Ohjeita CCD-kuvaajalle

Tämän yksinkertaisen ohjeen tarkoitus on auttaa CCD-kuvaajia käyttämään Nyrölän observatorion laitteita: 16-tuumaista Meade LX200-kaukoputkea ja SBIG ST8XE CCD-kameraa. Ajan tasalla oleva versio löytyy Internetistä osoitteesta: http://nyrola.jklsirius.fi/ohjeita/CCDohjeet.html.

Sisältö:

Kameran kiinnittäminen kaukoputkeen

Suuntaa ensin kaukoputki johonkin tunnettuun kohteeseen ja synkronoi koordinaatit (ks. kaukoputken käyttöohje). Kameraa säilytetään huoltorakennuksessa valkoisessa puisessa laatikossa. Kameran lisäksi tarvitset muuntajan virtajohtoineen ja datakaapelin. Sammuta kuvaustietokone ja kytke USB-liitin (tietokoneen takana edestä katsottuna oikealla). Kiinnitä tornissa datakaapeli verkkokaapeliin ja CCD-kameraan. Suodinvaihtajaa ja kaukoputkea ohjaava kaapeli on valmiiksi kiinni kaukoputkessa, kytke sen 9-napainen D-liitin kameraan. Kytke vielä virtajohto kameraan ja vasta aivan viimeiseksi muuntaja sähköverkkoon, sillä kamera saattaa muuten saada virtapiikin. Muuntajassa on myös virtakytkin, laita se päälle, jolloin vihreä merkkiledi syttyy. Kameran käynnistymisen huomaa merkkivalosta, tuuletin lähtee pyörimään kun kamera saa yhteyden tietokoneeseen. Poista muovinen linssinsuojus ja työnnä kamera tarkennuslaitteeseen, kamera lukittuu vain yhteen asentoon, johdot alaspäin, jolloin pohjoinen on kuvassa ylöspäin. Kiristä kaikki kolme lukitusruuvia ja tarkista, että kamera on tukevasti kiinni. Kytke vielä huoltorakennuksessa tarkennuslaitteen ja suodinvaihtajan (jos kuvaat suotimilla) käsiohjaimet päälle ja vasta sen jälkeen tietokoneeseen virta.

Suodinvaihtaja

Jos teet fotometrisiä havaintoja tai haluat ottaa värikuvia, niin sinun on asennettava suotimet suodinvaihtajaan. Optecin IFW suodinvaihtajaan sopivia BVRIC-suotimia säilytetään pienessä vihreässä puulaatikossa.

Kuljeta suotimia aina laatikossa! Avaa suodinvaihtajan päädyssä oleva ruuvi ja käännä päätylevy kokonaan alas.

Avaa laatikko ja ota suodinkiekko esiin varoen koskettamasta lasisia suotimia. Työnnä suotimet vaihtajan sisään tekstit kaukoputkeen päin. Ruuvaa lukitusruuvi kiinni, mutta ei liian tiukkaan. Kiekko lukittuu paikoilleen.

Sulje kansi ja ruuvaa lukitusruuvi. Muista poistaa suotimet kuvauksen päätyttyä!

Suodinta voi vaihtaa käsiohjaimesta painamalla NEXT ja PREV näppäimiä. Näytössä näkyy kulloinkin valittuna oleva suodin. Käytössä on Fotometriset Bessel B, V, Rc, Ic ja Clear suotimet.

Kuvausohjelman käynnistäminen

Kuvausohjelma on nimeltään MaximDL. Käynnistettyäsi ohjelman, kytkeydy CCD-kameraan CCD-ikkunan (avautuu työkaluvalikon kameran näköisestä napista) Setup-välilehdellä olevaa Connect-nappia painamalla. Laita jäähdytys päälle (Cooler On) ja aseta lämpötila (Cooler) sopivaksi, eli noin 20-30 astetta ulkolämpötilan alapuolelle (-25 astetta on yleisimmin käytetty lämpötila). Kameran jäähtyminen kestää kymmenkunta minuuttia, jonka aikana on hyvää aikaa tarkentamiseen. Jäähdytysteho näkyy prosentteina. Tehon pitäisi pysyä alle 90 prosentin kun oikea lämpötila on saavutettu - jollei, niin nosta lämpötilaa.

