로보-AO와 초점에 보이는 세계를 가져 오는

이 절차의 전반적인 목적은 천문학적 이미징에 대한 대기 난기류의 저하 효과를 보상하는 것입니다. 광파가 대기를 통과할 때 왜곡됩니다. 여기에 설명된 보정은 고출력 레이저 빔을 천체 방향으로 집중시켜 밝은 인공 참조 소스를 생성하는 것으로 시작됩니다.

다음으로, 되돌아오는 레이저 광파의 형상을 파면 센서로 측정한다. 다음으로, 광학 시스템의 변형 가능한 거울로 명령을 보내 천체에서 오는 광파를 포함하여 들어오는 모든 광파의 모양을 수정합니다. 궁극적으로 적응형 광학 보정은 1.5미터 망원경의 가시 파장에서 약 0.1각초의 각도 해상도로 회절 제한 이미지를 복구합니다.

대형 망원경 시설에서 수행되는 것과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점 중 하나는 Robo AO 시스템이 가시광선 파장을 작동한다는 것입니다. 또 다른 주요 장점은 매우 효율적이고 완전한 로봇 자동화 모드에서 작동한다는 것입니다. 이러한 기능을 사용하여 우리는 가까운 별, 가장 중요하게는 외계행성이 있는 것으로 알려진 별과 가까운 동료를 찾을 것입니다.

우리는 가까운 성단에 있는 별의 움직임을 정밀하게 측정하고 초신성과 같은 일시적인 사건의 이미지를 검색하고 얻을 것입니다. 이 시스템의 주요 용도는 NASA의 케플러 미션과 같은 일시적인 행성 조사를 지원하는 것입니다. 만약 케플러가 통과 행성 후보를 본다면, 그것은 실제 행성일 수도 있고, 천체물리학적 거짓 긍정(false positive)일 수도 있다.

그래서 robo는 가까운 곳에 혼합된 별들을 찾아 거짓 긍정 시나리오를 배제하기 위해 이러한 시스템을 살펴보고, 이것은 수천 개의 케플러 후보들이 실제로 행성이라는 것을 확인하는 핵심 단계입니다. 매우 많은 수의 표적이 필요한 설문 조사 외에도 robio의 로봇 특성은 빠른 응답에 완벽하게 적합합니다. 예를 들어, 과도과학은 은하의 핵에서 과도현상이 일어난다고 상상한다.

로비오의 절묘한 공간 해상도는 이것이 중심 블랙홀에 의해 단단히 찢어지는 별인지, 아니면 근처에서 우연히 일어난 초신성 폭발인지 알려줄 수 있습니다. 또 다른 예로, 우리 태양계에서 누구에 훨씬 더 가까운 것은 행성과 위성의 날씨와 화산에 대한 장기간의 높은 공간 해상도 모니터링입니다. 적당한 크기의 망원경에 로봇 어댑터 시스템을 장착한다는 아이디어는 비용 효율적인 방식으로 기존 인프라를 획기적으로 향상시키기 위한 것입니다.

낮 시간 동안 망원경에 robo AO 시스템의 구성 요소를 설치하십시오. 여기에서 적응형 광학 장치가 장착되고, 그 다음에 전자 장치가 장착되고, 마지막으로 케이블링이 설치됩니다. 레이저는 항상 시스템이 적절하게 보정된 작동 안전 시간이 식별된 상태로 망원경에 장착되며, 자외선 레이저 점검을 위한 중복 셔터가 닫힌 상태에서 관찰할 수 있을 만큼 충분히 어두워지면 망원경 돔을 열 수 있는 조건이 안전합니다.

여기에는 습도, 이슬점, 강하, 강수량, 풍속 및 공기 중 입자에 대한 안전한 범위에 있는 것이 포함됩니다. 망원경 돔을 열고 머리 위에 있는 비교적 밝은 별, 겉보기 등급이 5보다 작은 별을 가리킵니다. 별이 거의 최상의 초점이 될 때까지 망원경 보조 미러를 조정하여 망원경의 초점을 다시 맞춥니다.

이를 추정하면 과학 카메라 중 하나의 라이브 이미지를 사용하는 것으로 충분합니다. 망원경으로 선택한 목표물을 가리킵니다. 필요에 따라 망원경 방향을 조정하여 과학 카메라의 시야에 있는 물체의 구도를 잡습니다.

업링크 팁 틸트 미러 레이저가 해당 범위의 중앙에 있는지 확인합니다. 이 작업이 완료되면 내부 및 중복 레이저 셔터를 열어 레이저 빔이 전파될 수 있도록 합니다. procal cell optical shutters가 꺼져 있는 동안 Wavefront 센서 카메라에서 약 1200프레임의 데이터를 1초 동안 기록합니다.

이제 이 데이터에서 중앙값 이미지를 계산합니다. 이것은 Wavefront 센서 카메라로 캡처한 이미지에서 전기적 또는 광학적 바이어스를 빼기 위한 배경 프레임으로 사용됩니다. 다음으로, 10km의 레이저 펄스가 Wavefront 센서로 전송되도록 pcal cell triggering 시스템을 활성화합니다.

레이저 이미지의 Shaq Hartman 패턴이 Wavefront 센서 카메라에 나타날 때까지 업링크 팁 틸트 미러를 조정합니다. 업링크 팁 틸트 미러를 제자리에 두고 pcal 셀을 잠시 끕니다. 새 Wavefront 센서 배경 이미지를 기록합니다.

