Jmenuji se

1. Jmenuji se dalekohled Mark.

2. O smyslu hvězdopravy • smysluplná pozorování(pokud v našich podmínkách existují) • nejdou provádět vizuálně • jsou vesměs založena na sběruvelkého množství dat • nadšených pozorovatelů ubývá já, pozorovatel já, robot

3. bez zásahu obsluhy Co musí umět robot • plánovat pozorování • databáze požadavků • plánování pozorování • zpracování a ukládání výsledků • vyhodnocovat podmínky • analýza počasí • sledování pozorovacích podmínek • ochrana dalekohledu před poškozením • řídit • dalekohled • kopuli • kameru • … + další přístroje

4. Vize MARK-a • upravený dalekohled Meade LX-200 ø16“ ve VK • vyřešit problém ostření • vyřešit problém parkování a přesného najetí • CCD kamera SBIG 3MPx • systém vyhodnocování pozorovacích podmínek • automatická meteostanice • senzor oblačnosti (přídavná kamera) • řízení na dálku přes Internet [r. 2001]

5. východní kopule

6. MARK zvenku • velín v předsálí východní kopule • „white box“ = 3 servery, elektronika,rozvaděč, UPS • nezávislá podlaha v kopuli • obložení stěn břidlicí • posuvné dveře pod schody

7. MARK zevnitř Meteostanice Dalekohled CCD+ostření Kopule východní kopule Kamera střecha (a výše) databáze objektů a snímků STOP/GO Senzor oblačnosti snímky objekty Meteosat GRAB GRIND TRANSFER „white-box“ Radar

8. MARK meterologem • Davis Vantage Pro2 - standard profesionální meteostanice • teplota: venkovní + uvnitř „white box-u“ • vlhkost • rosný bod • srážky • vítr: rychlost+ směr • pocitové teploty (wind-chill, heatIX) • sluneční výkon + intenzita UV záření

9. MARK šamanem • detekce oblačnosti na základě srovnávání „teploty oblohy“ a teploty okolí • detektor srážek • detektor kondenzace vody (vnitřně vyhřívané čidlo stanoví čas odpaření vlhkosti) • základní čtyřstavový výstup • jasno • oblačno • zataženo • déšť • možnost použití vlastního detekčního algoritmu

10. MARK velkým bratrem • digitální fotoaparát Olympus 5060WZ + rybí předsádka • expozice max. 15s • iso <= 400 • dark-frame • primárně pro analýzu kvality nebe • sekundárně samostatné použití • meteory • družice • ufo :-) • trable • sníh, námraza • malé rozlišení

16. Dalekohled • upravený Schmidt-CassegrainMeade LX200 • ø16” = 406mm • f = 4.060m (f/10) • fokální reduktor f/5 Lumicon Easy Guider (jen optika) • kompletně přebudované ostření • senzory parkovacích a zakázaných poloh

21. Motorický výtah • motorický ostřící systémOptec TCF-S • elektronické nastavení f v rozsahu 0.8“ (21mm) • senzor teploty tubusu • ostření podle „naučené“ teplotní křivky dalekohledu • spolupráce s CCD (autofocus)

22. Kamera • SBIG ST10XE • CCD KAF3200E • 3.2MPX (2184x1472) • čtvercové pixely 6.8μm • rozměry 14.9x10mm(zorné pole: 25’x17’[teorie]) • bez anti-bloomu • QE<60% • DC = 0.5e-/pixel/sec @ 0°C • termoelektrické + vodní chlazení • USB připojení • filter-wheel CFW-8A • 5 pozic pro 1.25“ filtry • současně: R,G,B,Clear + „díra“ • ostření+reduktor+kamera se nevejde do vidlice – nelze pozorovat poblíž pólu

23. Řízení kopule • otáčení kopule • parkovací senzor • dvourychlostní pohyb • řídící systém pro najetí kopule na Az • motorické otevírání štěrbiny • kolejnicové napájení • zálohovaný motor • snímač stavu

