Ne, počítače si nevyjely montovat cukrovar do Indie.

Zato se nám vloudily všude možně, dnes už jsou počítače i v telefonech nebo hudebních přehrávačích a bez souhlasu mikroprocesoru si ani nezapnete stěrače v autě.

Ze všeho nejdřív ovládly počítače obory, kde se počítá, jako je účetnictví nebo chemie, a kde je hodně dat, jako třeba vedení skladu.

A oborem, kde se hodně počítá a je tam hodně dat, je i astronomie.

Však jazyk Forth byl poprvé plně implementován na počítačích Honeywell DDP-116 a H316 u jedenáctimetrového radioteleskopu v Arizoně a stal se na čas oficiálním programovacím jazykem Mezinárodní astronomické unie.

Na ZX Spectru jsme mohli nejenom vykreslovat mapu hvězdné oblohy.

A NASA dodnes hledá programátory, kteří se vyznají v jazycích jako Forth a v assembleru šestnáctibitvých procesorů minipočítačů ze 60. let, protože jednak původní tvůrci už často ani nežijí a druhak procesor na tom Voyageru nikdo vyměňovat nebude, stejně jako nikdy nepřejde na SSD a stále bude používat devítistopý magnetofon (což je síla sama o sobě, protože při každém rozjetí či zastavení pásky se změní dráha sondy!).

Místo utilit na ZX Spectrum dnes polohu nebeských těles v čase zjistíte spíš v aplikaci Stellarium, která má i webovou verzi!

Astronomie se nepojí jen s počítači, ale třeba i s radioamatérstvím.

Kromě takových věcí, jako je šíření signálu odrazem o Měsíc, je možné třeba zachytávat na VKV meteor-scatter odrazy od meteorů a bolidů, hezky to funguje, když přichází meteorický roj (Perseidy, Leonidy, …).

Popis, jak meteory sledovat radioastronomicky, najdete TADY.

A když už jsme u těch počítačů, můžete nejenom přijímat na SSB receiver připojený k počítači, ale i na USB RTL-SDR modul, ba využít i cizí přijímač přes WebSDR (například http://websdr.housing.salleurl.edu:8901/ ) nejen přes webové rozhraní, ale i mnohem komplexněji přes jiný software ve svém počítači.

Asi bych to mohl zpracovat sem na blog jako samostatný článek, ne?

Případně bych to mohl osobně otestovat – nějaké to SSB přijímadlo by se u mne našlo, nebo se spojím s radiocertifikovaným Logoutem.

Záznam záchytu odrazu rádiového signálu od velkého bolidu ve “vodopádovém” grafu. zdroj

Je zajímavé, že v astronomii došlo k třem zásadním velkým revolucím, ale nasazení počítačů zas takové změny nezpůsobilo a dalo by se významem přirovnat třeba k zavedení úhloměrných pomůcek.

Zásadními revolucemi ovšem byl vynález dalekohledu, dále vynález fotografie a nejnověji použití polovodičových detektorů světla.

O tom, co způsobilo použití polovodičových CCD (sice na křemíku, ale stále analogových) a CMOS (již digitálních) čipů do kamer místo filmové emulze, vypráví dlouhá, ale zajímavá přednáška Pavla Cagaše Polovodičové detektory světla v astronomii.

Počítače dnes ovšem najdeme i přímo v dalekohledech, většinou v montážích dalekohledů nebo v k nim připojovaných ovladačích, “ručkách”.

V podstatě při práci s dalekohledem jsou dvě možnosti:

Za á – připojení dalekohledu (tedy montáže, případně kamery, motorového ostření, pointace, filtrového kola, potažmo i motoru kopule a dalších serepetiček) k desktopovému počítači, Raspberry nebo notebooku, který se bude díky bohatosti software o příslušné věci starat.

Pokud by někoho zajímal hotový balík pro Raspberry, lze použít Astroberry, pokud si chcete sami nainstalovat po krocích, je tu instalační skript AstroPi3, který nainstaluje balík do Raspbianu nebo Ubuntu.

