Войти
«Эль Энано», роботизированный телескоп A роботизированный телескоп - это астрономический телескоп и детекторная система, которая выполняет наблюдения без вмешательства человека. В астрономических дисциплинах телескоп квалифицируется как робот, если он выполняет эти наблюдения без участия человека, даже если человек должен начать наблюдения в начале ночи или завершить их утром. В нем может быть программный агент (а), использующий искусственный интеллект, который помогает различными способами, такими как автоматическое планирование. Роботизированный телескоп отличается от удаленного телескопа, хотя инструмент может быть как роботизированным, так и удаленным.
Роботизированные телескопы - это сложные системы, которые обычно включают в себя несколько подсистем. Эти подсистемы включают устройства, которые обеспечивают возможность наведения телескопа, работу детектора (обычно камера CCD ), управление куполом или корпусом телескопа, управление фокусером телескопа, обнаружение погодные условия и другие возможности. Часто эти различные подсистемы контролируются главной системой управления, которая почти всегда является программным компонентом.
Роботизированные телескопы работают по принципам замкнутого контура или разомкнутого контура. В системе с разомкнутым контуром система роботизированного телескопа указывает на себя и собирает данные, не проверяя результаты своих операций, чтобы убедиться, что она работает должным образом. Иногда говорят, что телескоп с разомкнутым контуром работает на веру в том, что если что-то пойдет не так, система управления не сможет обнаружить это и компенсировать.
Система с обратной связью имеет возможность оценивать свои операции с помощью резервных входов для обнаружения ошибок. Обычным таким входом могут быть датчики положения на осях движения телескопа или возможность оценки изображений системы, чтобы гарантировать, что они были направлены в правильное поле зрения , когда они были экспонированы.
Большинство роботизированных телескопов - это маленькие телескопы. В то время как большие инструменты обсерваторий могут быть в высокой степени автоматизированы, немногие из них работают без сопровождающего.
Первые телескопы-роботы были разработаны астрономами после того, как электромеханические интерфейсы к компьютерам стали обычным явлением в обсерватории. Ранние примеры были дорогими, имели ограниченные возможности и включали большое количество уникальных подсистем, как аппаратных, так и программных. Это способствовало отсутствию прогресса в разработке роботизированных телескопов в начале их истории.
К началу 1980-х, с появлением дешевых компьютеров, было задумано несколько жизнеспособных проектов роботизированных телескопов, а некоторые были разработаны. Книга Марка Трублуда и Рассела М. Жене «Управление телескопами с помощью микрокомпьютера» в 1985 году стала знаковым инженерным исследованием в этой области. Одним из достижений этой книги было указание на множество причин, некоторые из которых довольно тонкие, почему телескопы нельзя было надежно навести с помощью только основных астрономических расчетов. Концепции, исследуемые в этой книге, имеют общее наследие с программным обеспечением для моделирования ошибок крепления телескопов под названием Tpoint, появившимся из первого поколения больших автоматизированных телескопов в 1970-х годах, в частности, англо-австралийского 3.9m. Телескоп.
С конца 1980-х годов Университет штата Айова находится в авангарде профессиональных профессиональных телескопов-роботов. Автоматизированный телескоп (ATF), разработанный в начале 1990-х годов, располагался на крыше физического здания Университета Айовы в Айова-Сити. Они завершили создание роботизированного дистанционного телескопа в частной обсерватории Винера в 1997 году. Эта система успешно наблюдала переменные звезды и внесла свои наблюдения в десятки научных статей. В мае 2002 года они завершили. Rigel был 0,37-метровым (14,5-дюймовым) F / 14, созданным Optical Mechanics, Inc. и управляемым программой Talon. Каждый из них был прогрессом в сторону более автоматизированной и утилитарной обсерватории.
