Роботизированный телескоп

Роботизированный телескоп - это астрономический телескоп и система детектора, которая делает наблюдения без вмешательства человека . В астрономических дисциплинах телескоп квалифицируется как роботизированный , если он делает эти наблюдения, не управляется человеком, даже если человек должен инициировать наблюдения в начале ночи или покончить с ними утром. У него могут быть программные агенты, использующие искусственный интеллект, которые помогают различным способам, таким как автоматическое планирование. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Роботизированный телескоп отличается от отдаленного телескопа , хотя инструмент может быть как роботизированным, так и отдаленным.

К 2004 году роботизированные наблюдения составляли непреодолимый процент опубликованной научной информации об астероидных орбитах и открытиях, переменных исследованиях звезд, и открытиях Supernova кривых , комете орбитах и гравитационных наблюдениях микролинсинг .

Все ранние фазы гамма -луча наблюдались на роботизированных телескопах. ^{[ Цитация необходима ]}

Дизайн

Роботизированные телескопы - это сложные системы, которые обычно включают в себя ряд подсистем. Эти подсистемы включают в себя устройства, которые предоставляют возможность указания телескопа, работу детектора (обычно камера CCD телескопа ), управление куполом или корпусом телескопа, контроль над фокусником , обнаружение погодных условий и другие возможности. Часто эти различные подсистемы предединены мастер -системой управления, которая почти всегда является программным компонентом.

Роботизированные телескопы работают по принципам закрытой петли или открытой петли . В системе открытых циклов роботизированная система телескопа указывает на себя и собирает свои данные, не осматривая результаты своих операций, чтобы гарантировать, что она работает должным образом. Иногда говорят, что телескоп открытого цикла работает на веру, поскольку, если что -то пойдет не так, у системы управления нет никакого способа обнаружить его и компенсировать.

Система замкнутого петли имеет возможность оценить свои операции с помощью избыточных входов для обнаружения ошибок. Распространенным таким входом может быть положением кодеры на оси движения телескопа или способность оценивать изображения системы, чтобы убедиться, что она была указана на правильное поле зрения , когда они были обнажены.

Большинство роботизированных телескопов - маленькие телескопы . В то время как крупные обсерватории могут быть высоко автоматизированы, лишь немногие эксплуатируются без сопровождающих.

Профессиональные роботизированные телескопы

Роботизированные телескопы были впервые разработаны астрономами после того, как электромеханические интерфейсы на компьютеры стали обычным явлением в обсерваториях . Ранние примеры были дорогими, имели ограниченные возможности и включали большое количество уникальных подсистем, как в оборудовании, так и в программном обеспечении. Это способствовало отсутствию прогресса в развитии роботизированных телескопов в начале их истории.

К началу 1980 -х годов с наличием дешевых компьютеров было задумано несколько жизнеспособных проектов роботизированных телескопов, а некоторые были разработаны. Книга 1985 года «Микрокомпьютер -контроль телескопов » Марка Траулблада и Рассела М. Генет была знаковым инженерным исследованием в этой области. Одно из достижений этой книги было указывало на многие причины, некоторые довольно тонкие, почему телескопы не могли быть надежно указаны с использованием только основных астрономических расчетов. Концепции, изученные в этой книге, имеют общее наследие с программным обеспечением для моделирования ошибок на моделировании телескопа под названием Tpoint , которое появилось из первого поколения крупных автоматизированных телескопов в 1970-х годах, в частности, 3,9-метрового англо-эстралярного телескопа .

В 2004 году некоторые профессиональные роботизированные телескопы были охарактеризованы отсутствием творчества дизайна и зависимостью от закрытого источника и проприетарного программного обеспечения . Программное обеспечение обычно уникально для телескопа, для которого он был разработан и не может использоваться в любой другой системе. Часто программное обеспечение для роботизированного телескопа, разработанное в университетах, становится невозможным для поддержания и в конечном итоге устаревшим, потому что аспиранты , которые написали его, переходят на новые должности, и их учреждения теряют свои знания. Крупные консорциумы телескопов или финансируемые правительственными лабораториями не имеют тенденцию иметь такую же потерю разработчиков, как и университеты. Профессиональные системы, как правило, имеют очень высокую эффективность и надежность. Существует также растущая тенденция к принятию технологии ASCOM на нескольких профессиональных объектах (см. Следующий раздел). Потребность в проприетарном программном обеспечении обычно обусловлена конкуренцией за исследовательские доллары между учреждениями.