Tässä vaiheessa on hyvä myös tarkistaa että tietokoneen kellonaika ja päivämäärä ovat oikein. Kellon synkronointiin käytetään Dimension 4 -ohjelmaa, jonka viimeisen korjauksen saa näkyviin viemällä hiiren kursorin ohjelman ohjelmapalkin ikonin päälle.

TheSky

Kaukoputken ohjaamiseen käytetään TheSky-ohjelmaa. Käynnistä ohjelma ja kytkeydy kaukoputkeen (Telescope/Establish connection tai vihreää kaukoputkikuvaketta painamalla). Yhteys myodostuu Astronomers Control Program -ohjelman kautta, joka käynnistyy automaattisesti. Kartta kääntyy putken suuntaan.

Kun yhteys on muodostunut voit kytkeä MaximDL-ohjelmankin kaukoputkeen (Telescope ikkunassa Connect-nappi), jolloin kohteen koordinaatit tallentuvat automaattisesti kuvan tietoihin.

Kun haluat kääntää putken kohti uutta kohdetta, onnistuu se parhaiten TheSky-ohjelmalla. Etsi kohde joko Find-toiminnolla tai hiirellä klikkaamalla. Molemmat avaavat pienen tietoikkunan, jonka alareunan vihreällä kaukoputki-ikonilla kaukoputki kääntyy kohteeseen. Kohde osuu yleensä kuvakenttään, mutta ei aivan keskelle. Keskitys onnistuu helposti MaximDL-ohjelmassa klikkaamalla kohdetta hiiren oikeanpuolisella napilla ja valitsemalla ’Point telescope here’. Kun kohde on CCD-kuvan keskellä, niin kaukoputken koordinaatit saa synkronoitua TheSky:n informaatioikkunan Telescope-välilehden Sync-napilla.

Tarkentaminen

Kaukoputken tarkentaminen on kaksivaiheinen prosessi. Ensin tehdään karkea tarkennus kaukoputken omalla tarkennuslaitteella ja sitten hienotarkennus TCF-S:llä. Karkean tarkennuksen voi tehdä käsin kaukoputken tarkennusruuvista, mutta helpommalla pääsee käyttämällä MaximDL:n fokusohjainta. Se löytyy Telescope dialogista (pieni kaukoputki-ikoni) ja sen Focuser-välilehdeltä. Aseta askelten määrä (millisekunteja) ja paina In tai Out nappia. Askelia kannattaa alussa ottaa 10000 kerrallaan ja pienentää kun lähestytään fokusta.

Käännä ensin aputarkentimen käsiohjaimella tarkennus keskiasentoon, lukema noin 3500. Ota kuvausohjelmalla yksi sekunnin mittainen valotus 3-binnauksella ja katso näkyykö kuvassa tähtiä. Jos tarkennus on hyvin kaukana tähtien kuvat voivat olla todella suuria ympyröitä. Jos tähtiä ei näy, pidennä valotusaikaa, tai käännä kaukoputki kohti kirkkaampaa tähteä. Käännä fokusointia ja ota uusi kuva. Jos tähden kuva pieneni, suunta oli oikea - jos suureni väärä. Jos tähden kuvat vain siirtyivät niin peili kallistuu, jatka vain fokusointia kunnes kuva suurenee tai pienenee. Jatka tarkennusta kunnes tähdet ovat liki pistemäisiä 3x3 binnattuina. Kollimoinnin kannalta on parempi, jos viimeinen tarkennussuunta on sisäänpäin (In).

