Transcript Малі автоматизовані телескопи та їх можливості.

Малі автоматизовані
телескопи
та їх можливості
Ярослав Романюк
16.05.2011
Визначення та терміни
Приблизно до 2005 року
викристалізувалося поняття про
поділ автоматизованих
телескопів на автоматизовані
(роботизовані) телескопи, яких
більшість, та телескопи-роботи,
яких досить мало
(Ліверпульський, Годдардський,
Pan Star, SuperWASP і т.д.)
Визначення та терміни
Автоматизовані телескопи та
телескопи з віддаленим
керуванням працюють від початку
їх створення в кінці 80-х на початку
90-х років.
Відносно недавно були створені
власне телескопи-роботи, які
зовсім не потребують втручання
оператора (хоча б протягом ночі) і
які можуть “приймати рішення” як з
наукових так і з технічних питань.
Телескоп-робот повинен:
Бути спроможним слідкувати за своїм
станом у такий спосіб, щоби необхідні дії
для корекції проблем, які можуть
виникнути, виконувалися автоматично.
Слідувати наперед визначеному набору
спостережних інструкцій, або самостійно
складати розклади спостережень.
Підтримувати зв’язок з пунктами, які
дають інформацію про термінову зміну
розкладу спостережень
Телескоп-робот
Прикладом телескопа-автомата
є телескоп для дослідження
післясвітіння гама-спалахів.
Він працює протягом ночі за
наперед складеним розкладом
спостережень і переходить до
спостережень зони гама-спалаху
відразу після отримання сигналу
від координаційної мережі GCN
Статистика
На сайті Robotic Telescope Projects
на кінець 2010 року було
зареєстровано 122 проекти
( http://www.uni-sw.gwdg.de/
~hessman/MONET/links.html )
Серед них
Proposed
2
1.7%
Funded
2
1.7%
Under construction 14 12.2%
Being commissioned 26 22.6%
In operation
71 61.7%
Sum
115
Серед них
aperture≤0.25m 26
0.25<aperture≤0.50m 37
0.50<aperture≤0.75m 13
0.75<aperture≤1.00m 17
1.00<aperture≤1.25m 8
1.25<aperture ≤1.90m 8
2.00<aperture
11
21.5%
30.6%
10.7%
14.0%
6.6%
6.6%
9.0%
Їх напрямки досліджень
Gamma-Ray Bursts
Service observations
Photometric monitoring
Education
All-sky surveys
Exoplanet searches
Supernovae search
Asteroids
Spectroscopy
Astrometry
AGN, Quasars
Micro-Lensing
Other uses
31
26
14
20
12
18
10
8
4
4
4
1
8
20.4%
17.1%
9.2%
13.2%
7.9%
11.8%
6.6%
5.3%
2.6%
2.6%
2.6%
0.7%
5.3%
Задіяні для дослідження екзопланет,
освіти, фотометрії та спектроскопії
Еx GRB Ed Ph Sp
aperture≤0.50m 9 22 28 9 0
0.50<aperture≤0.60m 7 9 4 3 0
0.75<aperture≤0.80m 2 0 6 0 0
0.90<aperture≤1.20m 0 1 2 0 0
1.20<aperture≤1.30m 4 3 2 1 3
2.00<aperture≤2.40m 2 0 1 0 1
24 35 43 13 4
Ліверпульський телескоп
Faulkes Telescope North
Faulkes Telescope South
Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope
and Rapid Response System)
4 телескопа дзерк. по 1,8 м та 1,4 Гпікс ПЗЗ кам.
Реєстрація обєктів до 24 зор.вел., що дозволить
виявляти 99 % астероїдів, що пересікають
земну орбіту, з розмірами більше 300 м.
Automated Planet Finder
Lick Observatory on Mount Hamilton 2.4 m
LCOGT is a privately funded global telescope network with
headquarters in Santa Barbara, California, loosely affiliated
with UCSB.