24. MCM MCP MFE Mark Condition Monitor Vstup: data o podmínkách Výstup: STOP/GO signál • sběr dat z čidel • analýza meteo-dat • algoritmus vyhodnocení podmínek Mark Control Panel Vstup: STOP/GO data o objektu Výstup:snímky • řízení dalekohledu • pořizování snímků Mark Front End Vstup: uživatelé Výstup:data o objektu • zadávání pozorování • správa databáze snímků • plánování programů • plánování noci snímky Internet objekty STOP/GO GRAB GRIND TRANSFER MARK WARE

25. MARK je malý projekt! MARK WARE MCM MCP MFE Mark Condition Monitor Vstup: data o podmínkách Výstup: STOP/GO signál • sběr dat z čidel • analýza meteo-dat • algoritmus vyhodnocení podmínek Mark Control Panel Vstup: STOP/GO data o objektu Výstup:snímky • řízení dalekohledu • pořizování snímků Mark Front End Vstup: uživatelé Výstup:data o objektu • zadávání pozorování • správa databáze snímků • plánování programů • plánování noci „Dnešní vývojová prostředí dovolují psát zvláštní směsí objektového a procedurálního programování,u větších projektů to však vede ke katastrofám.“

26. MCM Mark Condition Monitor Vstup: data o podmínkách Výstup: STOP/GO signál • sběr dat z čidel • analýza meteo-dat • algoritmus vyhodnocení podmínek snímky Internet objekty STOP/GO GRAB GRIND TRANSFER MARK WARE

27. MCM Stavy modulů GO - dobré podmínky = lze pozorovat WARN- podmínky zhoršené, nechť rozhodnou ostatní STOP - špatné podmínky = nepozorovat ERR - chyba modulu Výstupní stav (pro MCP) GO - pozorování možné WARN- zhoršené podmínky, dokončit stávající pozorování ale nové nezahajovat STOP - nepozorovat, okamžitě ukončit probíhající pozorování ERR - „… to přece nemůže nikdy nastat, ne?“

28. MCM Snímek z celooblohové kamery zatím jen pro další zpracování, nemá na výsledný stav MCM vliv Analýza snímku meteosatu řeší otázku zda nad Prahou není „moc bílo“ Meteo data do stavu se promítá pouzesíla větru a vlhkost vzduchu Senzor mraků jasno = GO oblačno = WARN zataženo, déšť, námraza = STOP Meteo grafy průběh hlavních meteo ukazatelů v posledních 10h Analýza snímku srážkového radaru řeší otázku zda nad Prahou není „moc mokro“ Stav a historie stavy modulů a výsledek za posledních 16h

29. výstup MCM • signál STOP/GO pro MCP • kompletní data pro MFE (uživatel vidí, co se nad MARKem děje) • základní informace o počasína www.observatory.cz(pokud může pozorovat MARK, mohoupřece i návštěvníci) • záznam dat pro budoucí analýzy 2006-02-19 10:11:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;5.7;1006.5;4.0;230.0;69.0;0.0;320.0;1.1; 2006-02-19 10:12:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;5.7;1006.5;3.0;213.0;69.0;0.0;320.0;1.1; 2006-02-19 10:13:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;5.8;1006.5;3.0;238.0;69.0;0.0;323.0;1.1; 2006-02-19 10:14:00;GGGGGG;139;0;0;39.0;1;5.9;1006.5;4.0;191.0;69.0;0.0;327.0;1.1; 2006-02-19 10:15:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.5;4.0;245.0;69.0;0.0;329.0;1.1; 2006-02-19 10:16:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.5;4.0;212.0;68.0;0.0;332.0;1.1; 2006-02-19 10:17:03;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.4;4.0;213.0;68.0;0.0;332.0;1.1; 2006-02-19 10:18:00;GGGGGG;139;0;0;40.0;1;6.1;1006.4;5.0;224.0;68.0;0.0;332.0;1.1;

30. MCP Mark Control Panel Vstup: STOP/GO data o objektu Výstup:snímky • řízení dalekohledu • pořizování snímků snímky Internet objekty STOP/GO GRAB GRIND TRANSFER MARK WARE

