Робот-телескоп МАСТЕР: система автоматической обработки изображений и результаты наблюдений некоторых транзиентных объектов

• Автор: Белинский, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Поисковые робот-телескопы
2. Общая характеристика работы
Глава I. Комплекс программного обеспечения для обработки и
хранения данных, получаемых с робот-телескопа МАСТЕР
1.1. Общие принципы автоматической обработки ИЗОБРАЖЕНИЙ
1.2. Обработка изображений в алертном режиме
1.3. Обработка изображений в режиме обзора
1.4. Система хранения (база) данных
Г лава II. Алергные наблюдения оптического излучения гамма-
всплесков
И. 1. Результаты наблюдений оптического послесвечения
некоторых гамма-всплесков
11.1.1. Гамма-всплеск С11В 030329
II. 1.2. Гамма-всплеск СКВ 050824
И. 1.3. Гамма-всплеск С11В 060926
11.2. Оценка верхнего предела блеска гамма-всплесков, у КОТОРЫХ ОПТИЧЕСКОЕ излучение не было зарегистрировано
Глава III. Возможности системы МАСТЕР при наблюдениях в
обзорном режиме
III. 1. Обнаружение сверхновых звезд
111.2. Наблюдения астероидов
111.3. Наблюдения экзопланеты ТлЕ
Ш.4. Неотождествлершые транзиентные события
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
1. Поисковые робот-телескопы.
Создание роботизированных обсерваторий - одно из самых актуальных и быстро развивающихся направлений современной астрономии. Автоматизированные астрономические комплексы, обладающие широким полем зрения и способностью быстро наводиться в любую точку неба, незаменимы при поиске транзиентных феноменов на небе (гамма-всплесков, вспышек сверхновых и новых звезд и т.п.), когда невозможно заранее предугадать в какой момент и куда следует наводить телескоп.
На сегодняшний день в разных странах создано несколько десятков телескопов-роботов, каждый из которых, как правило, предназначен для решения определенного класса задач. Например, автоматическая система РОТБЕ-Ш создана, прежде всего, для обнаружения оптического послесвечения гамма-всплесков, система КАП предназначена исключительно для поиска сверхновых звезд, а главной задачей комплекса робот-телескопов БиреАБР является обнаружение новых экзопланет.
Оптические схемы, размер поля зрения, характеристики приемников и типы монтировок значительно варьируются у различных систем робот-телескопов, что связано с различными классами решаемых задач. Так система 110ТБЕ-Ш представляет собой телескоп с диаметром зеркала 450 мм и полем зрения около 4 квадратных градусов. Он установлен на монтировке, которая обеспечивает наведение на объект со скоростью порядка 20°/сек. Указанные характеристики робот-телескопа позволяют ему быстро наводиться в область ошибок гамма-всплесков и обнаруживать их сравнительно слабые оптические послесвечения. Основу системы КА1Т составляет телескоп системы Ричи-Кретьена с диаметром зеркала 760 мм и полем зрения порядка 10'. Скорость наведения на объект у этого телескопа сравнительно небольшая, поскольку поиск сверхновых производится в режиме последовательного просмотра заранее выбранных областей неба, зато предел обнаружения у дайной системы существенно лучше, чем у системы 110ТБЕ-
III. Что касается системы БиреАБР, то она состоит из 8 камер с фотографическими объективами диаметром 110 мм, которые установлены на общей монтировке, но смотрят в разные стороны, охватывая в сумме область около 475 квадратных градусов. Ясно, что для поиска экзопланет эта система, вообще, не нуждается в монтировке, обеспечивающей сколъ-ппбудь быстрое наведение.

Работа автоматических астрономических систем обеспечивается комплексом программного обеспечения, который позволяет управлять робот-телескопом и его укрытием, обеспечивать, как минимум, первичную обработку получаемых изображений, а затем хранить соответствующую информацию. Программное обеспечение каждого автоматизированного астрономического комплекса имеет свою специфику, определяемую решаемой задачей, т.е. не может быть универсальным.
Рис. 1. Робот-телескоп МАСТЕР широкого поля зрения вблизи г. Домодедово, МО.
Робот-телескоп МАСТЕР фотография которого приведена на Рис.1, был создан коллективом сотрудников Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ под руководством профессора В.М. Липунова и установлен в 30 км от Москвы. Главным элементом системы МАСТЕР является телескоп модифицированной системы Рихтера-Слефогта - он отмечен цифрой 1 на Рис.1 - на автоматизированной монтировке. Автор идеи и расчетов оптической схемы телескопа,

определяются уже настолько точно, что к его изучению могут подключаться более крупные телескопы, поле зрения которых много меньше размера первоначальной области ошибок.
Стратегию наблюдений и обработки изображений области ошибок гамма-всплеска можно описать следующим образом.
• С момента прихода алертного сообщения из центра ОСТч! система управления начинает переводить телескопа на указанную в сообщении область.
• Если в момент прихода сообщения система МАСТЕР вела обзорные наблюдения, текущая экспозиция прерывается и производится быстрая очистка матрицы ПЗС-камеры.
• Когда телескоп наведется на область ошибок и ПЗС-камера будет готова, начинается экспозиция кадра. (Всего в первой серии съемки области ошибок мы получаем 10 изображений по-30 секунд.) С момента окончания загрузки изображения из камеры в ОЗУ, оно становится доступно для дежурного наблюдателя (посредством веб-интерфейса) в таблице «исходных» изображений;
• По окончании съемки первой серии из 10 изображений, если не было команды наблюдателя на отмену дальнейших наблюдений (нередки случаи, когда через некоторое время в циркулярах ОСИ сообщается, что при дальнейшей наземной обработке координаты или сам факт гамма-всплеска не подтвердился), производится съемка еще двух серий из 10 кадров.
Как уже отмечалось, обработка алертных изображений имеет более высокий приоритет, и с помощью системы блокирования обработка ранее отснятых обзорных кадров, если она еще не завершилась, принудительно приостанавливается до момента окончания обработки алертных изображений.
Если в момент съемки или обработки алертных изображений приходит сообщение об уточнении параметров области ошибок, соответствующая информация сохраняется и становится доступной для процесса А1еП_р1реИпе. Случается, что в момент наблюдения гамма-всплеска приходит сообщение о новом гамма-всплеске со значительно отличающимися координатами. В этом случае система управления, по умолчанию, перенаводит телескоп на новую область, но если кто-то из операторов следит в данный