Jmenuji se

dalekohled Mark.

O smyslu hvězdopravy

smysluplná pozorování(pokud v našich podmínkách existují)

nejdou provádět vizuálně jsou vesměs založena na sběru

velkého množství dat nadšených pozorovatelů ubývá

já, pozorovatel

já, robot

Co musí umět robot plánovat pozorování

databáze požadavků plánování pozorování zpracování a ukládání výsledků

vyhodnocovat podmínky analýza počasí sledování pozorovacích podmínek ochrana dalekohledu před poškozením

řídit dalekohled kopuli kameru … + další přístroje

bez zásahuobsluhy

Vize MARK-a

upravený dalekohled Meade LX-200 ø16“ ve VK vyřešit problém ostření vyřešit problém parkování a přesného najetí

CCD kamera SBIG 3MPx systém vyhodnocování pozorovacích

podmínek automatická meteostanice senzor oblačnosti (přídavná kamera)

řízení na dálku přes Internet

[r. 2001]

východní kopule

MARK zvenku

velín v předsálí východní kopule „white box“ = 3 servery,

elektronika,rozvaděč, UPS

nezávislá podlaha v kopuli obložení stěn břidlicí posuvné dveře pod schody

MARK zevnitř

Meteosat

Radar

Senzor oblačnosti

Kamera

Meteostanice

Dalekohled CCD+ostření

Kopule

STOP/GO

snímky

objekty

GRAB GRIND TRANSFER

databáze

objektůa

snímků

„white-box“

východní kopule

stř

ech

a (

a v

ýše)

MARK meterologem Davis Vantage Pro2 - standard

profesionální meteostanice teplota: venkovní + uvnitř „white

box-u“ vlhkost rosný bod srážky vítr: rychlost+ směr pocitové teploty (wind-chill, heatIX) sluneční výkon + intenzita UV

záření

MARK šamanem detekce oblačnosti na základě

srovnávání „teploty oblohy“ a teploty okolí

detektor srážek detektor kondenzace vody

(vnitřně vyhřívané čidlo stanoví čas odpaření vlhkosti)

základní čtyřstavový výstup jasno oblačno zataženo déšť

možnost použití vlastního detekčního algoritmu

digitální fotoaparát Olympus 5060WZ + rybí předsádka

expozice max. 15s iso <= 400 dark-frame

primárně pro analýzu kvality nebe

sekundárně samostatné použití meteory družice ufo :-)

trable sníh, námraza malé rozlišení

MARK velkým bratrem

Dalekohled upravený Schmidt-Cassegrain

Meade LX200 ø16” = 406mm f = 4.060m (f/10) fokální reduktor f/5 Lumicon

Easy Guider (jen optika) kompletně přebudované

ostření senzory parkovacích a

zakázaných poloh

Motorický výtah motorický ostřící systém

Optec TCF-S elektronické nastavení f v

rozsahu 0.8“ (21mm) senzor teploty tubusu ostření podle „naučené“

teplotní křivky dalekohledu

spolupráce s CCD (autofocus)

Kamera SBIG ST10XE CCD KAF3200E

3.2MPX (2184x1472) čtvercové pixely 6.8μm rozměry 14.9x10mm

(zorné pole: 25’x17’ [teorie]) bez anti-bloomu QE<60% DC = 0.5e-/pixel/sec @ 0°C

termoelektrické + vodní chlazení USB připojení filter-wheel CFW-8A

5 pozic pro 1.25“ filtry současně: R,G,B,Clear + „díra“

ostření+reduktor+kamera se nevejde do vidlice – nelze pozorovat poblíž pólu

Řízení kopule

otáčení kopule parkovací senzor dvourychlostní pohyb řídící systém pro najetí kopule