Pak ještě existuje software pro provoz EAA s Raspberry – Astro Live Stacker a projekt levné EAA kamery RasCam.

Za bé – použití autonomních mikroprocesorových zařízení, zejména:

* “ručky” s databází objektů (která řídí montáž dalekohledu a dá se připojit k GPS modulu, “atomovým” hodinám nebo elektronickému kompasu),

* autoguideru (na jedné straně se připojí ke kameře, na druhé straně k motorizované montáži dalekohledu, kterou ovládá).

Takový dalekohled samozřejmě máte připojený buď na nějaký zdroj energie z elektrické sítě, nebo (venku na louce) na baterie či generátor.

I levné automatické montáže umí spoustu věcí.

Samy si najdou sever, samy si změří náklon dalekohledu (některé azimutální montáže mají možnost náklonu a přetvořit se tím jakoby na anglickou montáž paralaktickou).

Dokážou si spočítat aktuální polohu nebeských těles, najít jasné hvězdy pro přesnější nastavení dalekledu, ba dokonce mohou vypočíst, které objekty jsou právě tuto noc nejlépe viditelné (a hned se na ně donavigovat) či o nich sdělovat základní informace, dokonce hlasem (většinou v angličtině) nebo zobrazovat na připojené obrazovce.

Protože se nebeská tělesa pohybují (a překvapí vás, jak je v dalekohledu ta jejich rychlost pohybu vlastně vysoká), provádí dalekohled neustálé sledování nastaveného tělesa – jinak by vám mohlo ze zorného pole zdrhnout během pár desítek sekund.

Přesnost navádění ovšem není taková, aby vyhověla při fotografování dlouhými expozicemi.

Proto se při astrofotografii používá druhý pointační dalekohled, spřažený s hlavním dalekohledem, který se zaměří na jasný bod (hvězdu) a buď autonomní autoguider nebo počítač pak po analýze obrazu vydává povely pro zrychlení či zpomalení posunu tak, aby hvězdu udržel ve stále stejném bodě zorného pole.

Počítač připojený k astrokameře na hlavním dalekohledu může během pořizování snímku pointovat přímo podle některé z hvězd v obraze, lze se tak bez pointačního dalekohledu obejít.

Počítače a připojení přes internet umožňují v astronomii ještě jednu věc, říká se tomu bačkorová astronomie.

Spočívá v tom, že zůstáváte doma u počítače, zatímco si pronmete a používáte dálkově řízený robotický dalekohled, například RoboScopes.

To jsou velmi dobře vybavené profesionální astrorafy firem jako Planewave či Takahashi, se špičkovými kamerami (ZWO, Moravské přístroje, …) ve venskovské oblasti Španělska s temnou oblohou.

Pronajmout si je na pořizování obrazových dat můžete od 7 dolarů za hodinu nebo po zaplacení členství.

Vyjde to levněji, než kupovat dalekohled a výbavu mnohem horších parametrů, o rozdílech mezi českou a španělskou oblohou nemluvě.

Pokud španělská temná obloha nestačí, je tu něco podobného v Andách – Chilescope.

A pokud chcete Španěsko a Chile obohatit ještě o dalekohledy v USA či Austrálii, je tu služba iTelescope.

Hezky doma v teple u počítače si nastavíte snímání, data se pořídí, zatímco vy jste v klidu doma, a pak zas hezky doma v teple u počítače si nasbíraná data zpracujete.

Než se rozběhnete pro nějaký dalekohled na automatické montáži, několik rad pro výběr dalekohledu:

Opravdové dalekohledy stojí půl miliónu a více.

Všechno pod 150 000 korun je levná čína.

Průměr ničím nenahradíš.

To jako fakt.

Nicméně spokojeně koukat se dá i rourou od vysavače, záleží totiž na tom, na co chcete koukat a jak koukat.

