Optyka adaptatywna w teleskopie

[Naski]

Nie wiem czy ten temat juz byl , ale zastanawialem sie, dlaczego nie produkuje sie teleskopow wlasnie z ta technika.

Gdzie w gre wchodzi juz ograniczenie przez seeing. Nie mowie tu, ze w kazdym teleskopie powinno to byc , ale w tych wiekszyc np:1,5Metra jest to wskazane ............ ?

 

P.S.

Kilka wyjasnien co to takiego jest ..._! - Optyka adaptatywna -

http://pl.wikipedia.org/wiki/Optyka_adaptatywna

 

 

Optyka adaptatywna (lub optyka adaptacyjna) – optyka stosowana w astronomii w celu wyeliminowania zaburzeń powodowanych drganiami atmosfery (zob. scyntylacja). Używanie jej polega na sterowaniu teleskopem przez komputer dla uniknięcia lokalnych odkształceń zwierciadła (rzędu paru mikrometrów), korygując w ten sposób błędy w otrzymywanym obrazie.

Korektę przeprowadza się poprzez użycie specjalnego deformowalnego lustra (ang. rubber mirror). Sygnał regulujący działanie układu korekcyjnego pochodzi z bliskiej jasnej gwiazdy, albo ze sztucznej wiązki laserowej i kształt deformowalnego lustra jest dostosowywany tak, aby wiązka sygnału kontrolnego była jak najmniej rozmyta. Robi się to poprzez analizę kształtu frontu fali. Światło obserwowanego obiektu poprawia się dokładnie w taki sam sposób. Typowy czas przeprowadzania jednej korekty to 1 milisekunda, rozmiar deformowalnego elementu to kilka centymetrów, a liczba korygowanych elementów optycznych jest typowo od kilkudziesięciu do kilkuset.

Optyka adaptatywna oferuje znacznie większe możliwości niż prostsza technologicznie optyka aktywna. Jest obecnie wykorzystywana zarówno w mniejszych teleskopach (np. 3,6-metrowym w Obserwatorium La Silla), jak i w większych – w 8-metrowym teleskopie Gemini-North, teleskopie Keck II, czy w zespole teleskopów VLT. Kilka następnych urządzeń optyki adaptatywnej jest w budowie bądź w fazie projektowania.

 

 

----------------------

 

http://www.fuw.edu.pl/~szczytko/NT/sprawozdania2006/Olga_Glowienka.pdf

 

 

[antwito]

Może w grę wchodzi cena takiego cacka? Lustra zwyczajnego nie zastosujesz, do tego odpowiednie malutkie siłowniki (chyba można tak je nazwać) i do tego zaawansowana elektronika sterująca. Proste to to nie jest

[Naski]

To ze proste to nie jest ,to sie napewno zgadza...od jakiego pulapu cenowego oplacaloby sie to budowac ....?

[Iluvatar]

od jakiego pulapu cenowego oplacaloby sie to budowac ....?

 

Ciężko powiedzieć, bo i technologia nie jest jakoś ogólnodostępna, bądź też nie spotkałem się z otwartymi rozwiązaniami. Najprawdopodobniej wszystko projektuje się pod konkretny teleskop.

[Gość wessel]

Jest takie cacko SBIGa do jego kamer. TUR używał, nie wiem czy sprzedał....

[Naski]

Jest takie cacko SBIGa do jego kamer. TUR używał, nie wiem czy sprzedał....

Chyba nie takie cacko ... skoro sprzedał ?.... a mozesz powiedziec cos wiecej ....albo dac namiary na link , file , pdf...?

[HAMAL]

To o czym piszecie to jest bardzo skomplikowane ustrojstwo. Wymaga wielu bardzo szybkich serw czy siłowników przyczepionych do lustra najczęściej głownego reagujących zgodnie z poleceniami komputera sterującego na podstawie zniekształceń bliskiej jasnej gwiazdy lub sztucznej wiązki laserowej.

 

To co miał TUR to coś zupełnie innego. Tam jest wbudowany specjalny układ optyczny, soczewka w wyciągu, coś na wzór soczewki lasera poruszanej cewkami tak aby poprawiać punktowość obrazu gwiazd. W sumie współczesne stabilizatory ruchu w aparatach działają podobnie.

