Jmenuji se dalekohled Mark O smyslu hvzdopravy j

Jmenuji se dalekohled Mark.

O smyslu hvězdopravy já, pozorovatel § smysluplná pozorování (pokud v našich podmínkách existují) § nejdou provádět vizuálně § jsou vesměs založena na sběru velkého množství dat § nadšených pozorovatelů ubývá 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 zásahu obsluhy

Vize MARK-a [r. 2001] § upravený dalekohled Meade LX-200 ø 16“ ve VK § vyřešit problém ostření § vyřešit problém parkování a přesného najetí § CCD kamera SBIG 3 MPx § systém vyhodnocování pozorovacích podmínek § automatická meteostanice § senzor oblačnosti (přídavná kamera) § řízení na dálku přes Internet

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 Kamera Senzor oblačnosti střecha (a výše) Meteostanice Dalekohled CCD+ostření Kopule východní kopule databáze objektů a snímků STOP/GO snímky objekty Meteosat GRAB Radar GRIND TRANSFER „white-box“

MARK meterologem § Davis Vantage Pro 2 - standard profesionální meteostanice § teplota: venkovní + uvnitř „white box -u“ § vlhkost § rosný bod § srážky § vítr: rychlost+ směr § pocitové teploty (wind-chill, heat. IX) § 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

MARK velkým bratrem § digitální fotoaparát Olympus 5060 WZ + rybí předsádka § expozice max. 15 s § iso <= 400 § dark-frame § primárně pro analýzu kvality nebe § sekundárně samostatné použití § meteory § družice § ufo : -) § trable § sníh, námraza § malé rozlišení

Dalekohled § upravený Schmidt-Cassegrain Meade LX 200 § ø 16” = 406 mm § f = 4. 060 m (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“ (21 mm) § senzor teploty tubusu § ostření podle „naučené“ teplotní křivky dalekohledu § spolupráce s CCD (autofocus)

Kamera § SBIG ST 10 XE § CCD KAF 3200 E § 3. 2 MPX (2184 x 1472) § čtvercové pixely 6. 8μm § rozměry 14. 9 x 10 mm (zorné pole: 25’x 17’ [teorie]) § bez anti-bloomu § QE<60% § DC = 0. 5 e-/pixel/sec @ 0°C § termoelektrické + vodní chlazení § USB připojení § filter-wheel CFW-8 A § 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 Mark Condition Monitor Vstup: data o podmínkách Výstup: STOP/GO signál § § § sběr dat z čidel analýza meteo-dat algoritmus vyhodnocení podmínek Mark Control Panel Mark Front End Vstup: STOP/GO Vstup: uživatelé Výstup: data o objektu Výstup: snímky § § § řízení dalekohledu pořizování snímků zadávání pozorování správa databáze snímků plánování programů plánování noci snímky objekty STOP/GO GRAB Internet GRIND TRANSFER

MARK WARE Mark Condition Monitor Vstup: data o podmínkách Výstup: STOP/GO signál § § § sběr dat z čidel analýza meteo-dat algoritmus vyhodnocení podmínek Mark Control Panel Vstup: STOP/GO data o objektu Výstup: snímky § § řízení dalekohledu pořizování snímků „Dnešní vývojová prostředí dovolují psát zvláštní směsí objektového a procedurálního programování, u větších projektů to však vede ke katastrofám. “ Mark Front End Vstup: uživatelé Výstup: data o objektu § § zadávání pozorování správa databáze snímků plánování programů plánování noci MARK je malý projekt!