31. MCP Mark Control Panel • neviditelná aplikace řídící celý chod marka • sleduje data z MCM • od MFE si vyžádá pozorovací program • ovládá kopuli, dalekohledu kameru • dvojitý stavový automat • run-level: úroveň připravenosti systému • sequence: pouť objektu od záznamu v plánu noci po fotku

32. n OK chyba akce oprava stop MCP akce stav nouze panika m MARK run-level 0 zapni kameru vypni kameru run-level = stav „nahozenosti“ systému změny stavu - systém „2x a dost“ Stav nouze • pokud se něco „hodně nepovede“ • pokus o přechod do stavu „0“ kde se MCP zablokuje • pokud se nepovede ani to -> panika Panika • zachraň se kdo můžeš! • natvrdo vypne napájení do všeho (štěrbina se zavře sama na záložní zdroj) 1 zapni kopuli zaparkuj kopuli 2 ustav kopuli nic 3 zapni dalekohled zaparkuj dalekohled 4 ustav dalekohled nic 5 otevři štěrbinu zavři štěrbinu 6 zamiř na cíl nic 7

33. 2 STOP/GO data 3 STOP/GO 4 start systému 5 zamiř na cíl 6 finální kontrola 7 expozice MARK sequence [1s] / [10s] • Je-li co pozorovat, pokračuje. Jinak všechno vypne. • Nemám-li aktuální data z MCM, stáhnu je. Expirace dat cca. 1 min. • Jsou-li podmínky pro pozorování pokračuje, Jinak všechno vypne (RL=0) • V určený čas před pozorováním zapne kopuli, dalekohled a kameruustaví kopuli a dalekohled (RL=5) • V určený čas před pozorováním otevře štěrbinu a najede na cíl (RL=7) • Kontrola stavu a teploty kamery, pozice dalekohledu, kopule atd. • Focení. Předání snímků na server. 1 cíl (pozorovaný objekt)

34. MFE Mark Front End Vstup: uživatelé Výstup:data o objektu • zadávání pozorování • správa databáze snímků • plánování programů • plánování noci snímky Internet objekty STOP/GO GRAB GRIND TRANSFER MARK WARE

35. MFE – Mark Front End • webové rozhraní k MARK-ovi pro pozorovatele • uvažuje se i o „veřejném rozhraní“ • http://192.168.1.90 časem http://mark.observatory.cz

37. MARK-ovo plánování • MARKOVA epocha: 1.1.2000 12:00:00am GMT • časový okamžik: počet dnů ME + počet sekund od 12:00:00 GMT • minimální časová jednotka v plánu noci: slot[2min, první v poledne]

39. Parametry cíle/objektu • kompromis mezi úplným zadáním a uživatelskou přehledností • zadávání cíle pomocí „šablony“ = neúplná definice pozorování • import z tabulky (Excel) • smysluplnost cíle ověřuje validátor • stavy cíle • template = šablona, nejde aktivovat • edit = rozpracovaný, není ověřen validátorem • planned = platný cíl, ověřený validátorem, čekající na „svůj čas“ • frozen = platný cíl, zpracování zakázáno manuálně (uživatelem) • loaded = cíl je právě zpracováván (MCP) • errorRepeat = při zpracování nastala chyba, ale zkusí se to znovu • errorFatal = chyba, vyřazen z dalšího zpracování • done = zpracováno, fotky jsou k dispozici • dead = vymazáno (cíle se „pohřbívají“ ale nikdy nemažou“) • „žurnál“ - co všechno se s cílem dělo

40. Cíl (objekt k pozorování) • souřadnice • přímé zadání souřadnic (RA, Dec) • výběr s katalogu • plánování • rozsah dní ve kterých chci objekt pozorovat (v rámci noci plánuje MARK sám) • určení přesného časového okamžiku pozorování • řízení kamery • expoziční doba, počet expozic, série filtrů, celkový čas pozorování • maximální teplota kamery • autodark, autofocus, autoguide • možnost skriptovat • další nastavení • jméno + popis • priorita