Одной из крупнейших сетей роботизированных телескопов в настоящее время является RoboNet, управляемая консорциумом университетов Великобритании. Проект Линкольна по исследованию околоземных астероидов (LINEAR) - еще один пример профессионального телескопа-робота. Конкуренты LINEAR, Поиск околоземных объектов обсерватории Лоуэлла, Catalina Sky Survey, Spacewatch и другие, также разработали различные уровни автоматизации.
В 2002 году проект RAPid Telescopes for Optical Response (RAPTOR) расширил границы автоматизированной роботизированной астрономии, став первым полностью автономным роботизированным телескопом с замкнутым контуром. RAPTOR был разработан в 2000 году и начал полное развертывание в 2002 году. Проект возглавляли Том Вестранд и его команда: Джеймс Рен, Роберт Уайт, П. Возняк и Хит Дэвис. Его первый опыт работы с одним из широкопольных инструментов произошел в конце 2001 года, а вторая широкопольная система была запущена в конце 2002 года. Операции по замкнутому контуру начались в 2003 году. Первоначально целью RAPTOR была разработка системы наземных телескопов, которые будет надежно реагировать на срабатывания спутников и, что более важно, выявлять переходные процессы в режиме реального времени и генерировать предупреждения с указанием местоположения источников, чтобы обеспечить последующие наблюдения с помощью других, более крупных телескопов. Обе эти цели были достигнуты довольно успешно. Теперь RAPTOR перенастроен, чтобы стать ключевым аппаратным элементом проекта Thinking Telescopes Technologies Project. Его новая задача будет заключаться в мониторинге ночного неба в поисках интересного и аномального поведения в постоянных источниках с использованием одного из самых передовых роботизированных программ, когда-либо применявшихся. Две системы с широким полем зрения представляют собой мозаику камер CCD. Мозаика покрывает площадь примерно 1500 квадратных градусов на глубину 12-й величины. В центре каждого массива широких полей находится одна система ямок с полем зрения 4 градуса и глубиной 16 звездной величины. Системы широкого поля разделены базовой линией 38 км. Эти системы с широким полем зрения поддерживают два других действующих телескопа. Первый из них - это патрульный инструмент-каталогизатор с мозаичным полем зрения в 16 квадратных градусов до 16 звездной величины. Другая система - это OTA 0,4 м с глубиной 19-20 звездной величины и охватом 0,35 градуса. Три дополнительные системы в настоящее время находятся в стадии разработки, тестирования и развертывания в течение следующих двух лет. Все системы монтируются на изготовленных по индивидуальному заказу быстроповорачиваемых креплениях, способных достичь любой точки в небе за 3 секунды. Система RAPTOR находится на территории Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) и финансируется за счет средств лаборатории направленных исследований и разработок.
В 2004 году некоторые профессиональные телескопы-роботы характеризовались отсутствием творческого подхода к проектированию и опорой на закрытый исходный код и проприетарное программное обеспечение. Программное обеспечение обычно является уникальным для телескопа, для которого оно было разработано, и не может использоваться в других системах. Часто программное обеспечение для роботизированных телескопов, разработанное в университетах, становится невозможным в обслуживании и в конечном итоге устаревает, потому что аспиранты, написавшие его, переходят на новые должности, а их учреждения теряют свои знания. Крупные консорциумы телескопов или лаборатории, финансируемые государством, обычно не теряют разработчиков, как это происходит в университетах. Профессиональные системы обычно отличаются очень высокой эффективностью и надежностью наблюдения. Также наблюдается растущая тенденция к внедрению технологии ASCOM на нескольких профессиональных объектах (см. Следующий раздел). Потребность в проприетарном программном обеспечении обычно возникает из-за конкуренции между учреждениями за доллары на исследования.
