Lucky Image variaatio

[jaava]

Tulipa mieleen tämmöinen kokeellisen tähtikuvauksen ajatus. Onko tässä joku vinksallaan?

Systeemin osat:

1) Tarvitaan pääkaukoputken läpi kuvaava CCD-kamera, jonka suljinta voidaan ohjata ulkoisella ON/OFF signaalilla siten, että kun signaali on ON-asennossa, kameraan saapuvat fotonit tallettuvat pikselikaivoihin normaalisti. Ja OFF asennossa mitään tallennusta ei tapahdu - ts. fotonit vain törmäävät sulkimeen. Kuvan luku kamerasta suoritetaan joko erillisellä  käskyllä tai sitten niin että asetetaan aika jonka sulkimen on yhteensä oltava auki. Ajan loppuessa on kuva otettu ja se siirretään PC:lle.

2) Valovoimainen apukaukoputki kuvaa referenssitähteä omalla CCD-kamerallaan. Tämä CCD pystyy laskemaan nopeasti lyhyistä valotuksista referenssitähden paikan. Jos laskettu paikka on "hyvä", annetaan ulos signaalia "ON", muussa tapauksessa OFF. Paikan hyvyys määritellään parametrilla esim. alueelle Seeing Disk - Airy Disk. Mitä isompi tuo alue on seeing heiluntaan nähden, sen enemmän apukamera antaa ulos ON-signaalia.

Systeemi
Kun ylläolevat yhdistetään systeemiksi, niin sillä voi kuvata mitä tahansa taivaan kohteita jotka ovat riittävän lähellä referenssitähteä. Tai jos on käytössä keinotähti (amatöörit tosin tällaista tuskin saavat käyttöönsä - vaatinee melkoisen tehokkaan LASER:n), niin tätäkään rajoitusta ei ole.

Kysymys 1 kuuluu: Kuinka valovoimainen apukaukoputken pitää olla, kuinka herkkä sen CCD:n ja pystyyko se ohjaamaan lopulta pääkaukoputken CCD-kameran suljinta riittävällä tarkkuudella.

Kysymys 2: Onkohan olemassa muita menetelmiä joilla voisi mitata tähden paikan heiluntaa tuolla alle 1/100 sekunnin aikaskaaloissa? Tähänhän riittäisi pelkästään herkkä valokenno kaukoputken polttopisteessä: Kun tähti on riittävän kohdlla, kenno antaa ON-signaalia. Tosin sen virittäminen kuvakseen voisi olla tuskaista.

Onko tällaista kukaan miettinyt tai kokeillut?

JV

PS. (KLO 18:30) Etsiskelin sopivaa anturia tuohon kakkoskappaleen referenssitähden paikanmittaukseen ja ainakain Kodakilta lköytyi tällainen http://www.kodak.com/US/en/dpq/site/SENSORS/name/KAC-9630_product. Kuvan voi lukea kahdessa millisekunnissa (mainostavat 500 frames per second). Se on myös tarkoitettu nopeasti liikkuvien kohteiden kuvaamiseen tai heikkovaloiseen kuvaukseen.

[jaava]

Mihinkä sitä toista kameraa tarvitaan?

Kummatkin tarvii kaiken lisäksi oman putkensa: Apukamera kuvaa mahdollisimman suuriapertuurisella putkella mahdollisimman kirkasta referenssitähteä mahdollisimman suurella kuvanopeudella. Se minkälaisia pimeävirtoja, lukukohinaa yms häiriöitä kamerassa on ei ole merkittävää - kunhan saadaan nopeasti referenssitähden paikka selville. Apukamera saattaa avata pääkameran sulkimen muutaman millisekunnin jaksoksi tai pitää suljinta auki jopa useita kymmenesosasekunteja - riippuen referenssitähden avulla mitatusta ilmakehän tilasta.

Pääkamera taas valottaa yhtä kuvaa aina kun apukamera ilmoittaa kohteen näkyvän riittävän tarkasti oikeassa suunnassa. Pääkameran kokonaisvalotus koostuu useista apukameran ohjaamista jaksoista ja kuvan luku (joka aiheuttaa lukukohinaa) tehdään vain kun optimi "subexposure" aika täyttyy. Tuohon optimiin vaikuttaa mm. pääkameran pimeävirta, lukukohina, herkkyys, kuvauspaikan valosaaste ja itse kohteen kirkkaus. Syvän taivaan kohteiden optimi subexposure-valotusajat ovat helposti minuutteja tai kymmeniä minuutteja.
Pääkameran valottamat fotonit ovat peräsin siis niistä jaksoista jolloin referenssitähti näkyy kuta kuinkin samassa paikassa.

Eli vaihtoehtoina on joko suuri kuvausnopeus tai kuva hämärästä kohteesta, molempia ei saa samalla kertaa.

Noinhan tuo menee. Löysin mainitun Kodakin kameran pienellä vaivalla. Se on kaiken lisäksi uskomattoman halpa. Näyttäisi kuitenkin siltä että tuollainen amatöötason referenssitähden nopeaan paikanmittaukseen soveltuva laite on ihan mahdollista toteuttaa.

Oikeastaan tämä kuvaussyteemi on adaptiivisen optiikan ja Lucky Imagen sekoitus. Osa huonoista kuvista vaan suljetaan pois jo itse valotuksen aikana: Apukamera käskee pääkameran sulkimen kiinni kun ilmakehä heittää referenssitähteä liian kauaksi. Tai toisin ajatellen: Optiikassa on kaksi tilaa jolla se adaptoituu.

Haen siis ratkaisulla tapaa kuvata myös himmeää syvää taivasta ja vielä niin että Seeing Disk on pienempi kuin kuvaushetkellä vallinnut seeing antaisi olettaa (jos pääkameran teleskoopin diffraktio-raja antaa myöden).

JV