Monitor de Seeing SBS SM-3
Con el monitor de Seeing SBS SM-2 ahora tú también podrás analizar la calidad del Seeing de tu observatorio.
El monitor de seeing SBS SM-3 utiliza un sensor CMOS QHY de alto QE y bajo ruido y una lente de 100 mm f/3,5 de alta calidad, así como un software de monitor de seeing personalizado escrito por el Dr. Alan Holmes. El Seeing Monitor monitoriza constantemente la visión durante un período de 12 horas y muestra la medición en el monitor del ordenador, registrando los datos en un archivo de texto para su posterior análisis. La cámara está montada en una caja de aluminio resistente a la intemperie con una ventana de calidad óptica para protegerla de los elementos. Una vez retirada la tapa, la cámara puede enfocarse y el apuntamiento puede ajustarse de forma independiente. La interfaz del ordenador es USB2. Hay espacio para instalar un extensor USB alimentado en la caja de aluminio, debajo o detrás de la cámara.
Detalles del SM-3
El monitor de visión SM-3 es esencialmente el mismo que el anterior SM-2, excepto por la nueva carcasa, pequeños cambios en los ajustes internos de montaje de la cámara alt az y la configuración del orificio de montaje inferior. Por lo demás, en funcionamiento es idéntico al SM-2. El SM-3 sigue utilizando la cámara QHY 5L-II, un CMOS MT9M034 de 1,2 megapíxeles con un QE excepcionalmente alto (74%) y un ruido de lectura excepcionalmente bajo (~5e-). La función de calibración FPN (Fixed Pattern Noise) en chip del sensor resuelve uno de los principales problemas de la tecnología CMOS, lo que da como resultado imágenes claras y uniformes, incluso con alta ganancia. El objetivo es un 100 mm f/3,5 con montura C de alta calidad fabricado en Japón, ideal para esta aplicación.
El monitor de seeing SM-3 es particularmente útil para aquellos con una instalación permanente, pero también para aquellos que deben instalarse cada noche para tomar imágenes astro. Al informar y trazar el seeing de noche en noche y de hora en hora, el usuario puede determinar el momento óptimo para intentar imágenes de alta resolución y los momentos en los que quizás sería aconsejable un equipo más adecuado para imágenes de campo amplio y menor resolución. El Seeing Monitor integra el hardware necesario en una caja resistente a la intemperie e incluye un software personalizado. El seeing se muestra en unidades de la anchura media máxima cenital (FWHM) en segundos de arco esperada para una imagen estelar de larga exposición.
Teoría de funcionamiento
La mayoría de los observatorios profesionales utilizan la técnica del Monitor de Movimiento de Imagen Diferencial (DIMM) para medir el seeing. Esta técnica se implementa en hardware utilizando una máscara de dos agujeros sobre una apertura de telescopio Schmidt-Cassegrain de 8 a 11 pulgadas, y midiendo la fluctuación cuadrática media (rms) del espaciado de los dos puntos vistos cuando una estrella brillante se visualiza un poco desenfocada con una cámara rápida. La razón por la que se miden dos manchas es que así se puede rechazar el movimiento agregado de las dos manchas debido a un seguimiento deficiente o a la vibración del viento. Sin embargo, el sistema resultante es complicado de automatizar, e invariablemente requiere también un recinto automatizado para alojar el telescopio, con lo que el coste total asciende a muchos miles de dólares. Uno de los problemas de este enfoque es que ignora por completo las corrientes del tubo en el SCT, que no son pequeñas ni están correlacionadas en toda la apertura. El enfoque utilizado con el SBS Seeing Monitor consiste en utilizar un sistema fijo de una sola apertura mirando a Polaris, montado sobre un muelle sólido y pesado. De esta forma se elimina el movimiento del viento y el error de seguimiento. Polaris se mueve a través del espacio de una medición, por lo que la deriva lineal del centroide de la posición de Polaris se determina y se corrige. A esto lo llamamos técnica SIMM.