С конца 1980 -х годов Университет Айовы находится на переднем крае развития роботизированных телескопов на профессиональной стороне. А Автоматизированный телескопский объект (ATF), разработанный в начале 1990 -х годов, был расположен на крыше здания физики в Университете Айовы в Айова -Сити . Далее они завершили роботизированную обсерваторию Айовы , роботизированный и отдаленный телескоп в частной обсерватории Winer в 1997 году. Эта система успешно наблюдала переменные звезды и внесла наблюдения десяткам научных работ . В мае 2002 года они завершили телескоп Rigel . Ригель представлял собой 0,37 метров (14,5 дюйма) F/14, построенный Optical Mechanics, Inc. и контролируемый программой Talon. ^{[ 4 ]} Каждый из них был прогрессией в направлении более автоматизированной и утилитарной обсерватории.

Одной из крупнейших современных сетей роботизированных телескопов является Robonet , управляемый консорциумом университетов Великобритании . Проект исследований астероидов Линкольна (линейный), который является еще одним примером профессионального роботизированного телескопа. Конкуренты Linear, обсерватория Лоуэлла, почти земля, поиск , Catalina Sky Survey , Space Pwarch и другие, также разработали различные уровни автоматизации.

В 1997 году массив роботизированного оптического переходного поиска (Rotse) Широко-полевой массив под названием Rotse-I начал работу в ручном режиме. Программные системы позволили полностью автоматизировать роботизированную работу в конце марта 1998 года, с первыми автоматическими ответами на GRB 980326 от триггеров, полученных по сети координат GRB. ROTSE-I работал с тех пор и был первым полностью автономным роботизированным телескопом с закрытым контуром и использовался для ответов GRB, рентгеновских переходных процессов и изучения ретранслятора с мягким гамма-луком, исследования Variable Star и Meteor. Первый быстрый оптический взрыв от GRB был обнаружен Rotse-I для GRB 990123. Проект Rotse-III включал четыре полуметровых телескопа на основе подхода к операции Rotse-I, который начал работу в 2003 году. Они использовались в основном для GRB. Последующее исследование, а также поиск и изучение сверхновой. Именно с наблюдениями за гнилью-III были обнаружены первые супергубитные сверхновые.

В 2002 году проект «Быстрые телескопы для оптического отклика» (Raptor), разработанный в 2000 году, начал полное развертывание в 2002 году. Проект возглавлял Том Вэстренд и его команда: Джеймс Рен, Роберт Уайт, П. Возняк и Хит Дэвис. Его первый свет на одном из широких полевых инструментов был в конце 2001 года. Вторая широкая полевая система появилась в Интернете в конце 2002 года. Закрытые циклы начались в 2003 году. Первоначально цель Raptor состояла в том, чтобы разработать систему наземных телескопов, которые будут надежно реагировать на спутниковые триггеры и, что более важно, определить переходные процессы в режиме реального времени и генерировать оповещения с местоположениями источников, чтобы обеспечить последующие наблюдения с другими, более крупными телескопами. Он достиг обеих этих целей. Сейчас ^{[ когда? ]} Raptor был повторно настроен, чтобы стать ключевым аппаратным элементом проекта Telecopes Telecopes Technologies. ^{[ 5 ]} Его новым мандатом станет мониторинг ночного неба в поисках интересного и аномального поведения в постоянных источниках, используя некоторые из самых передовых роботизированных программного обеспечения, когда -либо развернутого. Две широкие полевые системы представляют собой мозаику камер ПЗС. Мозаика покрывает и площадь приблизительно 1500 квадратных градусов до глубины 12 -й величины. Центр в каждом широком полевом массиве представляет собой единую систему фовеа с поле зрения 4 градусов и глубиной 16 -й величины. Широкие полевые системы разделены на базовой линии 38 км. Поддержка этих широких полевых систем - два других эксплуатационных телескопа. Первым из них является каталогизирующий патрульный инструмент с мозаичным полем 16 -градусного обзора до 16 величин. Другая система представляет собой 0,4-метровый OTA с получением глубины 19-20-й величины и охватом 0,35 градусов. В настоящее время в течение следующих двух лет будут проходить три дополнительные системы. Все системы установлены на изготовленных на заказ, быстрого вращающихся креплений, способных достичь любой точки в небе за 3 секунды. Система Raptor расположена на месте в Лос -Аламос Национальной лаборатории (США) и была поддержана через направленные лаборатории фонды исследований и разработок.

