Seeing kuriin

jaava · 13.07.2007, 13:49:39

Seeing rajoittaa kuvien ottamista maan päällä. Ilmakehä häiritsee ja estää alle 1 kulmasekunnin resoluutioihin pääsemisen tykkenään.

Mitä tapahtuu jos kuvataan yksi fotoni kerrallaan, siis lyhennetään valotusta. Vaikka ilmakehä aiheuttaa translaatiota ja rotaatiotakin, niin ei se yhden fotonin kyseessä ollessa merkitse mitään; kuvathan pinotaan registaxilla. Lopputuloksena päästään difraktiorajoitettuun tähtikuvaan. Oli seeing mitä vain.

Siis me emme tarvitse tarkkoja jalustoja tai pitkiin valotuksiin pystyviä kameroita. Nykytähtitieteessä tarvitaan herkkää kamerakennoa.

JV

YoKahainen · 13.07.2007, 14:43:40

Siis alle kaarisekunnin kokoisia yksityiskohtia ei pysty kuvaamaan ilmakehän läpi?.

einari · 13.07.2007, 17:45:58

Siis kyllä kai maan päälläkin päästään alle kaarisekunnin, varsinkin kun mennään vuorille.
Ja adaptiivinen/aktiivinen optiikka auttaa.
Nykyiset kennot parhaimmillaan kerää lähes kaikki fotonit, hyötysuhde on yli 90%.
Erotuskykyä ei kannattane saavuttaa lyhyillä valotuksilla ja pinoamisella, vaan ennemmin interferometrialla.

Ilmeisesti Hubblen kuvia ei pinota kun otetaan kuvia aurnkokunnan kohteista?

Tästä tulikin mieleeni että eikö olisi vihdoin amatöörien saada avaruuteen oma teleskooppi? Joskus 70-luvulla olin menossa mukaan hankkeeseen nimeltä AST (Amater Space Telescope) jonka tavoitteena oli saada pienhkö avaruusteleskooppi kiertoradalle. Valitettavasti tämä hanke hyytyi.
Luulisi että nykytietämyksellä ja teniikalla voisi onnistua. Tietääkö joku tällaista hanketta?

jaava · 13.07.2007, 18:34:15

No minä nyt pistin tuon kaarisekunnin kun jotain oli laitettava. Tiedänhän minä että hyvällä seeingillä saadaan vielä 0,3 kaarisekunninkin resoluutiolla.

Interferometrisesti kuvaten on tietysti mahdollista saada enemmän resoluutiota, mutta tekniikka on kovasti hankala ammattilaisillekin. Samaten adaptiivisella optiikalla on tuo tekniikka esteenä amatöörille.

Mutta mikä estää amatööriäkin kuvaamasta fotoni kerrallaan?

JV

PS. Vaikka kovastihan olisi kiinnostavaa saada aikaseksi projekti interferometristä - vaikka nyt kaksi 200mm newtoinia 20m eteisyydellä toisistaan ja mahtavia kuvia vaikka Kuusta. Ursa asialle ja Artjärvelle kunnon vermeet.

PS. Eikös tästä ole opittavissa se tosiasia että tähtikuvatessa on pyrittävä mahdollisimman lyhyisiin valotuksiiin. Niinkuin vaikka 0,1 sekuntiin.
Jos haluaa saada hyvää jälkeä.

Vesa Kankare · 13.07.2007, 19:31:34

Lainaus käyttäjältä: jaava - 13.07.2007, 18:34:15
PS. Eikös tästä ole opittavissa se tosiasia että tähtikuvatessa on pyrittävä mahdollisimman lyhyisiin valotuksiiin. Niinkuin vaikka 0,1 sekuntiin.
Jos haluaa saada hyvää jälkeä.

Heitämpä amatöörin veikkauksen:

Tuo fotoni on mahdonta erottaa kennon lukukohinasta ja biaksesta. Tarvitaan riittävästi valotusaikaa, että lämpökohinat, taustataivaat yms. kohinat ylittävät reilusti lukukohinan. Vasta silloin on edullista aloittaa uusi valotus.

Korjatkaa jos olen väärässä.

PetriKe · 13.07.2007, 20:29:42

Lainaus käyttäjältä: jaava - 13.07.2007, 18:34:15
Mutta mikä estää amatööriäkin kuvaamasta fotoni kerrallaan?