We are building a robotic network of 15 1meter telescopes
and 20 0.4meter telescopes to supplement our existing
2 meters: Faulkes Telescope North and South.
Our focus is the domain astronomy, especially supernovae
and extrasolar planets (approximately half the science staff
study supernovae and the other half study extrasolar
planets).
Each site will have 2-3 1m telescopes (primarily for
science) and 2-4 0.4m telescopes (primarily for
education).
We have >50 employees at LCOGT headquarters in Santa
Barbara, including 13 PhD astronomers. Others are based
at Liverpool, Cardiff, Hawaii, and Australia.
Метою доповіді є огляд
прикладів використання
телескопів з апертурами
до 0.6 м для наукових
досліджень
The All Sky Automated Survey
ASAS призначено для постійного
фотометричного моніторингу всього
доступного неба, або приблизно 107
зірок, яскравіших ніж 14 зор.вел.
Кінцевою метою проекту є виявлення та
вивчення всіх типів фотометричної
змінності.
Одним з основних завдань ASAS є знаходження та катологізація змінних зір.
ASAS
ASAS має дві повністю
автоматичних
спостережних станції:
одна в LCO, Chile (від
1997) та друга на острові
Haleakala, Maui (від
2006).
На початку станція
містила під одним дахом
два інструменти
широкого поля
8.8x8.8 deg (200/2.8) для
одночасних
спостережень у полосах
V та I. cover
Results ASAS-2
The ASAS-2 Photometric I-band Catalog –
який дає інтерактивний доступ до > 50
мільйонів вимірювань > 140,000 зірок.
Електронний планетарій Sky Atlas є
графічним інтерфейсом до цього
каталогу.
The ASAS-2 Catalog of Variable Stars
містить понад 350 періодичних та 3500
змішаних змінних. У The ASAS Gallery
представлено колекцію їх кривих
блиску.
ASAS-3
It consisted of two wide-field telescopes, each equipped
with 200/2.8 Minolta telephoto lens and 2Kx2K AP-10
CCD camera, cover 8.8x8.8 deg of the sky through the V
and I filters;
One narrow-field telescope: F=750mm, D=250mm, F/3.3
which is a Cassegrain-like instrument with 3-element
Wyne corrector. It has the same 2Kx2K AP-10 CDD
camera and I filter. FOV is 2.2x 2.2 deg, but correct PSF
(FWHM < 2.5 pixels) is currently available only inside
the circular field of ~1 deg radius.
The fourth one is a very-wide-field telescope equipped
with the 50 mm lens and another AP-10 camera. It
features 36x26 deg. FOV and observes only a few
selected fields in purpose to test instrument sensitivity
for fast transient events.
In April 2002 the ASAS-3 system has moved to the new
automated enclosure in which all four instruments were
installed.
ASAS publications
Paczynski, B., 1997, Edited by Roger Ferlet, Jean-Pierre Maillard
and Brigitte Raban. Cedex, France : Editions Frontieres, 1997,
p.357The Future of Massive Variability SearchesPaczynski, B., 2000,
PASP, 112, 1281 Monitoring All Sky for Variability
Paczynski, B., Szczygiel, D., Pilecki, B., Pojmanski, G. 2006, MNRAS,
368, 1311 (get data ) Eclipsing binaries in the All Sky Automated Survey
catalogue
Szczygiel, D. M., Socrates, A., Paczynski, B., Pojmanski, G., Pilecki,
B. 2008, AcA, 58, 405 → ( get data ) Coronal activity from the ASAS
eclipsing binaries
Szczygiel, D. M., Pojmanski, G., Pilecki, B. 2009, AcA, 59, 137 → (
get data ) Galactic fundamental mode RR Lyrae stars. Period - amplitude
diagram, metallicities and distributionThird-party papers based on the
ASAS data*:
Rucinski, S. M., 2007, MNRAS, 382, 393 The short-period end of the
contact binary period distribution based on the All-Sky Automated Survey
Rucinski, S. M., 2006, MNRAS, 368, 1319 Luminosity function of
contact binaries based on the All Sky Automated Survey (ASAS)
SuperWASP
SuperWASP is the UK's leading extrasolar planet detection program comprising
of a consortium of eight academic
institutions which include Cambridge
University, the Instituto de Astrofisica de
Canarias, the Isaac Newton Group of
telescopes, Keele University, Leicester
University, the Open University, Queen's
University Belfast and St. Andrew's
University.
