Skocz do zawartości

Amatorska podczerwień: dotychczasowe próby


Rekomendowane odpowiedzi

Ciekawy artykuł, w którym amator dokonał - wg swoich słów - pierwszej amatorskiej rejestracji planety Mars w falach podczerwieni termicznej (~8-14um).

 

(PDF) Switching to Infrared! A New Method for Non-professional Imaging in the mid-IR (researchgate.net)

 

Prawdopodobnie zdjęcie kosztowało kilkanaście tysięcy dolarów.... ale czego się nie zrobi dla nauki / ciekawej fotki :P

 

 

W skrócie: wykorzystał "gotowy" detektor MCT chłodzony ciekłym azotem z jednym pikselem, dodatkowo dedykowany 15cm teleskop (od producenta kamery - Inframetrics).

Dodatkowo użył platformy tip&tilt od SBIG-owego pakietu "adaptive optics" do skanowania większego obrazu nieba. Tak przedstawia się rezultat:

 

mars.png

 

Zdecydowanie jest to.... no świecący punkt na pewno :)

 

Ale technologia poszła do przodu, artykuł ma już 15 lat...

 

Niemniej, poza genialnym zdjęciem @szuu przedstawiającym Księżyc - nic więcej nie ma, lub nie widać, lub nikt się nie chce chwalić...

 

 

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 4 tygodnie później...

Chciałem tu przedstawić i opowiedzieć trochę o moim ostatnim znalezisku na Google Scholar.

Nie takie całkiem amatorskie, i już dosyć współczesne, bo rok 2019-2020, artykuły w sprawie obrazowania w termicznej podczerwieni (8-14um) za pomocą komercyjnie dostępnych detektorów opartych o niechłodzone mikrobolometry z tlenku wanadu (VOx). 

 

Mała dygresja: mikrobolometry zbierają padające na nie ciepło zmieniając pod jego wpływem rezystancję, co można potem zmierzyć. Są w większości dostępnych komercyjnie, typowych, niechłodzonych kamer na podczerwień.

 

Artykuły są o tyle ciekawe, że używają sklepowego sprzętu - FLIR Tau 2 640x480 z pikselem 17um i obiektywem 13um.

Pierwszy z nich:
https://academic.oup.com/mnras/article/492/1/480/5679146
opowiada o próbach użycia takiego detektora w teleskopie 2m f/10. Ogniskowa 20m dawała zbyt dużą skalę więc naukowcy zdecydowali się stworzyć rodzaj dużego reduktora ogniskowej z również dostępnych komercyjnie soczewek chalkogenowych. Uzyskano ostatecznie skalę 0.75"/px. Z taką skalą udało się wykonać dobrej jakości zdjęcia Księżyca (w tym podczas zaćmienia), Marsa oraz bardzo jasnego źródła IRC+10216.

 

 

ksiezyc.png

 

mars_irc.png

 

Kolejna dygresja:

Źródło IRC+10216 to gwiazda węglowa:

http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=IRC%2B10216
10mag wizualnie, w paśmie K już ma 0.4mag, strumień 4.75 × 10^4 Jy dla 10um
Gwiazda ta jest najsilniejszym źródłem promieniowania podczerwonego w katalogu źródeł punktowych IRAS:
https://irsa.ipac.caltech.edu/workspace/TMP_1NX2km_23663/Gator/irsa/25690/tbview.html

 

Wg autorów bez dalszych usprawnień spokojnie można na pojedynczych ekspozycjach "zejść" z czułością do poziomu pozwalającego na detekcję kilkakrotnie słabszych źródeł, przez co możliwe byłoby obserwowanie ponad 160 najjaśniejszych źródeł z katalogu IRAS. Autorzy zauważają, że dużo szkła po drodze (reduktor i sam obiektyw kamery) zabiera trochę światła. Poza tym teoretycznie zwiększenie czułości można uzyskać stosując chłodzenie kamery choćby termoelektryczne, jak w zwykłych astrokamerach. Wreszcie, uporanie się z emisją tła przez bardziej zaawansowane metody, niż tylko w postprocessingu pozwoliłoby na bardziej udane "stackowanie" krótkich ekspozycji.

