objets comme Messier 51, le Whirpool Galaxy, mais prendrait de nombreuses images distinctes pour imaginer quelque chose comme la pleine lune (si Faulkes North était configuré pour cela, ce qui n'est pas le cas). Son avantage est la taille de l'ouverture et l'immense sensibilité CCD. Typiquement, notre équipe qui les utilise est capable d'imaginer un objet en mouvement de magnitude +23 (comète ou astéroïde) en moins d'une minute en utilisant un filtre rouge aussi!
Un champ de vision avec une portée telle que les jumelles Faulkes, détenues et exploitées par LCOGT, est parfait pour les petits objets du ciel profond et mes propres intérêts qui sont les comètes et les astéroïdes.Beaucoup d'autres projets de recherche tels que les exoplanètes et l'étude des étoiles variables sont Beaucoup d'écoles commencent à imaginer des nébuleuses, des galaxies plus petites et des amas globulaires, avec notre objectif au bureau du projet Faulkes Telescope, pour amener rapidement les étudiants à passer à un travail plus scientifique, tout en restant amusant. Pour les imageurs, des approches en mosaïque sont possibles pour créer des champs plus grands, mais cela prendra évidemment plus de temps d'imagerie et de balayage du télescope.
Chaque système robotique possède son propre ensemble de courbes d'apprentissage, et chacun peut souffrir de difficultés techniques ou liées aux conditions météorologiques, comme toute machine complexe ou système électronique. Tout d'abord, en savoir un peu plus sur le processus d'imagerie, participer à des séances d'observation sur des choses comme Slooh, tout cela est utile. Assurez-vous également que vous connaissez votre champ de vision / taille cible sur le ciel (généralement en ascension droite et en déclinaison) ou que certains systèmes ont un «mode de visite guidée» avec des objets nommés, et assurez-vous que vous pouvez être prêt à déplacer l'oscilloscope vers le plus rapidement possible, pour obtenir une imagerie. Avec les portées robotiques commerciales, le temps c'est vraiment de l'argent.
Des magazines comme Astronomy Now au Royaume-Uni, ainsi que Astronomy and Sky and Telescope aux États-Unis et en Australie sont d'excellentes ressources pour en savoir plus, car ils présentent régulièrement des images et des portées robotiques dans leurs articles. Les forums en ligne comme cloudynights.com et stargazerslounge.com comptent également des milliers de membres actifs, dont beaucoup utilisent régulièrement des oscilloscopes robotiques et peuvent donner des conseils sur l'imagerie et l'utilisation, et il existe des groupes dédiés à l'astronomie robotique comme la Online Astronomical Society. Les moteurs de recherche fourniront également des informations utiles sur ce qui est également disponible.
Pour y accéder, la plupart des étendues robotiques nécessitent un processus d'inscription simple, puis l'utilisateur peut avoir un accès gratuit limité, qui est généralement une offre de lancement, ou simplement commencer à payer pour le temps. Les oscilloscopes sont disponibles en différentes tailles et qualité d'appareil photo, mieux ils sont, généralement plus vous payez. Pour les utilisateurs de l'éducation et de l'école ainsi que pour les sociétés astronomiques, le télescope Faulkes (pour les écoles) et la lunette Bradford Robotic offrent tous deux un accès gratuit, tout comme le projet Micro Observatory financé par la NASA. Les appareils commerciaux tels que iTelescope, Slooh et Lightbuckets fournissent une gamme de télescopes et d'options d'imagerie, avec une grande variété de modèles de prix allant de l'instrumentation et des installations de qualité décontractée à la recherche.
Alors qu'en est-il de ma propre utilisation des télescopes robotiques?
Personnellement, j'utilise principalement les oscilloscopes Faulkes Nord et Sud, ainsi que le télescope Liverpool La Palma. Cela fait quelques années que je travaille avec l’équipe du projet Faulkes Telescope et c’est un véritable honneur d’avoir un tel accès à l’instrumentation de qualité recherche. Notre équipe utilise également le réseau iTelescope lorsque les objets sont difficiles à obtenir à l'aide des oscilloscopes Faulkes ou Liverpool, bien qu'avec des ouvertures plus petites, nous sommes plus limités dans notre choix de cible lorsqu'il s'agit d'objets très faibles de type astéroïde ou comète.