SuperWASP (2004-2008)
SuperWASP consists of two robotic
observatories that operate continuously all year
around, allowing us to cover both hemispheres of
the sky.
The first, SuperWASP-North is located on the
island of La Palma amongst the Isaac Newton
Group of telescopes (ING).
The second, SuperWASP-South is located at the
site of the South African Astronomical Observatory
(SAAO), just outside Sutherland, South Africa.
The eight wide-angle cameras allow a monitoring
millions of stars simultaneously enabling a
detecting the rare transit events.
SuperWASP
The
observatories
each consist of
eight wideangle cameras
that
simultaneously
monitor the sky
for planetary
transit events.
SuperWASP
Weight: >400 Kg
Pointing error: 30 arcsec RMS
full sky Tracking error < 0.01 arcsec/second
Controls: Stepper motors driven by Torus
motion control electronics
Weather System: Full local weather
monitoring
Time Standard: GPS receiver gives better
than 1ms synchronisation with UTC Control
and server computers Linux O/S
SuperWASP
SuperWASP
Lens Canon f=200mm; f/1.8
Aperture 11.1 cm
CCD2048 x 2048 thinned e2v produced by Andor
Pixel size 13.5 micrometers
Readout noise 12-18 e- (1MHz pixel read-t speed)
Gain settings 2, 1.4, 0.7 e-/ADU
Maximum pixel count 80,000 eField of View 7.8 x 7.8 degrees (61 sq.degrees)
Plate Scale 13.7 arcsec/pixel
Operating Temperature-50 degree C Cooling
Mechanism 3-stage Peltier
WASP-33 planet
SuperWASP (33 planets)
Прикладами інших ніж екзопланети
спостережень з SuperWASP є криві блиску
астероїдів, відкриття 360 нових
періодичних змінних зір, що співпали з
даними ROSAT, the main-sequence rotationcolour relation in the Coma Berenices open
cluster, new double-mode and other RR Lyrae
stars, and NSV 07340, a new RR Lyrae
variable with equidistant triplet of
frequencies.
TAROT (Telescope a Action Rapide pour les Objets
Transitoires, Rapid Action Telescope for Transient Ob-s
TAROT-1 є повністю
автоматичним
телескопом.
Його поле зору 2º
повністю співпадає з
телескопом проекту
HETE.
TAROT-1 був
спроектований перед
запуском HETE-1
WXM, (який був
невдалим).
TAROT
TAROT are two identical 25 cm telescopes
F/D=3.4 that cover 1.86°x1.86° field of view on
the Andor CCD cameras (Marconi 4240 back
illuminated).
Spatial sampling is 3.3 arcsec/pix. Six filters are
available : BVRI, a clear filter and a 2.7 density
coupled to V (for Moon and planets). Detection
limit is about V=17 in 1 min. exposure. Locations
of telescopes are:
TAROT Calern observatory :
lon=6.9238° E lat=43.7522° N alt=1270 m
TAROT La Silla ESO observatory :
lon=70.7322° W lat=29.2608° S alt=2347 m
TAROT
The princpal investigator of these intruments is
Michel Boër (Observatoire de Haute Provence,
04870 Saint Michel l'Observatoire, France).
Two co-investigators are Jean-Luc Atteia and
Alain Klotz, astronomers at the Observatoire Midi
Pyrénées, Toulouse, France.