na Az motorické otevírání štěrbiny

kolejnicové napájení zálohovaný motor snímač stavu

MARK WARE

STOP/GO

snímky

objekty

GRAB GRIND TRANSFER

Internet

Mark Control PanelVstup: STOP/GO

data o objektu

Výstup: snímky

řízení dalekohledu pořizování snímků

Mark Front EndVstup: uživateléVýstup: data o objektu

zadávání pozorování správa databáze

snímků plánování programů plánování noci

Mark Condition Monitor

Vstup: data o podmínkáchVýstup: STOP/GO signál

sběr dat z čidel analýza meteo-dat algoritmus vyhodnocení

podmínek

MARK WARE

„Dnešní vývojová prostředí dovolují psát zvláštní směsí objektového a procedurálního programování,u větších projektů to však vede ke katastrofám.“ MARK je malý projekt!

Mark Condition Monitor

Vstup: data o podmínkáchVýstup: STOP/GO signál

sběr dat z čidel analýza meteo-dat algoritmus vyhodnocení

podmínek

Mark Control PanelVstup: STOP/GO

data o objektu

Výstup: snímky

řízení dalekohledu pořizování snímků

Mark Front EndVstup: uživateléVýstup: data o objektu

zadávání pozorování správa databáze

snímků plánování programů plánování noci

MARK WARE

STOP/GO

snímky

objekty

GRAB GRIND TRANSFER

Internet

Mark Condition Monitor

Vstup: data o podmínkáchVýstup: STOP/GO signál

sběr dat z čidel analýza meteo-dat algoritmus vyhodnocení

podmínek

Stavy modulůGO - dobré podmínky = lze pozorovatWARN - podmínky zhoršené, nechť rozhodnou ostatníSTOP - špatné podmínky = nepozorovatERR - chyba modulu

Výstupní stav (pro MCP)GO - pozorování možnéWARN - zhoršené podmínky, dokončit stávající

pozorováníale nové nezahajovat

STOP - nepozorovat, okamžitě ukončit probíhající pozorování

ERR - „… to přece nemůže nikdy nastat, ne?“

Analýza snímku meteosatuřeší otázku zda nad Prahou není „moc bílo“

Analýza snímku srážkového radaruřeší otázku zda nad Prahou není „moc mokro“

Snímek z celooblohové kameryzatím jen pro další zpracování, nemá na výsledný stav MCM vliv

Senzor mrakůjasno = GOoblačno = WARNzataženo, déšť, námraza = STOP

Meteo datado stavu se promítá pouzesíla větru a vlhkost vzduchu

Meteo grafyprůběh hlavních meteo ukazatelů v posledních 10h

Stav a historiestavy modulů a výsledek za posledních 16h

výstup MCM signál STOP/GO pro MCP

kompletní data pro MFE (uživatel vidí, co se nad MARKem děje)

základní informace o počasína www.observatory.cz(pokud může pozorovat MARK, mohoupřece i návštěvníci)

záznam dat pro budoucí analýzy2006-02-19 10:11:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;5.7;1006.5;4.0;230.0;69.0;0.0;320.0;1.1;

2006-02-19 10:12:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;5.7;1006.5;3.0;213.0;69.0;0.0;320.0;1.1;

2006-02-19 10:13:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;5.8;1006.5;3.0;238.0;69.0;0.0;323.0;1.1;

2006-02-19 10:14:00;GGGGGG;139;0;0;39.0;1;5.9;1006.5;4.0;191.0;69.0;0.0;327.0;1.1;

2006-02-19 10:15:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.5;4.0;245.0;69.0;0.0;329.0;1.1;

2006-02-19 10:16:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.5;4.0;212.0;68.0;0.0;332.0;1.1;

2006-02-19 10:17:03;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.4;4.0;213.0;68.0;0.0;332.0;1.1;

2006-02-19 10:18:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.4;5.0;224.0;68.0;0.0;332.0;1.1;