이것은 레이저가 업링크 팁 틸트 미러에 의해 다른 방향을 향할 때 광학 배경이 약간 변경됨에 따라 필요합니다. 이제 고차 적응형 광학 시스템을 시작합니다. Wavefront 센서의 레이저 이미지 위치는 과학 카메라에 들어가기 전에 망원경으로 들어오는 비평면 광파를 평평하게 만드는 거울 모양을 결정하는 데 사용됩니다.

위치 측정의 가중 평균은 Wavefront 센서의 중심에서 레이저 이미지의 패턴을 유지하는 데에도 사용됩니다. 원하는 필터를 선택하여 가시 범위에서 관찰을 시작합니다. 잔류 대기 프리즘 분산을 최소화하기 위해 대기 분산 보정 프리즘의 각도를 설정합니다.

다음으로, 전자 곱셈 CCG 카메라의 프레임 크기와 노출 시간을 설정하여 최소 프레임 전송 속도가 약 10Hz, 이상적으로는 30Hz가 되도록 합니다. 이 캡처 속도는 일반적으로 회절 제한 각도 해상도 이하로 노출 내 이미지 움직임을 감소시킵니다. 대상의 최대 강도가 검출기 웰 깊이의 약 절반이 되거나 희미한 물체에 대한 희미한 대상의 경우 최대값 300이 되도록 E-M-C-C-D 카메라의 전자 곱셈 이득을 조정합니다.

이미지 포인트 확산 기능의 핵심에서 약 5-10개의 광자가 감지될 때까지 E-M-C-C-D 카메라의 프레임 속도를 늦춥니다. 이렇게 하면 사후 등록 처리를 위한 충분한 광자가 있는지 확인할 수 있습니다. 계산된 총 통합 노출을 위해 E-M-C-C-D 카메라의 연속 이미지 세트를 기록합니다.

관측이 완료되면 망원경 돔을 닫고 망원경을 평면 스크린으로 향하게 합니다. 돔 플랫 램프 켜기 돔 플랫 램프가 생성하는 플랫 필드 조명의 일련의 전체 프레임 이미지를 E-M-C-C-D 및 적외선 카메라의 화면에 기록합니다. 관측 중에 사용되는 각 천문 필터에 대해.

각 픽셀의 flat field intensity는 망원경의 결합된 양자 효율을 나타냅니다. 적응형 광학 시스템 필터 및 카메라는 돔 플랫 램프를 끄고 각 카메라 전면의 차단 필터로 전환합니다. 관찰 중에 사용된 것과 동일한 범위의 노출 시간과 이미지 형식을 사용하여 두 카메라에서 일련의 어두운 이미지를 기록합니다.

다크 프레임은 기록된 데이터에서 어둡고, 현재 및 전자 노이즈로 인한 바이어스를 제거하는 데 사용됩니다. 마지막으로 망원경을 주차하고 끕니다. Robo AO 레이저 적응형 광학 시스템은 대기 난류를 보정하고 가시광선 및 근적외선 파장에서 회절 제한 해상도 이미지를 생성하는 데 사용됩니다.

왼쪽 패널은 보상되지 않은 난기류를 통해 붉은 빛으로 보이는 단일 별의 일반적인 이미지를 보여줍니다. 이미지 너비는 약 1개의 호입니다. 둘째, 오른쪽 패널에는 같은 별이 표시됩니다.

적응형 광학 보정 후 이미지 너비는 0.12 arc sec로 감소하여 0.1 arc보다 약간 큽니다. 사용된 설정을 위한 두 번째 완벽한 이미지 너비입니다. 첫 번째 바람이 잘 통하는 고리는 이미지의 중심부 주변에서 희미하게 볼 수 있습니다.

이렇게 훨씬 향상된 각도 해상도는 쌍성계와 다중항성계를 발견할 수 있게 해준다. 증가된 해상도는 또한 더 메시에 3개의 GLO 성단의 근적외선 이미지에서 볼 수 있듯이 밀도가 높은 장에서 훨씬 더 희미한 별을 감지할 수 있게 합니다. 왼쪽은 보정되지 않은 이미지입니다.

오른쪽은 robo AO 보정 이미지입니다. 태양계 물체의 특징도 더 선명하게 볼 수 있습니다. 여기 왼쪽은 목성의 보정되지 않은 스냅샷입니다.

오른쪽에는 더 쉽게 식별할 수 있는 구름 특징을 보여주는 수정된 이미지와 화살표로 표시된 통과하는 달 gani me가 있습니다. 일단 숙달되면 새로운 천문 목표물에 레이저 적응형 광학 시스템을 설정하는 데 몇 분 만에 달성할 수 있습니다. 실제로 로보 웨일은 여기에 제시된 모든 설정 단계를 1분 이내에 수행하는 로봇 시퀀싱 시스템에 의해 제어되는 절차에 따라 자동으로 작동합니다.

이 자동화 시스템을 통해 robo는 개발 후 하룻밤에 최대 200개의 관측을 완료할 수 있습니다. 이 기술은 연구자들이 가까운 동료에 대한 사상 최대 규모의 이미징 조사를 수행하여 수천 개의 가까운 별을 커버하고 전체 주염기서열과 그 이후에 걸쳐 다중성 특성을 신중하고 상세하게 비교할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 적응형 광학 시스템을 사용하여 대기 난류의 영향을 수정 및 측정하고 지상에서 회절 제한 이미징을 복구하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.