Zájkladní otázka ovšem zní “A na co ten dalekohled chceš?”

Pokud zní odpověď “koukat na Měsíc a planety, možná nějaké DSO (deep space objects – galaxie, mlhoviny, hvězdokupy) a občas udělat fotku”, je to, jako kdyby někdo přišel na automobilové fórum:

“Chci si koupit auto, doporučili mi géčkový Mercedes, ale mně se líbi Trabant a koukal jsem, že je i levnější.”

“A na co to auto chceš?”

“Tak normálně, rád bych vyhrával na okruhu v Monze, odvezl nějaké skříně na chalupu a když bude děda potřebovat, pomoct mu vyorat brambory.”

Ono totiž v moderní amatérské astronomii existují tři rozdílné věci:

1) vizuální pozorování

2) EAA – elektronicky asistovaná astronomie, kdy obraz z kamery na dalekohledu pouštíme na displej a objekt pozorujeme na něm.

3) astrofotografie, kdy dlouhodobě shromažďujeme data (fotografie nebo video), ze kterých pak druhotným zpracováním teprve vytvoříme výsledný obraz.

Má to svou logiku – lidské oko vidí barvy jen při dostatečném osvětlení a v přítmí se z čípků přepíná na monochromaticky vidící tyčinky.

Takže barvy můžeme zachytit tak ještě na jasných tělesech, jako jsou planety, ale na poměrně málo světlých DSO barvy okem jaksi neuvidíme.

Přitom stačí jen několikasekundová expozice k tomu, aby se ty krásné barvy, které třeba mlhoviny vyzařují, zachytily na film nebo fotografický čip!

Proto v poslední době zaujal eVscope od firmy Unistellar.

Reklama slibuje, že poměrně malým přenosným dalekohledem uvidíte to, co velkým drahým hvězdárenským dalekohledem.

Reklamy samořejmě přehánějí, ale tahle pravdu tak nějak má – máme štěstí, že i v ČR si někdo eVscope koupil a vyzkoušel, recenzi najdete na http://posec.astro.cz/index.php/clanky/teorie/120-nova-generace-dalekohledu-evscope-unistellar.

V podstatě jde totiž o EAA (elektronicky asistovanou astronomii), nekoukáte totiž přímo na objekt, ale na malý barevný desplej, na kterém se vám zobrazuje obraz pořízený několikasekundovými záběry.

A komu je malý displej přímo na dalekohledu málo, může obraz poslat na chytrou televizi nebo jej sdílet s dalšími 10 zařízeními jako jsou mobily či tablety.

Elektronika vlastního eVscope je minimální a o výpočetní sílu se stará aplikace pro mobilní telefon, která se snadno updatuje.

Problém téhle hračky je cena přes 80 tisíc korun (připomínám ovšem, že v astronomii vše pod 150 000 je levná čína).

Existuje i český projekt levné astrokamery pro EAA postavené z Raspberry Pi s kamerovým modulem, RasCam.

EAA ovšem umí nejenom to.

Kamery a filtry, narozdíl od lidského oka, umí pozorovat třeba i IR záření.

Na displeji se vám tak může objevit třeba Pistolová hvězda v souhvězdí Střelce, která by byla bývala viditelná jako hvězda čtvrté velikosti, kdyby ji nezakrývala temná mlhovina, která ji ale zakrývá a očima ji tedy v dalekohledu neuvidíte (pokud nemáte oči pro IR pásmo, což nemáte).

To astrofotografie už je náročnější, co se týče kamer, kvůli delším expozicím, které se obvykle, narozdíl od EAA, provádějí.

Čip se zahřívá, takže nechlazené kamery lze použít pro krátké expozice, než se začne projevovat tepelný šum, na jasných objektech, například na planetách a Měsíci (kamery nechlazené se proto označují jako “planetární”).

Astrofotografická kamera pro dlouhé expozice málo světlých objektů je lepší s chlazením.