[piotrkusiu]

Najmniejszy teleskop o jakim wiem z taką optyką ma 1,6m i służy do obserwacji Słońca: http://www.bbso.njit.edu/

[antwito]

Tak z ciekawości (i przy okazji) to czy optyka adaptatywna/aktywna umożliwia uzyskiwanie większych powiększeń? Mniej więcej o ile większym?

Edytowane 18 Lutego 2014 przez antwito

[Gość wessel]

Generalnie rzecz biorąc pozwala zastąpić guider, między innymi.

Urządzenie możesz poznać tutaj: https://www.sbig.com/products/adaptive-optics/

[Naski]

Ładnie pokazane jak działa :

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Adaptiveopticsandmask.ogg

 

 

--------------------

 

Generalnie rzecz biorąc pozwala zastąpić guider, między innymi.
Urządzenie możesz poznać tutaj: https://www.sbig.com...daptive-optics/

 

Byłaby to naprawdę świetna sprawa do teleskopu z ogniskową 2,5m ... o ile dobrze rozumiem

z 16803 nie współpracuje ... albo robi to kiepsko ...że sie nie zaleca ?

 

 

It is also recommended for the STXL-11002 and STXL-6303.

 

Edytowane 18 Lutego 2014 przez Naski

[Piotrek Guzik]

Tak z ciekawości (i przy okazji) to czy optyka adaptatywna/aktywna umożliwia uzyskiwanie większych powiększeń?

 

Zależy co przez to rozumiesz. Generalnie problem polega na tym, że w teleskopach o średnicy większej niż jakieś 20 cm Twoją zdolność rozdzielczą ograniczają turbulencje w górnych warstwach atmosfery, a nie dyfrakcja. Optyka adaptatywna pozwala niwelować wpływ turbulencji na otrzymywany obraz. Tak więc używając optyki adaptatywnej można używać większych powiększeń i cieszyć się z ostrego obrazu, jednak na samo powiększenie rozwiązanie to nie ma żadnego wpływu.

[HAMAL]

Generalnie rzecz biorąc pozwala zastąpić guider, między innymi.

https://www.sbig.com/products/adaptive-optics/

Nie pozwala bo działa w bardzo małym zakresie i nijak sobie nie poradzi z uciekającą deklinacją, złym ustawieniem montażu czy sporym PE. Niweluje jedynie chwilowe miejscowe falowanie obrazu.

[MateuszW]

Nie pozwala bo działa w bardzo małym zakresie i nijak sobie nie poradzi z uciekającą deklinacją, złym ustawieniem montażu czy sporym PE. Niweluje jedynie chwilowe miejscowe falowanie obrazu.

Czytałem w zasadzie o takim cacku Oriona, a nie SBIGa, ale to chyba to samo. To jest w zasadzie taki szybki guiding. Powoduje przesuwanie obrazu na kamerze podobnie, jak korekty montażu, ale dużo dokładniej i z większą prędkością. Nadaje się do szybkich zmian powodowanych seengiem i chwilową niedokładnością montażu. Do tego oczywiście ten system jest podłączony do montażu, który wykonuje normalne korekty, jak przy klasycznym guidingu i radzi sobie z większymi błędami, a te drobne dokorygowuje AO. Widzę tutaj duży problem, jakim jest czułość matrycy guidera, bo znalezienia gwiazdki na czasie 0,1s sobie nie wyobrażam.

To oczywiście nie jest żadne AO, bo nie jest w stanie korygować lokalnych deformacji obrazu, a jedynie jego przesunięcie.

 

A przy okazji, to czy ktoś ma jakiś dobry link do opisu działania AO po polsku? Ale taki szczegółowy, a nie 10 zdań.

[HAMAL]

bo znalezienia gwiazdki na czasie 0,1s sobie nie wyobrażam.

A nawet mniejszym bo trzeba sczytać obraz, przeanalizować go, wydać polecenia cewkom a te muszą je wykonać, to też ułamek sekundy skradnie więc te 10Hz musi mieć krótszy czas niż 0,1s.

[MateuszW]

Dopiero ciekawe jest, jak naświetlają guider <0,001s na tych wielkich teleskopach, żeby uzyskać te ich prędkości . Rozumiem, że tam są jakieś specjalne detektory, no ale bez przesady.

[Piotrek Guzik]

Dopiero ciekawe jest, jak naświetlają guider <0,001s na tych wielkich teleskopach, żeby uzyskać te ich prędkości . Rozumiem, że tam są jakieś specjalne detektory, no ale bez przesady.

