OSSERVAZIONI REMOTE E/O AUTOMATICHE:

CONSIDERAZIONI DI CARATTERE GENERALE SUL SOFTWARE RICERCA

 

di

Mario Dho

- L’osservatorio robotizzato dell’autore -

 

 

 

 

Abstract:

Come ogni altro settore, anche l’astronomia amatoriale è in continua evoluzione.

Mentre fino a pochi anni fa erano i soli astronomi professionisti a potere gestire

in modo remoto e/o automatico le osservazioni astronomiche, oggigiorno, quest’ultime

possono svolgersi senza la presenza d’alcun operatore anche in campo amatoriale.

La commercializzazione di telescopi e accessori complementari,

predisposti per la connessione a personal computer,

ha aperto la strada della gestione remota e della robotizzazione.

Altrettanto importante e significativo è il contributo dato dai software gestionali

sempre più sofisticati ed evoluti.

Rilevante è pure l’apporto della piattaforma ASCOM con tutti i suoi componenti,

grazie alla quale si possono far coesistere e cooperare un gran numero di programmi,

d’algoritmi e, d’applicazioni.

A Chiusa di Pesio, in provincia di Cuneo, l’astrofilo Mario Dho, (lo scrivente), ha progettato e

realizzato per intero un osservatorio astronomico amatoriale in grado d’essere

gestito da distanza remota tramite linea telefonica diretta o internet.

L’intera struttura può inoltre operare in modo completamente automatico senza richiedere la presenza d’alcun operatore.

Un ruolo fondamentale nella gestione automatica è svolto dal programma Ricerca il quale,

abbinato ad ATC o ASC consente di pianificare e programmare liste d’osservazioni automatiche.

Sia Ricerca sia ATC sia ASC, sono stati sviluppati dall’astrofilo italiano Salvatore Massaro

di Palermo che continuamente li aggiorna e li potenzia.

Il prezzo notevolmente competitivo dei software poc’anzi citati,

congiuntamente alle loro indiscutibili qualità e potenzialità,

rappresenta un forte incentivo all’acquisto e rende l’automazione abbordabile e alla portata di tutti.

Standosene comodamente seduti davanti allo schermo di un computer, si possono gestire

remotamente le osservazioni astronomiche oppure si può seguire indirettamente lo sviluppo

delle varie fasi di una sessione automatica.

Introduzione

I motivi che spingono un astronomo dilettante a intraprendere il percorso della gestione remota e/o automatica delle osservazioni astronomiche possono essere svariati. Ecco un elenco dei più comuni:

Lo scrivente, da qualche tempo, si interessa di remotizzazione e robotizzazione delle osservazioni astronomiche e ha avuto modo di testare, provare e, usare molti componenti hardware e software.

Si può ragionevolmente sostenere che qualunque tipo di telescopio e/o montatura possono essere pilotati da un personal computer. Per semplificare il proprio compito l’astronomo dilettante può decidere di comperare uno strumento debitamente predisposto.

Con una tantino d’intraprendenza, ad ogni modo, si possono adattare allo specifico uso anche telescopi privi di motorizzazione.

Stesso dicasi per il sistema di copertura. E’ possibile acquistare una cupola motorizzata munita di porta di comunicazione per la connessione al PC oppure utilizzarne una artigianale o addirittura auto-costruita.

Quanto detto per telescopio, montatura e, copertura è valido anche per gli hardware di fuocheggiatura e/o per eventuali dispositivi porta-filtri.

Allo stato attuale delle cose, forse, le difficoltà maggiori per chi voglia ottenere la gestione remota e/o automatica dell’osservatorio s'incontrano a livello di software. Seppur esistano in commercio pacchetti in grado di potere gestire per intero le osservazioni astronomiche, è ancora richiesta una certa qual dose di conoscenza ed esperienza nel campo della programmazione e dello scripting.

Non sempre, infatti, è sufficiente l’inserimento d’applicazioni tipo plug-in per consentire il corretto funzionamento di tutte le strumentazioni e di tutti gli accessori.

Al Dho’s Observatory di Chiusa di Pesio in provincia di Cuneo, sono stati svolti numerosi test con alcuni programmi tutti italiani che risultano particolarmente interessanti e che sono offerti a prezzi davvero competitivi e alla portata di tutti gli astronomi dilettanti.

Mi riferisco, in particolare a Ricerca, ATC (ATC Plus) e, ASC, un trio di software concepiti e sviluppati da Salvatore Massaro.

Obiettivo di questa relazione è di presentarne le fondamentali caratteristiche e potenzialità di Ricerca derivate da mesi e mesi di prove, test e utilizzo sul campo.

Ricerca

Questo programma, congiuntamente ad ATC, ATC Plus o, ASC, consente la sistematica osservazione di una o più liste d’oggetti astronomici debitamente compilate dall’astronomo dilettante.

Ricerca permette anche la pianificazione e la programmazione di una seduta osservativa automatica nella quale può essere del tutto esclusa la presenza d’operatori.

L’intera sessione osservativa si svolge senza il rischio d’incidenti causati dall’urto delle strumentazioni contro le pareti dell’osservatorio, la colonna o la forcella di sostegno del tubo ottico.

L’astrofilo ha la possibilità di impostare l’ora d’inizio e l’ora di fine delle osservazioni.