MARK WARE

STOP/GO

snímky

objekty

GRAB GRIND TRANSFER

Internet

Mark Control PanelVstup: STOP/GO

data o objektu

Výstup: snímky

řízení dalekohledu pořizování snímků

MCP

Mark Control Panel neviditelná aplikace řídící celý chod marka

sleduje data z MCM od MFE si vyžádá pozorovací program ovládá kopuli, dalekohledu kameru

dvojitý stavový automat run-level: úroveň připravenosti systému sequence: pouť objektu od záznamu v plánu noci po fotku

MARK run-level

run-level = stav „nahozenosti“ systému

změny stavu - systém „2x a dost“

Stav nouze pokud se něco „hodně nepovede“ pokus o přechod do stavu „0“ kde se MCP zablokuje pokud se nepovede ani to -> panika

Panika zachraň se kdo můžeš! natvrdo vypne napájení do všeho (štěrbina se zavře

sama na záložní zdroj)

0

zapni kameru vypni kameru

1

zapni kopuli zaparkuj kopuli

2

ustav kopuli nic

3

zapni dalekohled zaparkuj dalekohled

4

ustav dalekohled nic

5

otevři štěrbinu zavři štěrbinu

6

zamiř na cíl nic

7

n

oprava

m

akce

stav nouze

panika

stop

MCP

akce

chybaOK

MARK sequence

Je-li co pozorovat, pokračuje. Jinak všechno vypne.

Nemám-li aktuální data z MCM, stáhnu je. Expirace dat cca. 1 min.

Jsou-li podmínky pro pozorování pokračuje, Jinak všechno vypne (RL=0)

V určený čas před pozorováním zapne kopuli, dalekohled a kameruustaví kopuli a dalekohled (RL=5)

V určený čas před pozorováním otevře štěrbinu a najede na cíl (RL=7)

Kontrola stavu a teploty kamery, pozice dalekohledu, kopule atd.

Focení. Předání snímků na server.

cíl (pozorovaný objekt)1

STOP/GO data2

STOP/GO3

start systému4

zamiř na cíl5

finální kontrola6

expozice7

[1s] / [10s]

MARK WARE

STOP/GO

snímky

objekty

GRAB GRIND TRANSFER

Internet

Mark Front EndVstup: uživateléVýstup: data o objektu

zadávání pozorování správa databáze

snímků plánování programů plánování noci

MFE – Mark Front End

webové rozhraní k MARK-ovi pro pozorovatele uvažuje se i o „veřejném rozhraní“ http://192.168.1.90 časem

http://mark.observatory.cz

MARK-ovo plánování MARKOVA epocha: 1.1.2000 12:00:00am GMT časový okamžik: počet dnů ME + počet sekund od 12:00:00

GMT minimální časová jednotka v plánu noci: slot [2min, první v poledne]

Parametry cíle/objektu

kompromis mezi úplným zadáním a uživatelskou přehledností zadávání cíle pomocí „šablony“ = neúplná definice pozorování import z tabulky (Excel) smysluplnost cíle ověřuje validátor

stavy cíle template = šablona, nejde aktivovat edit = rozpracovaný, není ověřen validátorem planned = platný cíl, ověřený validátorem, čekající na „svůj čas“ frozen = platný cíl, zpracování zakázáno manuálně (uživatelem) loaded = cíl je právě zpracováván (MCP) errorRepeat = při zpracování nastala chyba, ale zkusí se to znovu errorFatal = chyba, vyřazen z dalšího zpracování done = zpracováno, fotky jsou k dispozici dead = vymazáno (cíle se „pohřbívají“ ale nikdy nemažou“)

„žurnál“ - co všechno se s cílem dělo

Cíl (objekt k pozorování)

souřadnice přímé zadání souřadnic (RA, Dec) výběr s katalogu

plánování rozsah dní ve kterých chci objekt pozorovat (v rámci noci

plánuje MARK sám) určení přesného časového okamžiku pozorování

řízení kamery expoziční doba, počet expozic, série filtrů, celkový čas

pozorování maximální teplota kamery autodark, autofocus, autoguide možnost skriptovat

další nastavení jméno + popis priorita

Skriptování s kamerou operuje CCDSoft5 ovládání pomocí COM rozhraní [VB-script] 2 druhy skriptů:

