Tiainen kuvattuna telejatkeella ja ilman |
4.10.2023
Kännyn telejatko 5€
14.11.2021
Isän päivän ratoksi
Kirjoitin keväällä pikkuplaneettojen ja komeettojen havaitsemisesta ja yllytin lukijoita laajentamaan harrastustaan tähän suuntaan. Kukaan ei kuitenkaan ole vielä reagoinut mutta Turun Ursan Cereksen nro 64 sivuilta löytyy sentään Jani Laasasen kuva Plutosta, jonka kuvateksti kertoo otetun viime syyskuussa Kevolan tähtitornilla. Valitettavasti kuvanoton tarkempaa ajankohtaa ei mainita, joten tieteellisessä mielessä kuva on arvoton, ellei sitten Janilla itsellään ole aika muistissa. Alla Janin kuva Cereksen sivulta kopioituna.
Kuva1. Pluto kuvattuna Kevolassa syyskuussa 2021 |
Isän päivän ratoksi otin haasteeksi selvittää, milloin tuo kuva olisi ollut mahdollista ottaa. Aluksi selvitin, missä päin taivasta Pluto noihin aikoihin on majaillut. Siispä vain klikkaus NASAn sivuille ja sieltä valinnan kohteeksi Pluto ja havaintopaikaksi observatorio Turku-Kevola (löytyy valmiista taulukosta) ja ajankohdaksi syyskuu 2021. Efemeridin listauksesta sitten näkyi, että kuuttomia öitä on ollut syyskuun 12. kahta puolta, jolloin Pluton rektaskensio likimain oli 19h45m26s ja deklinaatio -22°53'30". Näillä tiedoilla kuvan 1 esittämä alue löytyikin helposti, tuolta. Linkistä saa halutun alueen kartan ja sieltä löytyvät tunnettujen tähtien koordinaatit. Hiirellä voi myös osoittaa mitä tahansa kartan osaa ja lukea paikan koordinaatit näytöltä. Alla käyttämäni kuvakooste Pluton paikan etsimisestä.
Kuva 2. Pluton paikka tähtikartalla |
Kuvassa alkuperäinen kuva on sen vasemmassa ylänurkassa ja kuvan alla alueelta löytyvien tunnettujen tähtien koordinaatit. Ko. tähdet on merkitty myös kuvaan ja silmämääräisesti arvioiden myös Pluton ja tähtien 1-4 keskipisteet.
Vasemman reunan isossa kuvassa tähtikartta on sovitettu alkuperäisen päälle mahdollisimman tarkoin samaan mittakaavaan ja asentoon siten, että alempi kuva kuitenkin vielä heikosti näkyy ylemmän läpi. Sovitus tehtiin ohjelmalla paint.net, jonka avulla kuvaa saattoi kiertää ja lineaarisesti venyttää ja vanuttaa mielin määrin.
Kuvasta näemme, ettei lineaarinen muunnos kuitenkaan pystynyt täysin tuottamaan alkuperäisen kaltaista kuvaa. Kevolan kuvaan pisteillä merkityt tähdet 1 ja 4 ovat nätisti tähtikartan rinkuloiden keskellä mutta tähdet 2 ja 3 eivät. Vääristymä on voinut syntyä kopioinnin monissa vaiheissa mutta todennäköisesti kuitenkin refraktion vaikutuksesta, joka varsinkin matallalla kuvatuissa kohteissa on kuvan eri osissa erilainen.
Kuvasta voi kuitenkin melko tarkasti arvioida Pluton paikan tähtikartalla, joka kursorilla osoittaen oli kuvaan merkitty R.A. = 19h45 36.349 DEC = -22°52'54.48"
Tunnettujen tähtien avulla paikan voi myös mitata suoraan kuvasta. Ohjelmalla ScanIt tämä myös onnistuu helposti. Kopioidaan vain mitattava kuva ohjelman työtilaan, annetaan kolmelle kuvan pisteelle koordinaatit ja aletaan mitata. Alla kuvakaappaus ohjelman koordinaatiston asettamisesta
Kuva 3. Mittausohjelman ScanIt koordinaatiston asetus |
Vertaustähtien koordinaatit ovat suoraan Simbad sivustolta, josta niiden formaatiksi on valittu asteet ja desimaaliluvut. Mittaustulos ei kuvassa näy mutta se oli RA= 296.40091° = 19h 45 36.218 DEC=-22.882052° = -22°52´55.39". Mittaustarkkuuden rajoissa tulos on yhtäpitävä kuvaan 2 merkityn visuaalisen havainnon kanssa. Optimaalisen tuloksen saamiseksi mitattavan kohteen tulisi kuitenkin sijaita vertaustähtien muodostaman kolmion sisäpuolella. Tässä tapauksessa näin ei ollut, minkä vuoksi tein saman mittauksen myös vertaustähtiä 123, 124 ja 234 käyttäen. Pluton lisäksi mittasin myös käyttämättä jääneen neljännen tähden ja laskin sille etäisyyden tähden luettelopaikkaan verrattuna. Alla olevassa taulukossa nämä ovat sarakkeessa Δ.