JV

PS. Eikös tästä ole opittavissa se tosiasia että tähtikuvatessa on pyrittävä mahdollisimman lyhyisiin valotuksiiin. Niinkuin vaikka 0,1 sekuntiin.
Jos haluaa saada hyvää jälkeä.

Fotonit eivät saavu kennolle tasaisena virtana vaan vähän niin kuin geigermittarin rätinä. Miten erottaisit kohteen kirkkauserot, jos tallentaisit fotonin kerrallaan? Jos taas tallentaisit vain yhden fotonin/pikseli, niin voisit saada lopputulokseksi valkoisen kuvan.

jaava · 13.07.2007, 23:28:58

Lainaus käyttäjältä: Vesa Kankare - 13.07.2007, 19:31:34
Heitämpä amatöörin veikkauksen:

Tuo fotoni on mahdonta erottaa kennon lukukohinasta ja biaksesta. Tarvitaan riittävästi valotusaikaa, että lämpökohinat, taustataivaat yms. kohinat ylittävät reilusti lukukohinan. Vasta silloin on edullista aloittaa uusi valotus.

Korjatkaa jos olen väärässä.

Kyllä sinä minusta olet ihan oikeassa. Saatoin mennä innoissani vähän liiallisuuksiin:)

Mutta nyt ollaan asian juurella: Mikä on optimi valotus per kuva?

Liian pitkällä valotuksella upotaan seeing vaikutuksiin - siis sumentaa kuvaa. Liian lyhyillä tulee kameran tekniikka vastaan. No eikä kuvan kohdistus (rekisteröinti) yhden fotonin tapauksessa taida onnistua. Ainakaan yhden.

Onko kukaan oikeen vakavissaan tutkinut tuota. Yksinkertainen kaava johon syötetään seeing ja kameran ominaisuuksista pari lukemaa ja tuloksena on optimi valotusaikakerroin. Itse valotusaika riippuu sitten kohteen laadusta.

JV

PetriKe · 14.07.2007, 10:07:19

Täällä on CCD:n käyttäjille optimivalotusaikalaskin. Tämä tosin optimoi signaali/kohina -suhteen, ei seeingiä.

http://www.ccdware.com/resources/subexposure.cfm

jaava · 16.07.2007, 22:59:00

Perskuta kun olin viikonlopun Kööpenhaminassa enkä saanut aikaseksi planetaariossa vierailua. En ole koskaan tullut käyneeksi. Esitteestä kyllä luin esityksen olevan vaikuttava.

Minusta Kaitsu jätti nyt tuon seeingin laskuista pois, ja siitähän tässä on enimmakseen kysymys. Ilmakehä tekee liikkeitä joissa jo muutamassa millisekunnissakin saataa kohteiden kulmat muuttua oleellisesti. Pointi on se että mitä lyhyempiä on valotusajat, sen vähemmän on seeing määräävä tekija kuvan laadussa. Jos turbulenssit on heitelleet kohdetta kahden kuvan välillä, ei sillä ole merkitystä koska pinoamisessa suoritetaan myös uudelleenpaikotus.

Tietysti strategia ottaa useita pidempiä valotuksia ja poimia siitä ne parhaat on yksi vaihtoehto, mutta onko se paras? Siinä hukkaantuu melkoisesti valotusaikaa.

JV

einari · 17.07.2007, 15:23:31

Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 14.07.2007, 00:16:09
Mitä tulee siihen amatöörisateliittiin, niitä on jo taivaalla. Ne tosin ovat radioamatöörien sateliitteja. Periaatteessa ei ole mitään estettä rakentaa tähtiharrastajien sateliittia. Innokkaan ja osaavan ja yhteistyökykyisen työryhmän kokoaminen lienee se vaativin osa. Ja rahaakin pitäisi olla. Avaruuskaukoputki on myöskin vaativampi kuin pelkkä tietoliikennesateliitti.
Helpompi voisi olla korkealle vuorelle kiikutettava robottiputki. 5 km:n korkeudessa olisi jo puolet ilmakehästä alapuolella.

Kaizu

Enpäs muistanutkaan tätä projektia (ISS:lle amatöörien avaruuskaukoputki):
http://www.issat.org/

Toivottavasti tämä vielä joskus toteutuu.

jaava · 17.07.2007, 18:03:40

Siis mieluummin:

Millisekunnin valotusajalla 10000 kuvaa

kuin

Kymmenen kuvaa sekunnin valotusajalla.