Après avoir été invité à des réunions à titre consultatif pour Faulkes, fin 2011, j'ai été nommé responsable de programme pro am, coordonnant des projets avec des amateurs et d'autres groupes de recherche. En ce qui concerne la sensibilisation du public, j'ai présenté mon travail lors de conférences et d'événements de sensibilisation du public pour Faulkes et nous sommes sur le point de lancer un nouveau projet passionnant avec l'Agence spatiale européenne pour laquelle je travaille également en tant que rédacteur scientifique.
Mon utilisation de Faulkes et des oscilloscopes de Liverpool est principalement pour la récupération de comètes, la mesure (photométrie poussière / coma et lancement de la spectroscopie) et le travail de détection, ces intrus glaciaires du système solaire étant mon principal intérêt. Dans ce domaine, j'ai co-découvert la division de la comète C2007 / Q3 en 2010 et travaillé en étroite collaboration avec le programme d'observation amateur géré par la NASA pour la comète 103P, où mes images ont été présentées dans National Geographic, The Times, BBC Television et également utilisées par la NASA. lors de leur conférence de presse pour l'événement pré-rencontre 103P au JPL.
Les miroirs de 2 m ont une énorme prise de lumière et peuvent atteindre de très faibles amplitudes en très peu de temps. Lorsque vous tentez de trouver de nouvelles comètes ou de récupérer des orbites sur des existantes, être capable d'imaginer une cible en mouvement à la magnitude 23 en moins de 30 ans est une véritable aubaine. J'ai également la chance de travailler aux côtés de deux personnes exceptionnelles en Italie, Giovanni Sostero et Ernesto Guido, et nous maintenons un blog de notre travail, et je fais partie du groupe de recherche de CARA travaillant sur les comas de comète et les mesures de poussière, avec notre travail dans des articles de recherche professionnels tels que le Astrophysical Journal Letters et Icarus.
Le processus d'imagerie
Lorsque vous prenez l'image elle-même, le processus commence vraiment avant que vous n'ayez accès à la portée. Connaissant le champ de vision, ce que vous voulez réaliser est critique, tout comme connaître les capacités de la lunette et de la caméra en question, et surtout, si l'objet que vous souhaitez imager est visible depuis l'endroit / l'heure que vous '' Je vais l'utiliser.
La première chose que je ferais si je recommençais était de parcourir les archives du télescope, qui sont généralement disponibles gratuitement, et de voir ce que les autres ont imaginé, comment ils ont imaginé en termes de filtres, de temps d'exposition, etc., puis de les comparer à votre propres cibles.
Idéalement, étant donné que dans de nombreux cas, le temps sera coûteux, assurez-vous que si vous visez un faible objet du ciel profond avec une nébulosité ténue, vous ne choisissez pas une nuit avec une lune brillante dans le ciel, même avec des filtres à bande étroite , cela peut nuire à la qualité d'image finale, et le fait que votre choix de portée / appareil photo puisse en fait l'image de ce que vous voulez. N'oubliez pas que d'autres peuvent également vouloir utiliser les mêmes télescopes, alors planifiez à l'avance et réservez tôt. Lorsque la Lune est brillante, de nombreux fournisseurs commerciaux de robots robotiques offrent des tarifs réduits, ce qui est idéal si vous imaginez quelque chose comme des amas globulaires peut-être, qui ne sont pas aussi affectés par le clair de lune (comme le dirait une nébuleuse)
La planification prévisionnelle est généralement essentielle, sachant que votre objet est visible et pas trop près des limites d'horizon que la portée peut imposer, idéalement en ramassant des objets le plus haut possible ou en vous levant pour vous donner beaucoup de temps d'imagerie. Une fois que tout est fait, suivre le processus d'imagerie de l'oscilloscope dépend de celui que vous choisissez, mais avec quelque chose comme Faulkes, c'est aussi simple que de sélectionner la cible / FOV, de faire pivoter l'oscilloscope, de régler le filtre, puis le temps d'exposition et d'attendre l'image à venir.