 

O ile dobrze pamiętam to "sztuczna gwiazda" jest obserwowana przez ten sam teleskop, co pozostałe obiekty, tyle że znajduje się ona poza osią optyczną i jej obraz po odbiciu od lustra nie pada na "normalny" detektor, tylko na układ do optyki adaptatywnej. Co ciekawe, ta "sztuczna gwiazda" (generowana przy pomocy lasera) ma jasność rzędu 10 mag. No, ale jak się ma kilka metrów średnicy, to nie trzeba długo naświetlać...

[HAMAL]

Dla mnie taki AO to pic na wodę. Po pierwsze gdzieś był opis jak dzielni Panowie go wynaleźli a przecież to nic innego jak stabilizator obrazu z aparatów fotograficznych a do tego w astronomii sprawa jest 100x prostsza bo wiadomo jest że gwiazda jest punktem więc łatwiej takie obrazy korygować sprowadzając wszystkie rozmazy do punktu. Po drugie taka soczewka działa na cały obraz, ale ile razy robiąc zdjęcia z ogniskową 3750mm mam sytuację gdy od seeingu jedna gwiazda jest ostra jak szpileczka a ta całkiem niedaleko tak rozmazana że prawie zanikła, to samo dzieje się z Księżycem w dużej skali. Co wtedy zrobi AO? Przecież nie posiada zdolności korygowania tylko fragmentów kadru.

[piotrkusiu]

Tutaj świetny przykład jak działa taka optyka (wspomniany teleskop słoneczny 1,6m): https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=zQYJDf39qPI#t=1551

Edytowane 19 Lutego 2014 przez piotrkusiu

[HAMAL]

Fajną stronę znalazłem

 

http://exoplanet.as.arizona.edu/~lclose/talks/ins/ESO_MMTAO_3

 

Śmiesznie podlinkowali

 

Here is a movie of the secondary correcting for wind buffeting in a 20 mph wind

Here is a movie of the positional error of the mirror while in the wind. The mirror worked quite well; only +/-30 nm of wavefront error was recorded while the mirror was holding "flat" in the wind while using only a fraction of its range (<1%).

 

Coś nie działa, no to Pokaż źródło a tam

 

file:///C:/Documents%20and%20Settings/lclose/ESO_talk_SDI/02.39.05_cur_a.avi

file:///C:/Documents%20and%20Settings/lclose/ESO_talk_SDI/02.39.05_del.avi

 

No na dysk C twórcy strony to my dostępu nie mamy, ale chwila szukania i jest

 

http://athene.as.arizona.edu/~lclose/talks/ins/02.39.05_cur_a.avi

http://athene.as.arizona.edu/~lclose/talks/ins/02.39.05_del.avi

 

Tłumacz Google na PL

 

https://translate.google.pl/translate?hl=pl&sl=en&tl=pl&u=http%3A%2F%2Fexoplanet.as.arizona.edu%2F~lclose%2Ftalks%2Fins%2FESO_MMTAO_3

 

Ogólnie fajnie poczytać i pooglądać co i jak

 

Robi wrażenie http://exoplanet.as.arizona.edu/~lclose/talks/ins/ads8939_b.avi

 

Kliknij, aby zobaczyć ten film (format AVI, 680kB) systemu Adaptive Optics " zamknięcie pętli" w tym celu (ADS 8939). Zwróć uwagę, jak binarny charakter gwiazdy jest całkowicie ukryty przez rozmycie atmosfery, ale po zamknięciu pętli jest to wyraźnie gwiazda binarna.

Edytowane 13 Kwietnia 2017 przez HAMAL

[Behlur_Olderys]

Tytułem wstępu - ekstrakt z wikipedii, ale ciekawy:

Najprostsze systemy AO to systemy Tip&tilt, w których deformowalne lustro składa się tylko z jednego segmentu. W praktyce po prostu mamy w układzie pojedyncze, ruchome lustro reagujące na zaburzenia obrazu i pozwalające na korekcję pierwszego rzędu. Oznacza to, że "plamka" gwiazdy już nie rusza się na boki, ale jej centrum jasności - przy idealnym sterowaniu - utrzymywane jest w jednym punkcie. Wciąż występują zaburzenia drugiego i kolejnych rzędów, czyli zmiany jasności różnych fragmentów naszej "plamki". Ale jest to już poważny krok naprzód i spore polepszenie jakości obrazu.