Una medición precisa del seeing requiere exposiciones de 0,01 segundos o más rápidas para congelar el seeing, y evitar errores debidos a que el movimiento de la estrella se promedia a lo largo de una larga exposición. En el caso del SM-2, el software recoge 256 fotogramas de seeing, cada uno con una exposición de 0,01 segundos. A continuación, se determina el movimiento rms de la imagen. La recogida y procesamiento de 256 fotogramas requiere aproximadamente un minuto de tiempo. Un objetivo de alta calidad (Fig. Uno, arriba) con una distancia focal de 100 mm alcanzará una precisión subpixel con el cálculo del centroide, y el movimiento de Polaris durante una noche puede ser contenido en el sensor CMOS con una distancia focal de 100 mm. En el transcurso de una noche, Polaris puede moverse en un arco de 180 grados, por lo que su movimiento debe tenerse en cuenta en cualquier plan de seguimiento a largo plazo.
Figura dos: Dos exposiciones sumadas del campo de Polaris
En la latitud de Santa Bárbara, California (35 grados), el ruido de fondo de un SM-3 con un objetivo de 100 mm es de unos 0,6 segundos de arco FWHM. Esto se mide en interiores por la noche viendo un LED de brillo comparable a Polaris, siendo conducido lentamente en dirección horizontal. Comprenda que este valor bajo se añadirá en un sentido rms a la visión real a niveles bajos. Así, si un SM-3 con una lente de 100 mm mide una visión de 1,0 segundos de arco, hay que restarle el sesgo medido de 0,6 segundos (en sentido rms) para obtener la visión real, 0,8 segundos de arco. La conversión de la visión medida en la elevación de Polaris en un valor cenital se realiza utilizando una fórmula bien aceptada, donde la visión en el cenit es igual a la visión medida para Polaris dividida por la masa de aire a la potencia de 0,6. La masa de aire es igual a 1 dividido por la masa de aire a la potencia de 0,6. La masa de aire es igual a 1 dividido por la masa de aire a la potencia de 0,6. La masa de aire es igual a 1 dividido por el coseno de la cantidad 90 grados menos la latitud.
Menú Monitor de Visión: aquí puede elegir iniciar inmediatamente el registro de la visión. Si desea comenzar a una hora específica, seleccione Timed Based y el programa se ejecutará durante el período indicado. Cuando comience el registro, aparecerá un gráfico mostrando el cenit FWHM (full width half maximum de la imagen de la estrella), con una hora de inicio que es el número de la hora anterior, y que muestra 12 horas de datos. La longitud de este gráfico se fija en 12 horas. El gráfico, y un archivo de texto que registra los datos del seeing se escribirán en el directorio C:\SeeingMonitor cada 5 minutos. El nombre del gráfico de visión nunca cambia, por lo que puede hacer que un programa externo monitorice esta carpeta y ponga el archivo en un sitio web, si lo desea. El nombre del archivo de datos registrados es el mismo cada vez si inicia el registro inmediato, y sobrescribirá el archivo de la noche anterior, por lo que debe cambiar manualmente el nombre del archivo de texto de la noche anterior si desea guardarlo. Cuando se opera en modo multi-noche utilizando un inicio y fin programados, el nombre del archivo se personaliza con la fecha, por lo que los datos de la noche anterior no se sobrescribirán. El gráfico de visualización siempre se sobrescribe.
En el gráfico de la figura 5, arriba, los puntos de datos blancos registran el número de seeing en segundos de arco. Los puntos de datos azules representan el brillo de polaris en el momento de cada medición. Se puede ver en el gráfico que en esta noche la visión comenzó a deteriorarse alrededor de las 3:00AM y empeoró rápidamente durante los siguientes 45 minutos hasta que fue inútil tomar imágenes. El brillo de Polaris también comenzó a deteriorarse al mismo tiempo, lo que indica la presencia de nubes o niebla. Incluso muestreando a 100 veces por segundo, cuando el seeing es REALMENTE malo, el monitor de seeing probablemente subestima lo malo que es, ya que la imagen es sólo una mancha hirviendo. A pesar de que el monitor de seeing subestima estas noches terribles, proporciona una clara indicación de que sería mejor hacer otra cosa que no sea astro-imagen esa noche. La utilidad del monitor de seeing se muestra en la siguiente figura. Se trata de una animación de 13 gráficos tomados durante un periodo de dos semanas. Como puede ver, el seeing, y los patrones de buen y mal seeing por noche, varían mucho, haciendo casi imposible confiar en la historia o la experiencia para predecir cuándo la noche merecerá la pena o no hacer esfuerzos de exposición de una hora.
Monitor de Seeing SBS SM-3