Сollaborations with Yassine Damerdji, Myrtille
Laas-Bourez, Christian Pollas, Raoul Berhend,
Alessandra Corsi, Alessandra Galli, Eric Frappa,
Bruce Gendre, Jean-François Leborgne, Frédéric
Malacrino, Luigi Piro, Giullia Stratta.(12)
Publications with TAROT telescopes
2009A&A...503..783S
Statta, G., Pozanenko, A., Atteia, et. all. A multiwavelength
study of Swift GRB 060111B constraining the origin of its
prompt optical emission
2010MNRAS.405.2372G
Gendre, B.; Klotz, A.; Palazzi, E. et. all. Testing gamma-ray
burst models with the afterglow of GRB 090102
2008Icar..195..184S
Shepard, Michael K.; Clark, et. all.
A radar survey of M- and X-class asteroids
2007A&A...476..307L
J.F. Le Borgne, A. Paschke, J. Vandenbroere, et. all. Stellar
evolution through the ages: period variations in galactic RRab
stars as derived from the GEOS database and TAROT
telescopes
2001adass..10..111B
Boër, M.; Thiébaut, C.; Klotz, et. all. Hands-On TAROT:
Intercontinental Use of the TAROT for Education and Public
Outreach
Publications with TAROT telescopes
TELESCOPE TECHNIQUES
GAMMA RAY BURSTS
MINOR PLANETS
RR LYRAE VARIABLES
DISCOVERY OF NEW VARIABLE STARS
ORBITOGRAPHY OF GEOSTATIONNARY
SATELLITES
EDUCATIONAL
STAR OCCULTATIONS BY MINOR PLANETS
SEARCHING FOR NEARBY SUPERNOVAE
MICELANEOUS
TAOS
Мета The Taiwan American Occultation Survey
(TAOS) полягає у виявленні відносно малих
об’єктів у Поясі Койпера та за ним.
Більше ніж 1,000 малих тіл з діаметрами
більше за 100 km було виявлено за
Нептуном за останні десятиліття з
використанням великих телескопів.
Метою проекту TAOS є прямі спостереження
великої кількості об ’ єктів Поясу Койпера з
діаметрами 500м-30км.
TAOS
Такі об’єкти мають зоряні величини більші за 30 і
їх неможливо спостерігати безпосередньо навіть з
найбільшими телескопами. Однак підчас
проходження такого тіла між спостерігачем та
далекою зіркою можлива реєстрація її покриття
навіть з малим телескопом.
Кількість таких покрить для однієї зорі дуже мала і
складає 102 явища на рік, тому необхідно
моніторити сотні зірок протягом довгого часу,
щоби зареєструвати таке явище.
Подібні явища мають дуже малу тривалість
(менше за 0.2 сек), тому необхідна ПЗЗ з великою
швидкістю зчитування. Крім того через малий
діаметер досліджуваних обєктів потрібно
враховувати значні ефекти дифракції.
TAOS
TAOS
The Taiwan American Occultation Survey
Institutional Partners
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia
Sinica, Taiwan
Department of Astronomy, Yonsei University,
South Korea
National Central University, Institute of Astronomy
Lawrence Livermore National Laboratory, The
Institute of Geophysics and Planetary Physics
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
From all institutions 26 people
TAOS
TAOS має 4 телескопи (50 cm) в Lulin
observatory у ценральному Тайвані.
Кожен обладнано камерою з 2kx2k від
Spectral Instruments.
Ці камери потребують 2.5 сек для
зчитування інформації з них, що було
задовго для досліджуваних явищ.
Тому було розроблено власну
технологію швидкого зчитування, яка
називається zipper mode.
TAOS
TAOS
TAOS Publications
The TAOS Project Stellar Variability II. Detection of 15 Variable
Stars. S. Mondal, C. C. Lin, W. P. Chen, Z.-W. Zhang, et all.
Astronomical Journal, March 2010.
The TAOS Project: Upper Bounds on the Population of Small
KBOs and Tests of Models of Formation and Evolution of the
Outer Solar System. F. B. Bianco, Z.-W. Zhang, M. J. Lehner, et all.