Kupodivu pro lepší výsledky se nepoužívají kamery barevné, ale monochromatické a výsledný obraz se skládá z více snímků přes různé filtry – nejen klasické RGB (LRGB), ale i IR filtry, H alfa, O III, pro “hubbleovskou” paletu i SII (vzácně i H beta) a další pro určitou frekvenci spektra.

Barevné kamery totiž používají Bayerovu masku, kde je násobně víc zelených pixelů než modrých a červených.

Narozdíl od terestrických fotografování je ale zelené složky v astrofotografii minimum.

Naopak převažující modré a červené světlo je zachycováno na pixelech zbytečně řídce rozmístěných.

Ač samotné čipy jsou většinou od japonských firem (nejspíš vyrobené v Číně), kvalitní kamery pro astronomii najdete nejenom pod čínskými značkami jako ZWO, ale vyrábí je i Moravské přístroje.

Vedle kamer určených vyloženě pro astronomii nebo mikroskopii lze použít i digitální zrcadlovky nebo bezzrcadlovky, na kterých se často provádí úprava odstraněním IR filtru (někdy se ponechává “prachotřas”).

Zrcadlovka má výhodu vlastního úložiště a nemusí tak být neustále připojena k počítači přes USB jako jiné typy kamer.

Tam to Číňan řeší například krabičkou ASIAIR, ne nepodobnou vybavenému Raspberry, která se připojí ke kameře, obsahuje úložiště a přes wifi se jejím prostřednictvím dá ovládat kamera i dalekohled z mobilní aplikace.

Čipy samotné, jak se dozvíte ve výše odkazované přednášce, jsou dvou typu:

CCD – byť na křemíku, je to analogová technika, obraz se vyčítá sériově, úroveň signálu z pixelu na čipu je digitalizována A/D převodníkem obvykle 16bitově.

CMOS je technika digitální, vyčtené hodnoty jsou osmibitové až dvanáctibitové, existují i čipy se 14bitovými hodnotami, které jsou pravděpodobně konstruovány z dvanáctibitových tak, že opakovaným vyčítáním dopočítají další dva bity.

Kamery se obvykle připojují přes USB.

Existuje ale starší model levné kamery od Meade, prodával ji i Bresser, která má čip z CCTV kamery a jde z ní monochromatický videosignál v NTSC rozlišení, což je ale dost málo.

Číňan nabízí levné (asi 8 EUR) USB kamery s VGA (640×480) rozlišením, což je pořád málo i na EAA.

Na kameře se úplně šetřit nevyplatí, i poměrně levné kamery SVBONY mají rozlišení mnohem vyšší.

O tom, jak začít s astrofotografií za relativně nízné náklady, píše jeden z našich astrofotografů ZDE.

Zajímavý je brzký začátek astrofotografie – Daguerrův přítel Arago zhotovil fotografii Měsíce ještě dříve, než Daguerre svůj vynález daguerrotypie vůbec publikoval.

Přeskočím nyní k samotným montážím.

Montáže jsou v zásadě dvou druhů a dají se rozdělit na čtyři podtypy:

1) azimutální montáž.

Dalekohledem se dá hýbat doprava a doleva, nahoru a dolů.

Je to jednoduché a pochopitelné i pro začátečníky.

Na co se azimutální montáž moc nehodí je fotografování dlouhou expozicí.

1a) obvykle je azimutální montáž prostě vidlice nebo poloviční vidlice na stojanu.

1b) Dobsonova montáž je zvláštním případem azimutální montáže, která je orientovaná na nízkou cenu a jednoduchost.

Je to jakási krabice tvaru vidlice (nebo polomontáže) na otočné desce, stojící na zemi.

Nejen, že je levná, ale i velmi tuhá a stabilní.

Tím, že sedí přímo na zemi, je vhodná pro umístění i velkých Newtonových dalekohledů, do kterých se kouká zboku v blízkosti apertury, která je tedy vysoko a při umístění na stojanu by byl potřeba žebříček nebo stolička.