296.40148 -22.881883 296.42305 -22.859862 1 234 2.9"
296.40091 -22.882052 296.41045 -22.926088 2 134 3.4
296.40126 -22.881948 296.35604 -22.900893 3 124 2.7
296.40105 -22.882010 296.37160 -22.851192 4 123 2.3
Näemme, että Δ on tyypillisesti liki kymmenkertainen Pluton mittausten hajontaan verrattuna, mikä tietenkin oli odotettavissa, koska neljäs tähti oli näissä mittauksissa aina vertaustähtien muodostaman kolmion ulkopuolella.
Kevolan kuvan tarkemman ajankohdan selvittämiseksi hain vielä NASAn sivuilta tiheämmällä kammalla laaditun efemeridin, josta pieni pätkä alla.
Date__(UT)__HR:MN R.A._____(ICRF)_____DEC APmag S-brt *************************************************************** 2021-Sep-08 18:30 N 19 45 36.37 -22 52 55.0 14.374 9.061 2021-Sep-08 18:40 N 19 45 36.35 -22 52 55.0 14.374 9.061 2021-Sep-08 18:50 N 19 45 36.32 -22 52 55.1 14.374 9.061 2021-Sep-08 19:00 A 19 45 36.30 -22 52 55.2 14.374 9.061 2021-Sep-08 19:10 At 19 45 36.28 -22 52 55.3 14.374 9.061 2021-Sep-08 19:20 A 19 45 36.26 -22 52 55.4 14.374 9.061 2021-Sep-08 19:30 A 19 45 36.23 -22 52 55.4 14.374 9.061 2021-Sep-08 19:40 A 19 45 36.21 -22 52 55.5 14.374 9.061 2021-Sep-08 19:50 A 19 45 36.19 -22 52 55.6 14.374 9.061
Tämän tarkastelun perusteella näyttäisi kuva siis otetun noin klo 19:00 UT Kevolassa syyskuun 8.
Ollakseen hyödyllinen pitäisi näin hitaasti liikkuvan kohteen ajanoton tarkuus olla vähintään luokkaa +-5 min. Komeettakuvissa pitäisi sen kuitenkin olla ainakin kertaluokkaa parempi, mieluusti n. +-1 sek. Jos valotusaika on pidempi, pitää kuvausajaksi laskea valotuksen alku- ja loppuhetkien keskiarvo.
16.4.2021
Bongaa Paavo Nurmi
Selasin tuossa Tähdet ja Taivas lehden uusinta numeroa ja hämmästelin taas - mm. miten hienoja kuvia harrastajavälineilläkin nykyään saa otettua. Kuvan pääsy lehden sivuille on tietysti harrastajalle iso juttu mutta entäs sitten? Kuvan ottoon ja sen käsittelyyn on uhrattu paljon aikaa, hetken se saa loistaa lukijoiden silmissä mutta vajoaa sitten taas pian historian roskatynnyriin.
Kuinka moni meistä nykyään katseleekaan enää Tähdet ja Avaruus lehden vanhoja vuosikertoja ja ihastelee niiden sivuilta löytyviä hienoja kuvia? Jos jotain tiettyä taivaankannen kohtaa haluaisikin tarkastella, löytyy se paljon nopeammin GoogleSky:sta.
Siksi hyvät harrastajat, haastan teidät ottamaan seuraavan askeleen ja nostamaan harrastuksenne uudelle tasolle. Bongatkaa Paavo Nurmi, kuvatkaa ja mitatkaa se ja lähettäkää tuloksenne kansainvälisen tiedeyhteisön käyttöön pikkuplaneettojen ratoja laskettaessa.
"Taidekuviin" verrattuna planeettakuvaus on sitä paitsi paljon helpompaa. Kuvaa ei tarvitse käsitellä. Riittää, että kohteen saa näkyville ja laittaa kuvanoton tarkan ajankohdan muistiin. Sekunnin tarkkuus riittää ja hitaasti liikkuvien kohteiden osalla vähempikin. Eikä paikan mittaus nykytekniikalla ole temppu eikä mikään (sigh, toista se ole ennen). Visuaalisesti paikan voi usein lukea suoraan kartalta tai tarkkusmittauksissa oma kuva luetaan mittausohjelmaan, jossa kohteen ympäriltä valitaan kolme vertaustähteä ja annetaan ohjelman hoitaa homma. Kuva tuossa alla. (Laajakenttäisissä kameroissa tilanne on toinen mutta ei kovin pahasti.)