41. Skriptování • s kamerou operuje CCDSoft5 • ovládání pomocí COM rozhraní [VB-script] • 2 druhy skriptů: • „camera profile“– nastavení parametrů systému před pozorováním • „camera script“ – kompletní program pro CCDSoft • CCDSoft umí • komplexní řízení kamery • autofokus, autoguide • normalizace snímku (dark, flat, bias) • image processing (histogramy, jas, kontrast …) • nástroje pro astrometrii/fotometrii • nebezpečná věc – člověk si musí být jist tím co dělá Set cam = WScript.CreateObject("CCDSoft.Camera.1") cam.SBIGFanOn=FALSE cam.takeImage

42. apaDSS • původně plug-in pro Apache2 http server – dnes CGI knihovna • prohlížeč pro Digital Sky Survey [Real Sky - 20CD edition] • zorné pole kamery + informace o souřadnicích

43. Furry Function • funkce stanovující „vhodnost objektu pro pozorování“ • parametry • výška objektu nad obzorem • hloubka Slunce pod obzorem • fáze Měsíce • výška Měsíce nad obzorem • vzdálenost Měsíce od objektu • při plánování noci se cíle řadí podle hodnoty FF a postupně jsou jim přidělovány sloty • grafy s maximy FF jsou k dispozici pro stanovení pozorovacích dnů (day-map)

44. FF ve dvojím provedení plánování v rámci noci(MFE automaticky) dlouhodobé plánování(uživatel)

45. integrace Simbad databáze - /simbad.u-strasbg.fr/ obecné NGC2000 - Messier a jeho odpovidajici cislo v NGC HST GSC (Guide Star catalog) - 19 mil hvezd do 15 Mag GALAXIE HYPERLEDA. - 1 mil. galaxii jasnejsich nez 18 mag (ve filtru B) The Second Reference Catalogue of bright galaxies (RC2) Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC3) HVEZDY Bright Star catalog Tycho Input Catalogue, Revised version (Egret+ 1992) PROMENKY General Catalogue of Variable Stars, 4th Edition, Volumes I-III KULOVKY Catalogue of Galactic Globular Clusters - 160 kulovek Star Clusters & Associations II. Globular Clusters (Ruprecht+ 1981) MLHOVINY Lynds' Catalogue of Bright Nebulae (Lynds 1965) - 1125 mlhovin OTEVRENKY Optically visible open clusters catalog - 1599 objektu/79reference Star Clusters/Associations. III. Open Clusters - 1112 objektu PLANETARKY Strasbourg-ESO Catalogue of Galactic Planetary Nebulae - 1143 objektu Katalogy

46. MARK fun

47. Co bude MARK dělat • interní programy • zákryty extrasolárních planet • extrasoláry spektroskopicky • planetky ? • nabídka ven • družice / kosmické smetí • studentské programy • veřejný robotický dalekohled • pro kohokoli • zadání cíle z www.observatory.cz • snímek e-mailem • … „aby lidi věděli že od CCD kamery ke snímku v časopise je dlooooouhá cesta“ :-)

48. 2DO list 4.10.2006 > 90% hotovo … tzn: 90% práce zbývá :-) Výzva ke spolupráci: • projekty podobného typu existují a nebo budou vznikat velmi záhy • zkušenosti jsou k dispozici • schemata a zdrojové kódy MarkWare na vyžádání …pro projekty podobného zaměření a potřeby výuky

49. 2DO list Problémy na kterých lze do budoucna pracovat dál = diplomky, semestrální / ročníkové práce • MCM • analýza družicových snímků • komplexní algoritmus pro zjištění „dobrých pozorovacích podmínek“ • řízení expozice pro celooblohovou kameru • analýza snímků z celooblohové kamery • MCP • model mechanického chování dalekohledu • model proudění vzduchu v rosnici • měření polohy ze snímku • MFE • integrace katalogů, vyhledávání • remote-image-processing • veřejné rozhraní • plánování pohyblivých cílů (integrace TLE) • HW • monitor seeingu

50. grab grind transfer THX: Jakub Rozehnal, Jiří Svoboda, Jan Kožuško,Standa Poddaný, Petr Kubánek www.observatory.cz/mark