„camera profile“– nastavení parametrů systému před pozorováním

„camera script“ – kompletní program pro CCDSoft

CCDSoft umí komplexní řízení kamery autofokus, autoguide normalizace snímku (dark, flat, bias) image processing (histogramy, jas, kontrast …) nástroje pro astrometrii/fotometrii

nebezpečná věc – člověk si musí být jist tím co dělá

Set cam = WScript.CreateObject("CCDSoft.Camera.1")

cam.SBIGFanOn=FALSE

cam.takeImage

apaDSS původně plug-in pro Apache2 http server – dnes CGI

knihovna prohlížeč pro Digital Sky Survey [Real Sky - 20CD

edition] zorné pole kamery + informace o souřadnicích

Furry Function funkce stanovující „vhodnost objektu pro pozorování“ parametry

výška objektu nad obzorem hloubka Slunce pod obzorem fáze Měsíce výška Měsíce nad obzorem vzdálenost Měsíce od objektu

při plánování noci se cíle řadí podle hodnoty FF a postupně jsou jim přidělovány sloty

grafy s maximy FF jsou k dispozici pro stanovení pozorovacích dnů (day-map)

FF ve dvojím provedení

plánování v rámci noci(MFE automaticky)

dlouhodobé plánování(uživatel)

Katalogy integrace Simbad databáze - /simbad.u-

strasbg.fr/ obecné

NGC2000 - Messier a jeho odpovidajici cislo v NGC HST GSC (Guide Star catalog) - 19 mil hvezd do 15 Mag

GALAXIE HYPERLEDA. - 1 mil. galaxii jasnejsich nez 18 mag (ve filtru B) The Second Reference Catalogue of bright galaxies (RC2) Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC3)

HVEZDY Bright Star catalog Tycho Input Catalogue, Revised version (Egret+ 1992)

PROMENKY General Catalogue of Variable Stars, 4th Edition, Volumes I-III

KULOVKY Catalogue of Galactic Globular Clusters - 160 kulovek Star Clusters & Associations II. Globular Clusters (Ruprecht+ 1981)

MLHOVINY Lynds' Catalogue of Bright Nebulae (Lynds 1965) - 1125 mlhovin

OTEVRENKY Optically visible open clusters catalog - 1599 objektu/79reference Star Clusters/Associations. III. Open Clusters - 1112 objektu

PLANETARKY Strasbourg-ESO Catalogue of Galactic Planetary Nebulae - 1143

objektu

MARK fun

Co bude MARK dělat interní programy

zákryty extrasolárních planet extrasoláry spektroskopicky planetky ?

nabídka ven družice / kosmické smetí studentské programy

veřejný robotický dalekohled pro kohokoli zadání cíle z www.observatory.cz snímek e-mailem … „aby lidi věděli že od CCD kamery ke snímku v časopise je

dlooooouhá cesta“ :-)

2DO list

4.10.2006 > 90% hotovo … tzn: 90% práce zbývá :-)

Výzva ke spolupráci: projekty podobného typu existují a nebo budou vznikat

velmi záhy zkušenosti jsou k dispozici schemata a zdrojové kódy MarkWare na vyžádání

…pro projekty podobného zaměření a potřeby výuky

2DO listProblémy na kterých lze do budoucna pracovat dál= diplomky, semestrální / ročníkové práce

MCM analýza družicových snímků komplexní algoritmus pro zjištění „dobrých pozorovacích

podmínek“ řízení expozice pro celooblohovou kameru analýza snímků z celooblohové kamery

MCP model mechanického chování dalekohledu model proudění vzduchu v rosnici měření polohy ze snímku

MFE integrace katalogů, vyhledávání remote-image-processing veřejné rozhraní plánování pohyblivých cílů (integrace TLE)

HW monitor seeingu

Jakub Rozehnal, Jiří Svoboda, Jan Kožuško,Standa Poddaný, Petr Kubánek