Kuva 1. ScanIt ja akselien mittakaavan asetus |
Omassa käytössäni on ollut ohjelma nimeltä ScanIt joka on ladattavissa tuolta. Muitakin varmaan löytyisi mutta tämä oli ilmainen ja sillä voi tehdä paljon muutakin.
Kuvassa 1 ohjelman työtilaan on "repäisty" kappale Orionin tähdistöä GoogleSky:sta. Kuvan mittakaava asetetaan antamalla sen kolmelle pisteelle halutut koordinaatit, tässä tapauksessa tähtien rektaskensiot ja deklinaatiot. Sen jälkeen minkä tahansa pisteen koordinaatit voi lukea klikkaamalla sitä hiiren kursorilla. Kursorin osoittama alue näkyy sivuikkunassa zoomattuna, minkä avulla kohdistuksen voi tehdä pixelin tarkkuudella tarkasti. Jos tuntuu, ettei tämä ole riittävä, kuten kuvassa 1, kannattaa kuvaa suurentaa ennen mittausta.
Kuvassa kolmioilla merkityt kohteet ovat vertaustähtiä, joiden avulla mittakaava on asetettu. Nekin voi lukea GoogleSky:sta, jos kuvan alueelta ei muuta tarkemmin tunnettua tähteä löydy. Tämä on yleinen ongelma harrastajaputkissa, joissa näkökenttä on pieni. Onneksi GoogleSky näyttää olevan jopa yllättävän tarkka. Alla osasuurennus kuvasta 1, johon on liitetty GoogleSky:n kämmenellä osoittamat koordinaatit. (Kämmen on vähän karkea osoitin tarkkaan mittaukseen mutta onneksi kuvaa saattoi Zoomata.)
Kuva 2. GoogleSky:n koordinaatit merkityille tähdille. |
Netistä tähtien tarkkoja koordinaatteja voi etsiä esim. tuolta, mistä niitä on helppo valita ja siirtää jatkokäsittelyyn omalle koneelle. Alla luettelo kuvan 1. alueelta löytyneistä tähdistä. Tuossa vielä toinen linkki, mistä tähtiä löytyy enemmän ja niitä voi katsella myös kartalla, jolta mitattavan kohteen paikankin voi arvioida melko tarkasti jopa ilman mittausta.
Näemme, että GoogleSky:n arvot ovat hyvin lähellä SAO luettelon arvoja. Vertailun vuoksi tuossa alla ovat myös omat testimittaukseni tulokset. Mittausta häiritsi testikuvan suuri pixelikoko mutta muutoin tulos oli kyllä ihan tyydyttävä, vain kakkoskohteen RA:n yli 4 kaarisekunnin virhe olisi tositilanteessa vaatinut tarkistusmittauksen, vaikka niinhän tositilanteessa muutoinkin on aina meneteltävä. Varsinaisen kohteen lisäksi silloin on aina syytä mitata myös jokunen tunnettu kohde, jotta nähdään, onko vertaustähtien koordinaatit oikein annettu.Vaikka itse kehun, PcCalculaattori on paras taskulaskinohjelma, mitä netistä löytyy. Sen voitte ladata tuolta. Vaatii kylläkin tietokoneen näppäimistön. |
Lopuksi vielä tuo otsikon haaste. Hyväksyn bongaukseksi myös, jos löydätte Nurmen tuosta ao. simulaatiosta ja kerrotte, kuinka paljon sen paikka eroaa lasketusta paikkasta syyskuun 1. päivänä vuonna 2021 klo 0.0 UTC.
Paavo Nurmi simulaatiossa 1.9. 2021 UTC 0.0. Kuva EZGIF |
Tarkkasilmäiset varmaan ovat jo löytäneetkin Nurmen tuosta blink komparaattorin simulaatiosta. Sen paikan voisi myös mitata edellä esitetyllä tavalla mutta tässä haasteessa riittävän tarkkuuden saa, jos kuvaa vain suurentaa ja vertaa sitten paikkaa vastaavaan kohtaan hyvässä tähtikartassa (voipaperi on tässä hyvä apuväline).