В 2004 г. большинство телескопов-роботов находится в руках астрономов-любителей. Предпосылкой для взрыва любительских телескопов-роботов была доступность относительно недорогих CCD-камер, которые появились на коммерческом рынке в начале 1990-х годов. Эти камеры не только позволили астрономам-любителям делать приятные снимки ночного неба, но и побудили более искушенных любителей проводить исследования в сотрудничестве с профессиональными астрономами. Основным мотивом разработки любительских телескопов-роботов была скука проведения ориентированных на исследования астрономических наблюдений, таких как получение бесконечно повторяющихся изображений переменной звезды.
В 1998 году Боб Денни разработал стандарт программного интерфейса для астрономического оборудования, основанный на модели компонентных объектов компании Microsoft, которую он называется Общая объектная модель астрономии (ASCOM). Он также написал и опубликовал первые примеры этого стандарта в виде коммерческих программ управления телескопами и анализа изображений, а также нескольких бесплатных компонентов. Он также убедил Дуга Джорджа включить возможности ASCOM в коммерческую программу управления камерой. Благодаря этой технологии главная система управления, объединяющая эти приложения, может быть легко написана на perl, VBScript или JavaScript. Образец сценария такого рода предоставил Денни.
После освещения ASCOM в журнале Sky Telescope несколько месяцев спустя, ASCOM архитекторы, такие как Боб Денни, Дуг Джордж, Тим Лонг, и другие позже повлияли на ASCOM, превратив его в набор кодифицированных стандартов интерфейса для бесплатных программ драйверов устройств для телескопов, камер CCD, фокусировщиков телескопов и куполов астрономических обсерваторий. В результате любительские телескопы-роботы становятся все более изощренными и надежными, а стоимость программного обеспечения резко падает. ASCOM также был принят для некоторых профессиональных роботизированных телескопов.
Между тем пользователи ASCOM разработали все более совершенные системы главного управления. В докладах, представленных на (MPAPW) в 1999, 2000 и 2001 годах и на конференциях 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 и 2003 годов, задокументированы все более сложные системы главного управления. Некоторые из возможностей этих систем включали автоматический выбор наблюдаемых целей, способность прерывать наблюдения или изменять графики наблюдений для возможных целей, автоматический выбор направляющих звезд и сложные алгоритмы обнаружения и исправления ошибок.
Разработка системы удаленного телескопа началась в 1999 году, первые испытания на реальном оборудовании телескопа были проведены в начале 2000 года. RTS2 был в первую очередь предназначен для последующих наблюдений за гамма-всплесками, поэтому возможность прервать наблюдение была основной частью его дизайна. В процессе разработки он стал интегрированным пакетом управления обсерваторией. Другие дополнения включали использование базы данных Postgresql для хранения целей и журналов наблюдений, возможность выполнять обработку изображений, включая астрометрию, и выполнение поправок телескопа в реальном времени, а также веб-интерфейс пользователя. RTS2 с самого начала проектировалась как система с полностью открытым исходным кодом, без каких-либо проприетарных компонентов. Для поддержки растущего списка креплений, датчиков, ПЗС-матриц и крышных систем используется собственный текстовый протокол связи. Система RTS2 описана в статьях, появившихся в 2004 и 2006 годах.
Инструментальный нейтральный распределенный интерфейс (INDI) был запущен в 2003 году. По сравнению с Microsoft Windows Основанный на стандарте ASCOM, INDI - это платформо-независимый протокол, разработанный Элвудом С. Дауни из ClearSky Institute для поддержки управления, автоматизации, сбора данных и обмена между аппаратными устройствами и интерфейсами программного обеспечения.
К 2004 году роботизированные наблюдения составляли подавляющую часть опубликованной научной информации об астероидах орбитах и открытиях, исследованиях переменных звезд, сверхновых кривые блеска и открытия, орбиты комет и гравитационное микролинзирование наблюдения.
Все наблюдения ранних фаз гамма-всплесков проводились с помощью роботизированных телескопов.
См. Ниже дополнительную информацию об этих профессиональных телескопах-роботах:
Астрономический портал | journal =() предоставляет обзор работа телескопа через Интернет