Astronomical Journal, 139:1499-1514,March 2010.[ ads ]
The TAOS Project: Statistical Analysis of Multi-Telescope Time
Series Data. M. J. Lehner, N. K. Coehlo, Z.W.. Zhang, et all.
Publications of the Astronomical Society of the Pacific, February
2010.[ ads ]
The TAOS Project Stellar Variability. I. Detection of LowAmplitude δ Scuti Stars. D.-W. Kim, P. Protopapas, C. Alcock, et
all. Astronomical Journal, 139:757-764,February 2010.[ ads ][ DATA ]
Detection Methods for Astronomical Time Series. Nathan K.
Coehlo. PhD thesis, University of California, Berkeley, 2010.
The TAOS Project: High-Speed Crowded Field Aperture
Photometry. Z.-W. Zhang, D.-W. Kim, J.-H. Wang, et all. Publications
of the Astronomical Society of the Pacific, 121:1429-1439,December
2009.[ ads ]
Телескоп-робот BART
BART is a small aperture
telescope designed for
quick GRB follow-ups with
response time to GCN
notices as short as possible
Robotic telescope BART
The telescope is located at the
Atronomical institute AVČR at
Ondřejov in the workgroup high
energy astrophysics.
In addition to observing the optical
counterparts of GRBs, the telescope
monitors other interesting sources
such as supernovae, blazars, active
galaxies, cataclysmic variabe stars,
etc.
Robotic telescope BART
BART is equipped with a CCD camera with
the field of view 40x60 arc minutes and
resolution 3088x2056 pixels. A limiting
magnitude of this camera is about 15 for a
60s exposition with possibility to detect one
second flash of magnitude 10.
For more precise measurement, there is a
Meade Schmidt-Cassegrain D=254mm,
f=1.6m telescope with CCD camera FLI
MaxCam CM2-1 with field of view 28.6x28.6
arc minutes and resolution 1024x1024
pixels. This telescope uses standard Johnson
BVRIi filter set for photometry.
Robotic telescope BART
BART team
Martin Jelнnek - Group chieftain.
Petr Kubanek - he's a student and our main programmer.
Martin Nekola - PhD. student playing with the hardware
and comp-s.
Rene Hudec - who started this "Team" and took together
these fantastic people.
Ivana Stoklasova - she studies astrophysics
Libor Sveda - creates and enhances the web pages.
Jan ©trobl - he is able to work with wide-field data.
David Ondrich - observer
Martin Topinka - he is the theoretician.
Radomir Smida
Marie Hrudkova - she is the cataclysmic-variable girl.
Ladislav Michnovic - our new practician...
Milan Basta - our new young theoretician.
Filip Munz - non-astronomer intruder from high energy
physics
Бредфордський телескоп
Бредфордський телескоп-робот
має 4 оптичні канали
- Сузіря - поле зору 40 градусів, Обєктив
Nikon 16mm f2.8 Camera: FLI (E2V CCD47-10.
1k x 1k pix., 13um).
- Кластери - поле зору 3 градуси, Обєктив
Nikon 200mm Camera: FLI.
- Галактики поле зору 24 кут.мін. Обєктив
Celestron 14”, 355mm; фокальний редуктор ефективна фокусна відстань 1877mm; f/5.3.
Camera: FLI MicroLine (E2V CCD47-10. 1k x 1k
pixels), Автофокус.
- Гід – Обєктив Orion Optics OMC140 DeLuxe.
2000mm focal l., 140mm aperture. MaksutovCassegrain telescope f/14. Camera: FLI
MaxCam CM10-1 (Kodak KAF-3200. 2184 x
1510 pixels, each 6.8um).
Створено:
для навчання астрономії та доступу
до спостережень, в першу чергу
колективам учнів початкової школи
та для підтримки вчителів,
відповідно до національної освітньої
програми Великобританії.
для дослідження явищ в еруптивних
змінних зорях, післясвітіння гамаспалахів, патруля активних зір та
галактик, пошуку супернових зір та
інших.
T35 telescope of Sierra Nevada
Observatory (2896 m, Granada, Spain).