MARK WARE Mark Condition Monitor Vstup: data o podmínkách Výstup: STOP/GO signál § § § sběr dat z čidel analýza meteo-dat algoritmus vyhodnocení podmínek snímky objekty STOP/GO GRAB Internet GRIND TRANSFER

Stavy modulů GO - dobré WARN STOP ERR podmínky = lze pozorovat - podmínky zhoršené, nechť rozhodnou ostatní - špatné podmínky = nepozorovat - chyba modulu Výstupní stav (pro MCP) GO - pozorování možné WARN - zhoršené podmínky, dokončit stávající pozorování ale nové nezahajovat STOP - nepozorovat, okamžitě ukončit probíhající pozorování ERR - „… to přece nemůže nikdy nastat, ne? “

Snímek z celooblohové kamery zatím jen pro další zpracování, nemá na výsledný stav MCM vliv Analýza snímku meteosatu řeší otázku zda nad Prahou není „moc bílo“ Meteo data do stavu se promítá pouze síla větru a vlhkost vzduchu Senzor mraků jasno = GO oblačno = WARN Meteo grafy Analýza snímku zataženo, déšť, námraza = STOPsrážkového radaru průběh hlavních meteo řeší otázku zda nad Prahou není „moc mokro“ ukazatelů v posledních 10 h Stav a historie stavy modulů a výsledek za posledních 16 h

výstup MCM § signál STOP/GO pro MCP § kompletní data pro MFE (uživatel vidí, co se nad MARKem děje) § základní informace o počasí na www. observatory. cz (pokud může pozorovat MARK, mohou přece i návštěvníci) § záznam dat pro budoucí analýzy 2006 -02 -19 2006 -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; 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; 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; 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; 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; 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; 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; 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 Mark Control Panel Vstup: STOP/GO data o objektu Výstup: snímky § § řízení dalekohledu pořizování snímků snímky objekty STOP/GO GRAB Internet GRIND TRANSFER

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 0 zapni kameru vypni kameru 1 zapni kopuli run-level = stav „nahozenosti“ systému zaparkuj kopuli 2 ustav kopuli nic 3 zapni dalekohled změny stavu - systém „ 2 x a dost“ n akce OK chyba oprava zaparkuj dalekohled 4 ustav dalekohled akce nic 5 otevři štěrbinu zavři štěrbinu 6 zamiř na cíl nic 7 m stav nouze panika stop MCP 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)

[1 s] / [10 s] MARK sequence 1 cíl (pozorovaný objekt) § Je-li co pozorovat, pokračuje. Jinak všechno vypne. 2 STOP/GO data § Nemám-li aktuální data z MCM, stáhnu je. Expirace dat cca. 1 min. 3 STOP/GO § Jsou-li podmínky pro pozorování pokračuje, Jinak všechno vypne (RL=0) 4 start systému § V určený čas před pozorováním zapne kopuli, dalekohled a kameru ustaví kopuli a dalekohled (RL=5) 5 zamiř na cíl § V určený čas před pozorováním otevře štěrbinu a najede na cíl (RL=7) 6 finální kontrola § Kontrola stavu a teploty kamery, pozice dalekohledu, kopule atd. 7 expozice § Focení. Předání snímků na server.

MARK WARE Mark Front End Vstup: uživatelé Výstup: data o objektu § § zadávání pozorování správa databáze snímků plánování programů plánování noci snímky objekty STOP/GO GRAB Internet GRIND TRANSFER

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 am GMT § časový okamžik: počet dnů ME + počet sekund od 12: 00 GMT § minimální časová jednotka v plánu noci: slot [2 min, 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) error. Repeat = při zpracování nastala chyba, ale zkusí se to znovu error. Fatal = chyba, vyřazen z dalšího zpracování done = zpracováno, fotky jsou k dispozici dead = vymazáno (cíle se „pohřbívají“ ale nikdy nemažou“)

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 CCDSoft 5 § 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. Create. Object("CCDSoft. Camera. 1") cam. SBIGFan. On=FALSE cam. take. Image

apa. DSS § původně plug-in pro Apache 2 http server – dnes CGI knihovna § prohlížeč pro Digital Sky Survey [Real Sky - 20 CD 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 § NGC 2000 - 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 (RC 2) § Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC 3) HVEZDY § Bright Star catalog § Tycho Input Catalogue, Revised version (Egret+ 1992) PROMENKY § General Catalogue of Variable Stars, 4 th 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/79 reference § 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“ : -)

2 DO 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 Mark. Ware na vyžádání …pro projekty podobného zaměření a potřeby výuky

2 DO list Problémy 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