Любительские роботизированные телескопы

В 2004 году большинство роботизированных телескопов находятся в руках астрономов -любителей . Предварительным условием для взрыва роботизированных телескопов -любителей была доступность относительно недорогие камеры ПЗС, которые появились на коммерческом рынке в начале 1990 -х годов. Эти камеры не только позволили астрономам -любителям делать приятные изображения ночного неба, но и поощряли более сложных любителей заниматься исследовательскими проектами в сотрудничестве с профессиональными астрономами. Основным мотивом развития любительских роботизированных телескопов было уточнение астрономических наблюдений, ориентированных на исследования, таких как бесконечно повторяющиеся изображения переменной звезды.

В 1998 году Боб Денни задумал стандарт программного интерфейса для астрономического оборудования, основанный на , Microsoft объектной модели компонента которую он назвал моделью Astronomy Common Object (ASCOM). Он также написал и опубликовал первые примеры этого стандарта в форме программ управления коммерческими телескопами и анализа изображений, а также несколько компонентов бесплатного программного обеспечения. Он также убедил Дуга Джорджа включить возможности ASCOM в коммерческую программу управления камерой. Благодаря этой технологии мастер -система управления, которая интегрировала эти приложения, может быть легко записана в Perl , VBScript или JavaScript . Образец сценария такого рода был предоставлен Денни.

После освещения журнала Ascom в Sky & Telescope несколько месяцев спустя архитекторы ASCOM , такие как Боб Денни, Дуг Джордж, Тим Лонг и другие, впоследствии повлияли на ASCOM, чтобы стать набором кодифицированных стандартов интерфейса для бесплатных драйверов устройств для телескопов, CCD -камеры, телескоп Фокеры и астрономическая обсерватория. В результате, любительские роботизированные телескопы становятся все более сложными и надежными, в то время как затраты на программное обеспечение погрузились. Ascom также была принята для некоторых профессиональных роботизированных телескопов.

Также в 1998 году Майкл Шварц был построен на сайте обсерваторий Tenagra возле Коттедж-Гроув, штат Орегон с роботизированным 14-дюймовым (360 мм) Селестроном Шмидт-Кассегрене телескоп c. 1998. ^{[ 6 ]}

Между тем, пользователи ASCOM разработали все более способные мастер -системы управления. Документы, представленные на второстепенных семинарах по профессиональной профессиональной планете (MPAPW) в 1999, 2000 и 2001 годах, а также международные конференции по фотоэлектрическим фотометрии в 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 и 2003 годах документировали все более сложные системы мастер-контроля. Некоторые из возможностей этих систем включали автоматический выбор целей наблюдения, возможность прерывать наблюдение или перестроить графики наблюдения за целями возможностей, автоматический выбор направляющих звезд и сложные алгоритмы обнаружения ошибок и коррекции.

Разработка системы удаленного телескопа началась в 1999 году, с первого тестового прогона на реальном оборудовании телескопа в начале 2000 года. RTS2 был первичным, предназначенным для за гамма-лучами наблюдений , поэтому способность прерывать наблюдение была основной частью его дизайна. Во время разработки он стал интегрированным набором управления обсерваторией. Другие дополнения включали использование базы данных PostgreSQL для хранения целей и журналов наблюдений, возможность выполнять обработку изображений, включая астрометрию и производительность исправлений телескопа в реальном времени и веб-интерфейс пользовательского интерфейса. RTS2 был с самого начала, разработанной как полностью открытая система, без каких -либо проприетарных компонентов. Чтобы поддержать растущий список креплений, датчиков, CCD и систем крыши, он использует собственный текстовый протокол связи. Система RTS2 описана в документах, появляющихся в 2004 и 2006 годах. ^{[ 7 ]}

( Распределенный интерфейс с нейтральным прибором Indi) был запущен в 2003 году. По сравнению с стандартом Microsoft Windows Centric Ascom, Indi является независимым протоколом Platform Аппаратные устройства и программные границы.