 

Być może więc dla amatorskiego projektu uzyskanie takiego efektu byłoby aż nadto satysfakcjonujące. O ile bowiem deformowalne lustro z setkami segmentów to totalna abstrakcja - na razie - dla amatorów czy nawet bardzo majętnych fanatyków, to pojedyncze, ruchome lustro wydaje mi się wcale nie tak "strasznie" zaawansowane technologicznie.

 

Teraz ekstrakt z podlinkowanego w Wiki źródła o systemie tip&tilt:

 

The tip-tilt sensor must respond to extremely low light levels, and uses four discrete avalanche photo diodes arranged as a quad cell. The sensors have 80% quantum efficiency (typical), thus generating a TTL pulse for 80% of the photons that strike it. The mirror is 8 inches in diameter fabricated from lightweight silicon carbide and is translated with three linear piezoelectric actuators. The range of the mirror is approximately 500 microradians, and the necessary control bandwidth is on the order of 100Hz.

 

 

 

Czujnik tip&tilt musi reagować na ekstremalnie słabe poziomy światła i używa czterech lawinowych fotodiod ułożonych w poczwórną komórkę [światłoczułą]. (fotodiody lawinowe to taki rodzaj fotodiod ze zwiększoną czułością detekcji, 10$ za sztukę na aukcjach - przyp. tłum.) Mają one QE na poziomie 80%. Lustro ruchome ma 8 cali, jest zrobione z lekkiego węglika krzemu i poruszane za pomocą trzech aktuatorów piezoelektrycznych (są takie też do znalezienia ale już dużo droższe - powyżej 200$ sztuka). Zasięg ruchu lustra to ok. 500 mikroradianów, (czyli jakieś 100") a wymagana prędkość kontroli jest rzędu 100Hz.

 

 

Zasadniczo więc trzeba byłoby dodać w jakikolwiek sposób poruszane lusterko przed ogniskiem głównym teleskopu, przed OAG. Do poruszania nim myślałbym o cewkach takich, jak w napędach optycznych, bo te piezoaktuatory to jakaś masakra, strasznie drogie. Pole do popisu inwencji twórczej. Następnie w OAG zamiast zwykłego guidera umieszczamy te fotodiody (chyba, że zdążylibyśmy z obróbką obrazu od jakiejś malutkiej kamerki?), po czym sprzęgamy z nich sygnał z kontrolą przemieszczenia lustra, tutaj przydałoby się trochę teorii regulacji, ale pewnie podobnie do zwykłej pętli, jaka sprzęga guider z montażem, tylko pewnie kilka rzędów wielkości szybsza.

 

Nie mówię, że to coś prostego, ale wypadałoby przed poddaniem się przeanalizować, czy jednak nie dałoby się tego wszystkiego porozbijać na małe części - podprojekciki i sprawdzić wykonalność / opłacalność każdego z nich. Już teraz mam wrażenie, że tylko odpowiednio szybki aktuator jest tutaj wąskim gardłem. Ale gdyby okazało się, że można go wyciągnąć z jakiegoś zepsutego autofokusa, to moim zdaniem - wartoby spróbować. Elektronika szybka jest (na pewno w sensie przetwarzania sygnału). Oprogramowanie - jak trzeba to sam napiszę, byle w C++. Lusterko, część mechaniczna - chyba w tym dziale znajdzie się paru wyjadaczy takich rzeczy, tak samo złączkologia i optyka. Fotodiody lawinowe to terra incognita, przynajmniej dla mnie, ale może na początek wystarczyłaby zwykła fotodioda i czuły odczyt? (Osobiście pracuję nad fotodiodami teraz, na ile mi dzidziuś i jego mamusia pozwala ) Ewentualny sukces byłby wydarzeniem w skali astroamatorskiego świata, więc jest ambitnie, ale nie nieosiągalnie.

Edytowane 13 Kwietnia 2017 przez Behlur_Olderys

[szuu]

alternatywa: nagrywać bardzo dużo klatek na sekundę i alignować żeby pasowało - odpada część mechaniczna

[Krzychoo226]

Byłem pewien że gdzieś już to widziałem do kupienia

https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_ID=3208

[Behlur_Olderys]

alternatywa: nagrywać bardzo dużo klatek na sekundę i alignować żeby pasowało - odpada część mechaniczna

Wiadomo:) w ten sposób nawet poprawki dalszych rzędów da się zrobić dysponując odpowiednio szybkim softem. Ciekawe, czemu naukowcy nie poszli w tą stronę? A może poszli?