Le nombre de photos prises dépend du temps dont vous disposez. Habituellement, lors de l'imagerie d'une comète à l'aide de Faulkes, j'essaierai de prendre entre 10 et 15 images pour détecter le mouvement, et me donnera un signal suffisamment bon pour la réduction des données scientifiques qui suit. N'oubliez pas cependant que vous travaillez généralement avec un équipement largement supérieur à celui que vous avez à la maison, et le temps qu'il faudra pour imager un objet en utilisant votre configuration domestique sera beaucoup moins avec un télescope de 2 m. Un bon exemple est qu'une image haute résolution en couleur de quelque chose comme la nébuleuse de l'Aigle peut être obtenue en quelques minutes sur Faulkes, en bande étroite, ce qui prendrait généralement des heures sur un télescope de jardin typique.
Pour imaginer une cible immobile, plus vous tirez en couleurs ou avec le filtre que vous avez choisi (Hydrogen Alpha étant couramment utilisé avec Faulkes pour nébuleuse), vous pouvez obtenir le meilleur. Lors de l'imagerie en couleur, les trois filtres sur le télescope lui-même sont regroupés dans un ensemble RVB, vous n'avez donc pas besoin de configurer chaque bande de couleur. J'ajoutais généralement une couche de luminance avec H-Alpha s'il s'agit d'une nébuleuse d'émission, ou peut-être quelques images rouges de plus si ce n'est pas pour la luminance. Une fois la création d'image terminée, les données sont généralement placées sur un serveur pour que vous les collectiez, puis après avoir téléchargé les fichiers FITS, combinez les images à l'aide de Maxim (ou d'un autre logiciel approprié), puis dans quelque chose comme Photoshop pour faire le image couleur finale. Plus vous prenez d'images, meilleure est la qualité du signal par rapport au bruit de fond, et donc une prise de vue finale plus fluide et plus soignée.
Entre les prises de vue, la seule chose qui changera généralement sera les filtres, à moins de suivre une cible en mouvement, et éventuellement le temps d'exposition, car certains filtres prennent moins de temps pour obtenir la quantité de lumière requise. Par exemple, avec une image H-Alpha / OIII / SII, vous effectuez généralement une image beaucoup plus longue avec SII car l'émission avec de nombreux objets est plus faible dans cette bande, tandis que de nombreuses nébuleuses du ciel profond émettent fortement dans le H-Alpha.
L'image elle-même
Comme pour toute imagerie d'objets du ciel profond, n'ayez pas peur de jeter des sous-images de mauvaise qualité (les expositions plus courtes qui composent la longue exposition finale une fois empilées). Ceux-ci peuvent être affectés par les nuages, les traînées de satellites ou un certain nombre de facteurs, tels que le guidage automatique sur le télescope ne fonctionne pas correctement. Gardez les bons clichés et utilisez-les pour obtenir un cadre de données empilé RAW aussi bon que possible. Ensuite, il suffit de post-traiter des outils dans des produits comme Maxim / Photoshop / Gimp, où vous pouvez ajuster les couleurs, les niveaux, les courbes et éventuellement utiliser des plug-ins pour affiner la mise au point ou réduire le bruit. Si vous êtes intéressé par la science pure, vous passerez probablement la plupart de ces étapes et voudrez simplement de bonnes données d'image calibrées (champ sombre et plat soustrait ainsi que biais)
Le côté traitement est très important lors de la prise de vue pour une valeur esthétique, cela semble évident, mais beaucoup de gens peuvent en faire trop avec le traitement d'image, ce qui diminue l'impact et / ou la valeur des données originales. Habituellement, la plupart des imageurs amateurs passent plus de temps sur le traitement que l'imagerie réelle, mais cela varie, cela peut aller de quelques heures à des jours littéralement pour effectuer des réglages. En règle générale, lors du traitement d'une image prise de manière robotique, l'étalonnage de champ sombre et plat est effectué. La première chose que je fais est d'accéder aux jeux de données en tant que fichiers FITS et de les importer dans Maxim DL. Ici, je combinerai et ajusterai l'histogramme sur l'image, en exécutant éventuellement plusieurs itérations d'un algorithme de déconvolution si les points de départ ne sont pas aussi serrés (peut-être en raison de problèmes rencontrés cette nuit-là).
Une fois les images resserrées puis étirées, je les enregistrerai en tant que fichiers FITS, et en utilisant l'application gratuite FITS Liberator, introduisez-les dans Photoshop. Ici, des ajustements supplémentaires de réduction du bruit et de contraste / niveau et courbe seront effectués sur chaque canal, exécutant un ensemble d'actions appelées actions Noels (une suite de superbes actions de Noel Carboni, l'un des plus grands experts mondiaux de l'imagerie) peut également améliorer la canaux rouges, verts et bleus individuels finaux (et celui de couleur combinée).