 

I temu właśnie zagadnieniu poświęcony jest następny artykuł. Jeszcze dziś spróbuję go też streścić :)

 

  • Lubię 3
  • Kocham 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

W drugim artykule:

https://link.springer.com/article/10.1007/s10686-021-09744-6

 

Żeby zminimalizować wpływ tła termicznego atmosfery i samego instrumentu naukowcy podjęli się budowy prostego choppera, czyli ruchomego lustra które zmienia kąt obserwacji nieznacznie (o kilkadziesiąt sekund łuku) z częstotliwością 1Hz. Powoduje to niejako odejmowanie "gradientów" termicznych nieba które zmieniają się w podobny sposób, jak seeing zmienia się przy obserwacjach wizualnych. Przy czym seeing w wizualu zmienia kształt obrazu obiektu, ale w przypadku astronomii w podczerwieni termicznej w której samo powietrze "świeci" to fluktuacje gęstości powodują zmiany poziomu tła. 

 

Całe szczęście te zmiany mają nieco większa skalę czasową i można sobie z tym poradzić właśnie stosując chopping.

 

Kamera patrzy raz na obiekt (A) a raz tuż obok niego (B). Ekspozycje są od siebie odejmowanie (A-B) co powoduje, że realnie działa to jak robienie na przemian lighta i darka i odejmowanie ich na bieżąco. 

 

Usuwa się w ten sposób wpływ świecenia powietrza ale zostaje jeszcze emisja samej aparatury. 

 

By z kolei ją wyeliminować stosuje się podobny trick tj. nodding. Emisja teleskopu jest również zmienna w czasie (a liczą się zmiany temperatury nawet rzędu 0.1st. C)

 więc możliwie często - co kilka sekund - dodatkowo kieruje się teleskop w inną stronę tak, żeby tym razem ekspozycja B choppera była skierowana na obiekt a ekspozycja A - nieco obok.

 

Odejmowanie ekspozycji z tych dwóch położeń powoduje usunięcie wpływu emisji teleskopu i skuteczność tego mechanizmu ma duży wpływ na ostateczną czułość naszego instrumentu.

 

Tu jeszcze trochę o choppingu i noddingu:

http://www.gemini.edu/sciops/instruments/mir/MIRChopNod.html

 

Pani Maise Rashman z kolegami zaimplementowała chopping za pomocą lusterka na obrotowej platformie z Thorlabs za jakieś 500EUR (niedużo!).

 

Efekt tej pracy było polepszenie czułości wobec wyników z poprzedniego artykułu prawie 70x. Nic tylko pogratulować, choć jeszcze dwukrotny wzrost czułości potrzebny byłby żeby wykryć tym zestawem gwiazdę Wega w paśmie 10um... !!!!

 

 

 

Moim zdaniem (i autorów) konstrukcja choppera wymaga przemyślenia i udoskonalenia, żeby uzyskać szybsze działanie, najlepiej zsynchronizowane z prędkością pojedynczych ekspozycji które wynosiły tutaj 1/7s. 

 

Po drugie warto zastanowić się nad delikatnym chłodzeniem (np. do -20C) całej, niewielkiej przecież kamery.

 

Po trzecie użycie mniejszego teleskopu z mniejszą skalą odwzorowania ale bez dodatkowego korektora który realnie wprowadzał 3 kawałki szkła pomiędzy teleskop a detektor mogłoby również polepszyć jakość obrazu.

 

Osobiście uważam że konstrukcja takiego choppera nie wybiega poza możliwości amatorskie - z pewną dozą fantazji i zawziętości można by stworzyć w miarę sensowne rozwiązanie (patrząc choćby na sukcesy ludzi od drukowanych spektrometrów jak @Jagho i @bajastro).

 

Nodding wymagający od montażu przesuwania o kilkadziesiąt sekund łuku w tą i z powrotem co kilka sekund - przy dostępnych komercyjnie montażach i guidingu - wydaje się po prostu implementacją ditheringu posuniętą do ekstremum. Pewnie problemem byłyby drgania ale to już trzeba by sprawdzić - mniejsza skala też poprawia sytuację.

 

Ogólnie kontaktowałem się z autorami tych artykułów i powiedzieli mi że w warunkach amatorskich na pewno można pokusić się o obserwację Księżyca i jasnych planet, nawet bez chopingu, teleskopem z lustrem 0.3 i ogniskową rzędu 2m, a więc np. używając 12" RC f/8. Wydaje mi się to bardzo obiecujące.

 

Tymczasem postaram się wkrótce jeszcze coś dorzucić do tego pieca, ale na razie wakacje  ;)

 

 

 

  • Lubię 2
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.