Умные телескопы

Более новое введение в потребительский рынок - это умные телескопы. Они являются самоспользованными роботизированными астрономическими устройствами визуализации, которые сочетают в себе небольшой (от 50 мм до 114 мм телескоп) и установку с предварительно упакованным программным обеспечением, предназначенным для астрофотографии объектов глубокого неба . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Они используют данные GPS и автоматическое распознавание звездных схем ( решение пластин ), чтобы выяснить, где они указаны. У них нет оптической системы, которая позволяет пользователю напрямую просматривать астрономические объекты и вместо этого отправляет изображение, снятое с течением времени с помощью укладки изображений на встроенный цифровой дисплей (обычно, как обычный окуляр ), или на смартфон или планшет . Они поставляются с базой данных с предварительно запрограммированными объектами, процедурами изображений и программным обеспечением для мобильных приложений , которое позволяет конечному пользователю начинать астрофотографию, как только настраивается телескоп. Они могут управляться удаленно и могут собирать серию изображений без присмотра. Они могут автоматизировать различные методы астрофотографии, в том числе « Lucky Imaging » и « спекл -визуализацию ». ^{[ 11 ]} Конструкция системы визуализации в сочетании с относительно небольшой оптикой не является оптимальной для планет визуализации или луны. ^{[ 12 ]} Примеры включают модели от французских компаний Unistellar и Vaonis. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Список роботизированных телескопов

См. Ниже для получения дополнительной информации об этих профессиональных роботизированных телескопах:

Траппист , 60 см, стул , Чили.
T80S , 80 см, Тололо , Чили.
Super-Lotis , 60 см, обсерватория стюарда на Китт Пик , Аризона, США.
Ливерпульский телескоп (роботизированный телескоп), 2,0 м, на Ла -Пальме , Канарские острова
- Фолкс Телескоп Север , 2,0 м, Обсерватория Халекеакала , Гавайи
- Фолкс Телескоп Юг , Обсерватория Сайдинга , Новый Южный Уэльс, Австралия
- Robonet , несколько мест
Обсерватория Лика на горе Гамильтон , Калифорния, США.
- Автоматизированный планетный искатель , 2,4 м,
- Кацман автоматический телескоп визуализации , 76 см
Слох телескопы, различные размеры и местоположения.
Телескоп быстрого крепления глаз , 60 см, Ла Силла, Чили
Роботизированная обсерватория Таро-Юг , 25 см, Ла Силла, Чили
Роботизированный телескоп Брэдфорда , 35,5 см, Обсерватория Тейде , Канарские острова
Обсерватория Warner и Swasey Robotic Station Station Station , 91 см, Уорнер и Свази Обсерватория, штат Огайо, США.
Астрономическая обсерватория Sagra , 3 × 45 см, Granada, Испания
Rotse-IIIB , 45 см, обсерватория Макдональда , Техас, США.
Рост , 70 см,
Индийская астрономическая обсерватория , Ладакх, Индия
Мастер- сеть небольших роботизированных телескопов быстрого ответа
Таиланд Нарит Тайский роботизированный телескоп, Национальный институт астрономических исследований Таиланда (общественная организация) Таиланд.
Raptor (телескоп) , Хилл Фентон
Милутин Миланкович , 140 см, Белградская обсерватория , Астрономическая станция Видоевики, Маунт Видоевика, Сербия.

Смотрите также

Ссылки

^ Аллан, А.; Naylor, T.; Стил, я; Картер, Д.; Дженнесс, Т.; Economou, F.; Адамсон А. (2004). «Звезда: астрономы, агенты и когда роботизированные телескопы не ...» Программное обеспечение и системы астрономического анализа данных (ADAS) XIII . 314 : 597. Bibcode : 2004 ASPC..314..597a . Получено 2016-08-27 .
^ Мейсон, Синди (1994). Пипер (ред.). «Совместные сети независимых автоматических телескопов» . Оптическая астрономия с Земли и Луны . 55 Астрономическое общество Тихого океана: 234. Bibcode : 1994Spc ... 55..234M . Получено 2016-08-27 .
^ Кроуфорд (1992). «GNAT: Глобальная сеть автоматических телескопов» . Автоматизированные телескопы для фотометрии и визуализации . 28 : 111. Bibcode : 1992aspc ... 28..123c . Получено 2016-08-27 .
^ "О Ригеле" . Архивировано с оригинала на 2009-01-30 . Получено 2009-02-14 .
^ Хаттерер, Элеонора (август 2014 г.). «Отслеживание переходных процессов» .
^ Полакис, Том если телескопы, контролируемые роботом наблюдения : 2004 г. ) , « Роботизированные ( май
^ «RTS2: стандарт с открытым исходным кодом и пакет для автономной обсерватории» .
^ Джейми Картер, Почему умные телескопы - это будущее астрофотографии, techradar.com - 24 сентября 2022 г.
^ Sweitzer, J., Звездные вечеринки в глубоком пространстве: умные телескопы для образования, ASP2020: Принятие будущего: преподавание астрономии и общественное участие в серии конференций ASP, Vol. 531, Материалы виртуальной конференции состоялись 3 декабря 2020 года. Под редакцией Грега Шульца, Джонатана Барнса, Эндрю Фракноя и Линды Шор. Сан -Франциско: Астрономическое общество Тихого океана, 2021, с.411
^ Robin Scagell, Vaonis Stellina Speaking Station Smart Telecope Review, Space.com, 14 сентября 2022 г.
^ «Умные обзоры телескопа - найти идеальный интеллектуальный телескоп» . Обзоры умного телескопа . Получено 2023-12-10 .
^ Джейми Картер, Почему умные телескопы - это будущее астрофотографии, techradar.com - 24 сентября 2022 г.
^ Робин Скагелл (2022-08-09). «Vaonis Stellina Наблюдательная станция Smart Telecope Review» . Space.com . Получено 2022-09-16 .
^ «Unistellar Evscope Equinox» . Би -би -си небо в ночном журнале . Получено 2022-09-25 .