Valitse hiiren avulla kuvasta pieni alue, jossa on yksi tai useampi suhteellisen kirkas tähti ja valitse täysi resoluutio (1x1 binnaus). Auto-nappi kohdistaa pienen (64x64) pikselin alueen kirkkaimman tähden ympärille. Nyt voit laittaa myös jatkuvan kuvauksen (continuous) päälle ja antaa kameran ottaa automaattisesti kuvan toisensa jälkeen. Tarkenna nyt vain aputarkentimella muutaman sadan askelin ja hae oikea tarkennuspiste. Seeing yleensä vaikuttaa kuvan tarkkuuteen, joten kannattaa olla kärsivällinen ja edetä hitaasti. Kun kuva on tarkka, keskeytä valotukset, aseta binnaus 2x2-asentoon ja resetoi kuva-alue uudelleen täydeksi. Voit ottaa fokus-moodissa vielä yhden pidemmän valotuksen (30-60s) ja tarkistaa silmämääräisesti, että kuva näyttää tarkalta. Hienotarkennus kannattaa tehdä uudelleen aina kun kaukoputkea kääntää useita asteita, sillä peilin kallistelu saattaa vaikuttaa fokusointiin. Myös lämpötilan muutokset vaikuttavat fokukseen.

Hienotarkennuksen voi tehdä myös FocusMax-ohjelmalla automaattisesti. Käynnistä FocusMax. Etsi kuvaan noin magnitudin 5 tähti kaukoputkea kääntämällä. Käynnistä fokusointi focus näppäintä painamalla. Ohjelma etsii kentän kirkkaimman tähden ja aloittaa automaattisen fokusoinnin. Ohjelma säätää hienotarkennusta ja mittaa tähden kokoa. Jos kaikki menee hyvin niin kuva on mahdollisemman tarkka muutamassa kymmenessä sekunnissa. Jos karkea tarkennus ei ole tarpeeksi hyvä, niin tarkennusvara ei ehkä riitä ja fokusointi epäonnistuu. Tällöin on käännettävä aputarkennin takaisin keskikohdalle ja tehtävä karkea tarkennus uudelleen. FocusMaxilla on nopeaa tehdä uudelleentarkennus joka kohteelle.

Kuvaaminen

Itse kuvaaminen on varsin yksinkertaista. Aseta Settings-välilehdeltä haluamasi binnaus (yleensä 1, jolloin kuvassa on reilut 1500x1000 pikseliä) ja tarkista, että koko kuva-ala on käytössä (Reset) ja että calibration on None.

Siirry Expose-välilehdelle ja valitse Type: Light, New Buffer ja valotusaika. Valotus käynnistyy Expose napista. Kuvan valotuksen päätyttyä kuva lataantuu tietokoneen muistiin (täydellä resoluutiolla latausaika noin kymmenen sekuntia).

Valotusajat kannattaa yleensä pitää maksimissaan muutamassa minuutissa. Jos kohde tarvitsee pidemmän valotusajan, ota kuvia tarpeeksi monta. Muista tallettaa kuvat levylle. Joka yölle on yleensä tehty oma hakemisto N-levylle (esim. N:/CCD/2003/data0125/). N-levy näkyy myös webissä osoitteessa http://nyrola.jklsirius.fi/ccd/. Kuvien nimeämisessä on noudatettu seuraavaa käytäntöä: kohde + resoluutio (bin1/bin2/bin3) + valotusaika + juokseva numero + suodin. Esimerkiksi m1_bin2_60s_001R.fit tarkoittaa yön ensimmäistä 60 sekunnin valotusajalla, binnauksella 2 ja punaisella suotimella otettua kuvaa Äyriäissumusta.

Automaattiseuranta

Jos valotusaika on minuuttia pidempi, niin kaukoputken seurantatarkkuus ei yleensä riitä vaan on käytettävä automaattiseurantaa. Sen asetukset löytyvät Guide-välilehdeltä. Valitse Expose ja aseta valotusaika (1-3 s) ja paina Start-nappia. Ohjelma valitsee kuvan kirkkaimman tähden automaattisesti, mutta voit valita myös itse klikkaamalla tähteä hiirellä. Käynnistä seuranta valitsemalla Track ja painamalla Start. Jos tähtiä ei näy, niin pidennä valotusaikaa tai käännä kaukoputkea. Muista pysäyttää automaattiseuranta ennen kuin käännät kaukoputkea!