Ensuite, je composerai les images en utilisant des calques dans une photo finale de couleur, en ajustant cela pour l'équilibre des couleurs et le contraste. Peut-être exécuter un plug-in d'amélioration de la mise au point et une réduction supplémentaire du bruit. Ensuite, publiez-les via flickr / facebook / twitter et / ou soumettez-les à des magazines / revues ou articles de recherche scientifique en fonction du ou des buts finaux.
Le hasard peut être une chose merveilleuse
J'y suis moi-même tombé par hasard…. En mars 2010, j'avais vu dans un groupe de discussion que la comète C / 2007 Q3, un objet de magnitude 12-14 à l'époque, passait près d'une galaxie et ferait un champ large intéressant côte à côte. Ce week-end, en utilisant mon propre observatoire, j'ai imaginé la comète pendant plusieurs nuits et j'ai remarqué un changement distinct dans la queue et la luminosité de la comète pendant deux nuits en particulier.
Un membre de la BAA (British Astronomical Association), voyant mes images, m'a alors demandé si je les soumettrais pour publication. J'ai cependant décidé d'enquêter un peu plus sur cet éclaircissement, et comme j'avais accès aux Faulkes cette semaine-là, j'ai décidé de pointer la portée de 2 m sur cette comète, pour voir si quelque chose d'inhabituel se passait. Les premières images sont arrivées et j'ai immédiatement, après les avoir chargées dans Maxim DL et ajusté l'histogramme, remarqué qu'une petite goutte floue semblait suivre le mouvement de la comète juste derrière. J'ai mesuré la séparation en seulement quelques secondes d'arc, et après l'avoir regardée pendant quelques minutes, j'ai décidé qu'elle pouvait s'être fragmentée.
J'ai contacté le contrôle du télescope de Faulkes, qui m'a mis en contact avec le directeur de la section comète BAA, qui a aimablement enregistré cette observation le même jour. J'ai ensuite contacté le magazine Astronomy Now, qui a sauté sur l'histoire et les images et est immédiatement allé le publier sur leur site Web. Les jours suivants, la fureur médiatique était littéralement incroyable.
Des entrevues avec des journaux nationaux, la BBC Radio, la couverture de l'émission télévisée Sky at Night de la BBC, Discovery Channel, Radio Hawaï, Éthiopie ne sont que quelques-uns des médias / informations qui ont repris l'histoire. a fait une découverte astronomique majeure à partir de son bureau en utilisant une lunette robotique. Cela m'a ensuite amené à travailler avec des membres du projet AOP avec l'équipe de mission EPOXI de la NASA / Université du Maryland sur l'imagerie et l'obtention de données de courbe de lumière pour la comète 103P fin 2010, ce qui a également conduit à des articles et des images dans National Geographic, The Times et même mes images utilisées par la NASA dans leurs points de presse, aux côtés d'images du télescope spatial Hubble. Les demandes d'abonnement à Faulkes Telescope Project à la suite de mes découvertes ont augmenté de centaines de% dans le monde entier.
En résumé
Les télescopes robotiques peuvent être amusants, ils peuvent conduire à des choses incroyables, cette dernière année, une étudiante en expérience de travail pour laquelle j'étais mentor avec le Faulkes Telescope Project, a imaginé plusieurs domaines que nous lui avions assignés, où notre équipe a ensuite trouvé des dizaines de nouveaux et astéroïdes non catalogués, et elle a également réussi à imaginer une comète en train de se fragmenter. Prendre de jolies photos est amusant, mais le buzz pour moi vient de la vraie recherche scientifique dans laquelle je suis maintenant engagé, et c'est une voie sur laquelle je souhaite rester probablement pendant le reste de ma vie astronomique. Pour les étudiants et les personnes qui n'ont pas la possibilité de posséder un télescope en raison de contraintes financières ou éventuellement de localisation, c'est une façon fantastique de faire de la vraie astronomie, en utilisant de l'équipement réel, et j'espère qu'en lisant ceci, vous êtes encouragé à essayez ces fantastiques télescopes robotiques.