Pokud nechcete fotografovat dlouhými expozicemi, přináší Dobsonova montáž nejlepší poměr cena / výkon.

Dobson je první volba, pokud chcete vizuální pozorování čehokoli, EAA nebo fotografování jasných objektů, jako Měsíce a planet, a velmi ekonomická volba (největší průměr dalekohledu za nejméně peněz).

2a) paralaktická / ekvatoriální / rovníková montáž.

2aI) německého typu s protizávažím,

2aII) anglická s umístěním dalekohledu v těžišti na vidlici.

Myšlenka (se kterou přišli už roku 1638 Scheiner a Hevelius) je ta, že kromě severního a jižního pólu se objekty na obloze nepohybují zleva doprava, ale po křivce rovnoběžné se skutečným rovníkem.

Osa dalekohledu se tedy nakloní podle zeměpisné šířky rovnoběžně s osou zemské rotace a po zafixování na objekt v jedné ose k jeho sledování stačí jen pohyb v druhé ose.

Paralaktické montáže jsou proto obzvlášť vhodné k fotografování, plynule sledují objekt a stačí korigovat jen rychlost pohybu v jedné ose (takzvaný hodinový stroj).

Zatímco komputerizované azimutální montáže sledují objekt krokovým pohybem v obou osách, to znamená, že objekt v zorném poli v obou osách osciluje.

Azimutálně vedené dalekohledy nemají ani moc dobře řešený přechod přes oblasti blízko zenitu (nadhlavníku), kdy se montáž musí přetočit na druhou stranu a to se na fotografii musí nějak projevit.

Ovládání paralaktické montáže je ale náročné a pro začátečníky a děti hůře pochopitelné, protože dalekohledem nepohybujete doleva, doprava, nahoru a dolů, ale většinou jen všelijak šikmo.

2b) existuje skupina montáží v podstatě azimutálních, které si můžete naklopit v určitém úhlu a tím se z nich stává jakoby montáž paralaktická.

Je to sice kompromisní řešení, většinou nenabízí polární hledáček, takže montáž neustavíte úplně přesně se zemskou osou, ale spojuje výhody obou montáží – jak jednoduché azimutální ovládání pro začátečníka, tak možnost alespoň základního ustavení náklonu.

Proto tyto montáže najdete hlavně na začátečnických dalekohledech.

Zajímavé je, že na zemských pólech je azimutální montáž shodná s paralaktickou.

Na rovníku naopak musí být osa rovníkové montáže vodorovně severojižním směrem.

Rozhodující je tuhost celé montáže a stativu, případně pevně uchyceného sloupku, na který patří hlava montáže.

Tuhost a typ montáže se obvykle označuje čísly, tedy AZ-3 je azimutální montáž tuhosti 3 (tedy pro lehké a krátké dalekohledy), zatímco EQ-5 a EQ-6 jsou tužší rovníkové montáže pro běžné amatérské dalekohledy.

Pro těžší sestavy (zahrnující kromě vlastního dalekohledu a hledáčku třeba pointační dalekohled, kameru a sluneční dalekohled) pak třeba EQ-8.

Velké ekvatoriální montáže firmy Bresser označené EXOS-1 a EXOS-2 odpovídají EQ-4 a EQ-5.

AZ-EQ6 (vyrábí Sky Watcher) je montáž velké tuhosti, která umožňuje provoz jak v režimu azimutální, tak i paralaktické montáže.

Levný méně stabilní hliníkový stativ je možné nahradit nejen ocelovým, ale i dřevěným (takové vyrábí například Berlebach).

____________________________________________

No a nebylo by to ono, kdybych článek nepodpořil tak trochu i pohyblivými obrázky.

Chystám se tedy natočit videa, která snad brzy uvidíte.

I. díl – počítače na montáži
video – počítače na montáži
II. díl – druhy dalekohledů
III. díl – parametry dalekohledů
video – soutěž levných dalekohledů
IV. díl – objekty
V. díl – nákup dalekohledu