Kuvan voi myös ladata CThruView ohjelmaan, jonka avulla sitä voi säätää ja asemoida sen läpinäkyvänä tarkasti tähtikartan päälle. Ohjelmalla saattoi aikaisemmin myös klikata alla olevaa ohjelmaa mutta tämä ominaisuus ei nykyisin enää toimi. Sen sijaan kursorilla voi edelleen osoittaa haluttua kohtaa ja siirtyä sitten kartalle näppäinyhdistelmällä Alt+Tab. Kursorin paikka säilyy siirrossa ennallaan, mistä kartta voi sen koordinaatit nyt lukea.
PS.
7.2.2021
Kalajuttu
Kala näyttää olevan sitä lähempänä havaitsijaa ja pintaa mita viistommin sitä katsoo. |
Kuvasta havaitsee, että jokainen valekuvan piste on lähempänä havaitsijaa kuin vastaava piste oikeassa kalassa. Tästä voisi äkkiseltään otaksua, että valekuva olisi tai ainakin näyttäisi suuremmalta kuin oikea kala. Tämä pitääkin paikkansa, jos kalaa katsoo suoraan sen yläpuolelta ja läheltä veden pintaa. Sen sijaan, jos kalaa katsoo viistosti, näyttää se kyllä leveämmältä mutta samalla niin ohuelta, että katselusuunnassa kuvan pinta-ala yleensä on selvästi pienempi. Alla muutama valokuva aiheesta.
Tässä kuvassa näkösäteen suunta oli n. -20° ja valekuvat ovat nyt selvästi pienempiä kuin oikeat esineet. |
Yhdistelmäkuva kahdella vedenkorkeudella kuvatuista valekuvista. Näkösäteen suunta kuvissa n. -27°. |
Sivukuvasta näemme, miten valekuva siirtyy kohti katsojaa. |
23.4.2020
Making a telescope mirror by casting
If a liquid-filled vessel is rotating, the liquid rises at the edges and forms a pit in the center. If the axis of rotation is exactly vertical, the shape of the pit is a paraboloid, whose radius of curvature is
( 1 ) R = (946 / ω) ², where ω = rotational speed.
In the formula, the quality of R is mm, if the rotational speed is in rpm. If, for example, ω = 33.3, becomes R = 806 mm, which would be suitable for an amateur telescope and easy to implement even with a turntable, for instance.
I started my own experiments a couple of years ago when I quickly realized that the most difficult part of the job was the precise erection of the axis of rotation. Turntables usually have a suspension designed to reduce the effects of vibration. However, such a structure is not suitable for rotating a liquid surface but must be made completely fixed and a separate tilting plane must be built under the player to erect the turntable. Below is a picture of my solution.
Figure 1. Epoxy mold rotation mechanism. |
The hardware store spirit level shown in the picture was only suitable for rough installation of the player. The final erection was done with a precision level with a scale spacing of 10 ". Note the lowest stack of discs stacked on top of the player. Its purpose was to stabilize the flap seen on the disc shaft. Over the stack is the epoxy mold and a cover to prevent dust and bugs from falling.
The entire treatment was assembled on a wall-mounted sauna bench. This was because on the wooden floor the player tilted + -25" depending on where the operator was standing. This problem was not present in the sauna but there the stability of the benches became a problem. At the start of the casting. the erection error was always below +-1" but at the end, when the casting had dried, it typically was + -10 "in the depth and + -30" in the width direction.
Epoxy resin
The casting plastic, epoxy, was ordered from the net, where the suppliers can be found in the darkest of clouds. My choice fell on a company called LI HSI TECH CO., LTD because they had a good website and because they were also able to supply small test samples (1 kg). The choice was successful because the company's representative proved to be well acquainted with his field and willing to serve even small customers who may not know what they want. The range of epoxies available was large and customized for many different purposes. The differences between the substances are e.g. in their color, strength, viscosity and drying time.After a few pilot lot on the advice of the company representative, the products E-0001 and H-0001 (epoxy and hardener) were found good, They flow almost like water and dry surface dry in less than 20 hours.
Figure 2. LIHSI epoxy resin and the mixer. |
Mixing resin and hardener is then already its own art form, of which the web offers many good performances. Mine is that Mixing epoxy resin. With different substances, the mixing ratio varies but on my own, it was 1: 3. However, that relationship was not critical. If there was too much hardener, the mixture would only dry faster and vice versa. In my own experiments, the drying time was at most 2 days, when the mixture was a bit lean when the substance ran out. However, it eventually became hard too.
It is important for mirror making that the mixture retains the shape it has acquired during its initial rotation during drying. If the layer to be cast is strong, this will not succeed because during mixing the mixture heats up and then gradually cools as it dries. Through the heel, I learned that the first casting will never succeed. You have to cast first a casting base, on top of which you have to pour another thin layer. A suitable layer thickness appeared to be about 2 mm. It might work even thinner, but I didn't have time to try that when the substance ran out.