PetriKe · 18.07.2007, 08:46:29

Lainaus käyttäjältä: jaava - 17.07.2007, 18:03:40
Siis mieluummin:

Millisekunnin valotusajalla 10000 kuvaa

kuin

Kymmenen kuvaa sekunnin valotusajalla.

Ei onnistu Deepsky-kuvat tuolla kaavalla. Kohteen signaali ei ylitä kennon lukukohinaa, joten kuvaan ei tule muuta kuin kohinaa. Toinen asia on se, että tarvitset supertietokoneen tuon kohinakuvan tuottamiseksi, jollet halua odottaa kuvien pinoamista tavallisella koti-PC:llä kuukausia. Lisäksi, jos kameran kuvan lataaminen tietokoneelle vie esim. 5 sek./kuva, kestää 10 000 kuvan ottaminen n. 14 tuntia. Siinä kun sitten valottelee kohdetta neljällä eri suotimella, niin saattaa saada kolme valmista värikohinakuvaa vuodessa ;)

jaava · 18.07.2007, 14:55:41

Minulle tuli mieleen vaan rekisteröinnin ongelmat: Jos kuvaan ei tule tarpeeksi kontrastia, niin ei sen paikoittaminen onnistu.

Kuvaan on siis saatava kohinan seasta muutama kohde esiin Registaxin pureskeltavaksi.

Kapasiteettiongelmat numeromurskainpuolella on tietty huomioitava aikatauluissa.

Toiseksi kukin kuva on tarkastettava: Jos siitä on vaikea löytää mitään kohinan seasta, niin milläs raakkaat huonot otokset pois.

Periaatetasolla tämä kuitenkin vaikuttaisi ihan käypäseltä nyrkkisäännöltä: Valotusaika niin lyhyeksi kuin mahdollista, kuitenkin niin että kuvaan saadaan vielä tarkastusta ja rekisteröintiä varten riittävästi hahmoa kohinan seasta.

Hahmoksi riittää kuva-alassa olevat pari varsinaisen kohteen ulkopuolella olevaa kirkkaampaa tähteä. Jos sellaisia on.

Koska apertuurin kasvaessa, kasvaa myös seeing-ongelmat (olen nähnyt amatöörien mainintoja että jossain 300-500mm paikkeilla tulee vaikeusastehypähdys ... kuviin tulee useammin häröä), on tuo optimointi suuremmilla putkilla erityisen tärkeää.

JV

Vesa Kankare · 18.07.2007, 15:06:34

Lainaus käyttäjältä: jaava - 18.07.2007, 14:55:41
Koska apertuurin kasvaessa, kasvaa myös seeing-ongelmat (olen nähnyt amatöörien mainintoja että jossain 300-500mm paikkeilla tulee vaikeusastehypähdys ... kuviin tulee useammin häröä), on tuo optimointi suuremmilla putkilla erityisen tärkeää.

Valotusaika kannattaa silti olla mahdollisimman pitkä, kuitenkin niin, että kohde ei saturoidu. Uutta valotusta ei kannata aloittaa, ennenkuin taustataivaan tai lämpökohinan aiheuttama kohinan perustaso ylittää lukukohinan (jos vain seuranta sallii). Tämä taso voi hyvällä jäähdytetyllä kameralla tulla vasta 20min päästä, jos kuvauspaikka on pimeä.

Seeingin vaikutuksiin ei DS kuvauksessa siis paljon mahda. Seeing heiluu kuitenkin alle muutaman sekunnin taajuudella. Niin lyhyellä valotuksella ei DS kohteista vielä paljoa saa irti.

Paremmin seeingin taklaa (harrastelija) kuvaamalla vain hyvällä seeingillä tai/ja käyttää jotain high-speed autoguideria (kuten AO-7) kompensoimaan seeingin vaikutuksia.

jaava · 18.07.2007, 15:38:08

LainaaUutta valotusta ei kannata aloittaa, ennenkuin taustataivaan tai lämpökohinan aiheuttama kohinan perustaso ylittää lukukohinan (jos vain seuranta sallii).

Onko tuolla taivaalta tulevalla kohinalla mitään merkitystä? Minusta pelkästään kohteesta tulevien fotonien määrä ratkaisee: Kohteesta on saatava enemmän energiaa kameran yksittäiseen kaivoon kuin mitä lukukohina häiritsee. Jos lukukohina on valkoista, ei sekään aiheuta ongelmaa.

Tuo taivaalta tuleva kohinahan jää yksittäisen kuvan kohinan määrään lopullisessa kuvassa.

JV

Seeing kuriin

YoKahainen