Внешние ссылки

Проект виртуального телескопа Проект виртуального телескопа роботизированные.
Список профессиональных роботизированных телескопов (с картой и статистикой).
«Роботизированные телескопы: интерактивная выставка на всемирной сети». 1994. Citeseerx 10.1.1.51.9564 : {{cite journal}}: CITE Journal требует |journal= ( Справка ) предоставляет обзор работы телескопа через Интернет

[1] Аллан, А.; Naylor, T.; Стил, я; Картер, Д.; Дженнесс, Т.; Economou, F.; Адамсон А. (2004). «Звезда: астрономы, агенты и когда роботизированные телескопы не ...» Программное обеспечение и системы астрономического анализа данных (ADAS) XIII . 314 : 597. Bibcode : 2004 ASPC..314..597a . Получено 2016-08-27 .

[2] Мейсон, Синди (1994). Пипер (ред.). «Совместные сети независимых автоматических телескопов» . Оптическая астрономия с Земли и Луны . 55 Астрономическое общество Тихого океана: 234. Bibcode : 1994Spc ... 55..234M . Получено 2016-08-27 .

[3] Кроуфорд (1992). «GNAT: Глобальная сеть автоматических телескопов» . Автоматизированные телескопы для фотометрии и визуализации . 28 : 111. Bibcode : 1992aspc ... 28..123c . Получено 2016-08-27 .

[4] "О Ригеле" . Архивировано с оригинала на 2009-01-30 . Получено 2009-02-14 .

[5] Хаттерер, Элеонора (август 2014 г.). «Отслеживание переходных процессов» .

[6] Полакис, Том если телескопы, контролируемые роботом наблюдения : 2004 г. ) , « Роботизированные ( май

[7] «RTS2: стандарт с открытым исходным кодом и пакет для автономной обсерватории» .

[8] Джейми Картер, Почему умные телескопы - это будущее астрофотографии, techradar.com - 24 сентября 2022 г.

[9] Sweitzer, J., Звездные вечеринки в глубоком пространстве: умные телескопы для образования, ASP2020: Принятие будущего: преподавание астрономии и общественное участие в серии конференций ASP, Vol. 531, Материалы виртуальной конференции состоялись 3 декабря 2020 года. Под редакцией Грега Шульца, Джонатана Барнса, Эндрю Фракноя и Линды Шор. Сан -Франциско: Астрономическое общество Тихого океана, 2021, с.411

[10] Robin Scagell, Vaonis Stellina Speaking Station Smart Telecope Review, Space.com, 14 сентября 2022 г.

[11] «Умные обзоры телескопа - найти идеальный интеллектуальный телескоп» . Обзоры умного телескопа . Получено 2023-12-10 .

[12] Джейми Картер, Почему умные телескопы - это будущее астрофотографии, techradar.com - 24 сентября 2022 г.

[13] Робин Скагелл (2022-08-09). «Vaonis Stellina Наблюдательная станция Smart Telecope Review» . Space.com . Получено 2022-09-16 .

[14] «Unistellar Evscope Equinox» . Би -би -си небо в ночном журнале . Получено 2022-09-25 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]