Kuvasarjat

Jos haluat ottaa useamman kuvan samasta kohteesta, niin sitä varten on CCD-dialogin Sequence-välilehti. Siellä voit antaa kuvan nimen alkuosan ja kuvien alkunumeron. Kuviin tulee automaattisesti juokseva numero ja suodintunnus (suffix). Varsinaiset kuvausparametrit asetetaan Options-painikkeen takaa avautuvalla Setup Sequence -sivulla. Muista asettaa talletushakemisto Options napin Set Destination Path -toiminnolla.

Kalibrointikuvat

Kuvien käsittelyä varten pitää ottaa kolmenlaisia kalibrointikuvia: bias, dark ja flat-kuvia. Biasit ovat näistä helpoimpia ja vähiten tarpeellisia, niitä tarvitaan vain tarkkuusfotometriassa. Aseta Expose välilehdellä Bias ja ota vähintään viisi kuvaa kaikilla käyttämilläsi resoluutioilla. Darkkeja tarvitset vähintään viisi kappaletta pisimmällä käyttämälläsi valotusajalla per resoluutio, tähän kuluu helposti pitkä aika, joten kannattaa yleensä käyttää vain yhtä resoluutiota ja vain muutamaa valotusaikaa yön aikana. Flat-kuvia varten tarvitset flättilaatikon kaukoputken eteen, se löytyy varastohuoneen ylähyllyltä. Käännä putki hieman yläviistoon ja aseta laatikko putken suulle. Kytke virtajohto jalustan pistokkeeseen (vasemmassa reunassa). Ota kaukoputken korjauslinssin lämmitin pois päältä; kiertokytkin off-asentoon! Muussa tapauksessa virtaa ei riitä flat-laatikon lampulle ja kuvat alivalottuvat. Kun lopetat flat-kuvaukset, muista laittaa kaukoputken korjauslinssin lämmitin takaisin päälle. Flättejä on otettava vähintään viisi per käyttämäsi suodin ja resoluutio. Valotusajat löytyvät ilmoitustaululta, tavoite on saada keskimääräiseksi valotusarvoksi noin 20000. Huomaa, että flätit pitää ottaa uudelleen joka kerta kun kamera irrotetaan kaukoputkesta tai sen asentoa muutetaan. Kalibrointikuvat kannattaa ottaa kuvasarjatoiminnolla.

Kameran purkaminen

Ota jäähdytys pois päältä Setup-välilehdellä (Cooler Off) ja sammuta yhteys kameraan Disconnect-napilla. Sammuta tietokone! Irrota ensin muuntajan verkkojohto seinästä ja vasta sitten kamera kaukoputkesta. Laita linssinsuojus paikoilleen ja irrota kaapelit. Vie kamera sisään säilytyspussissa, jotta kosteutta ei tiivistyisi siihen. Jos käytit suotimia, avaa suodinvaihtajan kansi ja poista suodinkiekko avaamalla lukitusruuvi kokonaan auki ja avaa päätyluukku. Varo ettei kiekko pääse putoamaan. Kuljeta suotimet laatikossa. Pakkaa kamera ja kaapelit säilytyslaatikkoon. Irroita USB-kaapeli tietokoneesta!

Kuvien kopiointi CD:lle

CD-kirjoitusohjelma on Nero. Voit tehdä joko multisessio (Multisessio) tai tavallisia (Ei multisessiota) CD-ROM levyjä. Multisessiolevylle voi kirjoittaa uudelleen, mutta ne eivät toimi ihan kaikissa CD-asemissa. Asemassa voi käyttää myös CD-RW levyjä, joille voi kopoida suoraan kuten kiintolevylle. Joka yön kaikki kuvat pitää kopioida Siriuksen CCD-arkistoon (ei multisessio moodissa!). Tyhjiä levyjä löytyy kaapista, ne on tarkoitettu ensisijaisesti arkistointiin, mutta voit ottaa itsellesi yhden kopion. Lisälevyt 1 euron kappalehintaan (maksu kahvikassaan).

Valitse havaintoyön hakemisto N:-levyltä ja siirrä se CD-levylle potettaviin tiedostoihin.

Paina työkalupalkin poltto nappulaa (punaisia liekkejä) ja anna kopioiden lukumäärä.

Sulje ohjelma kun levy(t) on poltettu.

Lisäohjeita:

Harjoitustehtäviä