Test specimens
The first test piece was a lousy attempt, whose purpose was only to test the casting technique. The mold was a small plate, which was rotated at 45 rpm. Although the surface was visibly bad, it was Al-coated to see if that is possible and indeed, it succeeded well. The surface became very shiny, just like coated on glass,
Next, I tried to cast a small off-axis mirror - that is, one where the optical axis of the surface does not pass through the center of the mirror. However, this attempt failed because there was too little material and everything flowed to the outer edge of the mold, leaving the inner edge incomplete. I had calculated the epoxy demand assuming the axis of rotation was in the middle of the mirror!
Figure 3 below shows two other exemplars, which succeeded better and are still without coating.
Figure 3. Reflections from uncoated blanks |
The radius of curvature of the bottom was not measured, but on the second layer, it was R = 800 mm and on the third R = 781 mm. When the diameter of the box is 212 mm, the aperture ratio would be f / 1.8, which is a very respectable value. However, from figure 3 we can see that the reflection image is not good up to the edges, but must be cut at least 13 mm away from it. To be on the safe side, I limited it even more, leaving the final aperture ratio to f / 2.1
On a black plate (Fig. 3), the radius of curvature was R = 750 mm, corresponding ω= 34.5 rpm in equation 1. Later I sawed off its center pin, which was an error. When sawing, the surface became hot and the reflection image clearly deteriorated. The new value of the radius of curvature became R = 672 mm. A similar but minor defect also occurred on the surface of the green box when I drilled 4 holes in the bottom for gluing the mounting screws.
Mirror testing
The easiest way to test a telescope mirror at home is to look at the image of the point light source it forms in different positions of focus. With a flawless mirror, the image is sharp in focus and a round plate evenly illuminated in extra or infrared. If a bright dot appears in the center of the plate in one position and a rounder ring in the other, either an over- or under-corrected spherical aberration is defective. However, if there are rings visible, the mirror is not hopelessly bad but is at least suitable for burning glass.Below are the focus images of the mirrors in Figure 3. The light source was a small hole punched in aluminum foil which was reflected on white cardboard next to the light source and photographed there.
Figure 4. Focusing images of good and bad mirrors. |
Experiment Telescope
The next step in testing was to use it in the right shooting situations. When there was no ready-made telescope for that purpose, one had to be quickly assembled. The end result is in the pictures below.Figure 5. |
Figure 6. |
The camera's optics can also be zoomed moderately, the only difficulty being that camera's automation tends to focus on the wrong subject and does not work in the dark at all.
Below is a photo, taken through three window panes, the accuracy of which, even with defects, is surprisingly good and clearly exceeds the expectations set at the beginning. By avoiding the slips described above, the result would undoubtedly be even better. Hopefully, some of the readers will take the challenge and makes a better one.
Figure 7. Blackbird in a yard tree. In marked areas image resolution is poor. |
Photos, more in Finnish
Links:
27.5.2017
Solar tracking sundial with three hands
Here are some archive photos from my former solar tracking sun dial project.
Prototype
The driving mechanism was built from old children toys. As a time dial serves a small table clock.
Some Lego parts were used to clutch it into a 24 teeth worm gear which again was made of some BILO parts. Between the motor and the worm gear there is still a 1:3 gear and a 1:20 Lego gearbox.
25.02.2010 First time in outdoors |
Tracker sensors - XOB17 solar cells |
Panels W and E are used to track, panel S senses, if sun is shining. If not, tracking is stopped. |
Voltage compararor LT1017 drives the motor forward, if the sensor W voltage > E. Manual switch is used to drive the motor backwards. |
Final version
Final version 2012.01.25 |
Driving mechanism |
Clock dial connection |
Original clips of the YouTube video
Kännyn telejatko 5€
Kas, tupsahti nettiä selatessa tuollainen eteen. Ei ollut hinnalla pilattu ja alkoi kiinnostaa, kun kiikarilla katselu on karsastuksen vuo...
-
If a liquid-filled vessel is rotating, the liquid rises at the edges and forms a pit in the center. If the axis of rotation is exactly v...
-
Selasin tuossa Tähdet ja Taivas lehden uusinta numeroa ja hämmästelin taas - mm. miten hienoja kuvia harrastajavälineilläkin nykyään saa o...
-
Kas, tupsahti nettiä selatessa tuollainen eteen. Ei ollut hinnalla pilattu ja alkoi kiinnostaa, kun kiikarilla katselu on karsastuksen vuo...