T35 telescope of Sierra Nevada
Observatory (Granada, Spain).
The 14” Schmidt-Cassegrain telescope
(35.56-cm) is a Celestron CGE.
SBIG STL-11000 CCD Camera with a KAI11000M CCD detector (4008 x 2762 pixels x
9 μm).
The field of view is 31.70 x 21.14 arcmin
with a scale of 0.2475 arcsec per pixel.
The camera has an internal filter wheel with
standard UBVRI Johnson - Cousins filters
and a internal self-guiding camera Texas
Instruments TC-237H (657 x 495 pixels x
7.4 μm).
T35 telescope of Sierra Nevada
Observatory (Granada, Spain).
T35 telescope of Sierra Nevada
Observatory (Granada, Spain).
Перші спостереження виявили
проблеми з наведенням та веденням,
в той час як автоматичне керування
куполом було досить оптимальним.
Обидва параметри вдалося
покращити використавши нову
модель наведення телескопа, а
значно підвищити точність ведення
сподіваються за допомогою
зовнішньої системи автогіда.
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
Equipment
Celestron 14" Optical Telescope Assembly (OTA)
Astro-Phyics 1200GTO German-type equatorial
mount
JMI Electronical focuser (EV2CM and PCFC)
Finger Lake Instrumentation Color filter wheel
(CFW-1-8) and filters (UVBRI)
Apogee U47 CCD camera (1024*1024; 13mkm)
Astro-Haven 7ft dome
Davis Instruments Vantage Pro2 Weather Station
Logitec QuickCam Chat (x3)
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
3σ detection limit of a 30 sec
exposure in R is 15.4 mag.
Bias, dark and flat correction
Aperture photometry in a radius
5 arcsec
Relative photometry using 3
comparison stars in the field
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
Variable stars monitor
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
Team Members
T. Sakamoto (PI)
N. Gehrels
D. Donato
T. Okajima
T. N. Ukwatta
Y. Urata
C. A. Wallace
GODDARD ROBOTIC TELESCOPE
Publications
Vestrand W.T. et al. 2006, Nature, 442, 172
Page, K. L. et al. 2007, ApJ, 663, 1125
Fenimore, E.E. & Ramirez-Ruiz, E. 1999,
astro-ph/9909299
Rykoff, E.S. et al. 2005, ApJ, 631, L121
Urry, C.M. 1999, Astropart.Phys, 11, 159
Blazejowski, M. et al. 2005, ApJ, 630, 130
Lamb, D.Q. & Reichart, D.E. 2000, ApJ, 536, 1
Totani, T. 1997, ApJ, 486, L71
Kawai, N. et al. 2006, Nature, 440, 184
Totani, T. et al. 2006, PASJ, 58, 485
Böer, M. et al. 2006, ApJ, 638, L71
Schaefer, B.E. et al. 2006, GCN Circ. 5629
Київський Інтернет телескоп
- На базі оптичної труби
Celestron CGE 1400 XLT
-Діаметр дзеркала - 355мм
та українського монтування
WS240
- ПЗЗ камера Rolera MGi
- Система світлофільтрів
UBVRI власної конструкції
- GPS модуль точного часу
- Власне програмне
забезпечення для
автоматичної роботи
системи протягом ночі
- Сервер проекту в КАО КНУ
- Інтернет звя’зок
Необхідно
Підвищення точності наведення
та ведення
Автогід
Автофокус
Встановлення в місці з
мінімальною засвіткою
Висновки
Всі телескопи-роботи працюють для певних
основних астрономічних завдань та кількох
додаткових.
Всі телескопи, незалежно від розміру
апертури, дають можливість отримувати
якісні дані для поставлених задач в
залежності від їх оснащення та розміщення.
Затримка фінансування КІТ дає нам
можливість провести різноманітні
спостереження та дослідження і отримати
необхідний досвід для того, щоби
якнайкраще спланувати роботи для
закінчення проекту.
Дякую за увагу!
Ярослав Романюк
[email protected]