Attraverso l’utilizzo di MaxIm DL CCD della Cyanogen Production Inc., si possono automatizzare per intero le sessioni osservative andando a pilotare anche la camera CCD, dispositivi porta-filtri, hardware di messa a fuoco. In tal modo si possono automaticamente acquisire e/o salvare immagini e dati in un apposito archivio d’osservazioni.

Pre-impostando una funzione denominata <Smart Pointing>, una procedura automatica provvederà a sistemare l’oggetto di turno di una determinata lista perfettamente al centro del campo inquadrato dal sensore della camera CCD.

L’operazione di centraggio automatico si struttura nel seguente modo:

·       Puntamento dell’oggetto di turno della lista d’osservazioni programmate.

·       Ripresa di un frame con tempo d’integrazione sufficientemente corto.

·       Confronto dell’immagine acquisita con un’immagine master.

·       Allineamento dell’immagine ottenuta con l’immagine master.

·       Ripresa del light frame finale con tempo d’integrazione selezionato dall’operatore.

In questo modo si otterranno, sempre, immagini astronomiche perfettamente centrate e si ovvierà in parte alle imprecisioni di puntamento del telescopio.

Lo sviluppatore di Ricerca-ATC Plus-ASC, sta valutando la possibilità futura di implementare nei software un sistema di controllo e regolazione del puntamento del telescopio che consentirà di ridurre al minimo le imprecisioni di Go-To causate dalla meccanica di telescopio e montatura e da non perfetti stazionamenti polari (una sorta di Tpoint).

E’ utile, a tale scopo, ricordare che per ottenere il meglio dai programmi poc’anzi citati (e comunque da qualunque altro software di remotizzazione e/o automatizzazione), è sempre altamente consigliabile eseguire un corretto stazionamento polare, un accurato bilanciamento del telescopio e la correzione elettronica dei periodismi meccanici. Inoltre, il telescopio deve essere ancorato ad una montatura molto stabile e robusta in grado di sorreggere lo stesso con tutte le apparecchiature connesse evitando flessioni e/o vibrazioni.

La procedura automatica d’acquisizione d’immagini del programma Ricerca, segue alla partenza questo schema:

·       Visualizzazione dell’oggetto di turno della lista d’osservazioni con i relativi dati.

·       Caricamento della schermata di controllo del telescopio.

·       Puntamento dell’oggetto.

·       Caricamento del software di controllo della camera CCD.

·       Eventuale auto-centro  dell’oggetto precedentemente puntato.

·       Eventuale ripresa dell’immagine astronomica  per il confronto con l’immagine master.

·       Ripresa dell’immagine astronomica con il tempo d’integrazione pre-impostato.

·       Caricamento del programma d’archiviazione dove possono essere salvati tutti i dati.

·       Salvataggio dell’immagine e dei relativi dati che la corredano.

·       Aggiornamento della lista d’oggetti selezionata.

·       Puntamento dell’oggetto successivo appartenente alla lista d’osservazioni.

La sessione osservativa automatica è programmata dall’astronomo dilettante, attraverso la stesura della lista d’osservazioni e l’impostazione di svariate funzioni attraverso la finestra “Sessione Osservativa Automatica”  accessibile dal menu <File> - <Sessione-Inizio-Fine>.

L’ora d’inizio e l’ora di fine delle osservazioni, possono essere impostate in modo reciprocamente indipendente.

Se si dispone di due monitor, gli stessi, si possono utilizzare per seguire al meglio e molto comodamente l’evolversi delle varie fasi automatiche.

Attraverso la medesima finestra, è possibile mettere il check su svariate opzioni come ad esempio:

Mappa, Minimizza, Primo Piano, Smart Pointing, Limiti, Image Control.

 Di queste, particolarmente importanti sono le ultime tre:

1.     Smart Pointing

2.     Limiti

3.     Image Control

Come abbiamo già avuto modo di vedere, selezionando la 1., il computer di gestione fa puntare e centrare automaticamente al telescopio l’oggetto di turno della lista d’osservazione (se si dispone del software MaxIm DL CCD 3. xx della Cyanogen).

La selezione dell’opzione <Limiti>, consente di fare rispettare i limiti di puntamento impostati dall’astrofilo ed evitare in tal modo urti del tubo ottico e degli accessori ad esso connessi, nonché l’aggrovigliamento dei cavi che ne consentono il funzionamento.

<Image Control>, è una funzione particolarmente interessante e utile, attraverso la quale il programma di gestione interrompe una sessione osservativa automatica qualora fosse riscontrata (automaticamente) la presenza di nuvole o foschia.

Una sessione osservativa automatica, può avere inizio dall’unpark del telescopio (opzione <Inizia (Unpark)> selezionata) oppure da strumento già inizializzato.

Abilitando l’orario di fine osservazione, si ha la possibilità di impostare il check su svariate opzioni:

·       Chiudi il programma alla fine.

·       Spegni il computer alla fine.

·       Ferma i motori alla fine.

·       Parcheggio.

Lo scopo della selezione di tali opzioni è facilmente intuibile anche da parte di chi non ha troppa dimestichezza con la gestione remota e/o automatica delle osservazioni astronomiche.

Un’apposita sezione denominata “Oggetti” raggiungibile attraverso il menu <File> - <Seleziona-Edita Oggetti>, consente di scegliere il tipo d’oggetti che si vogliono osservare. Si possono creare liste personalizzate d’oggetti specifici, ma anche liste di campi celesti per la ricerca d’asteroidi e/o comete.

La ricerca di questi ultimi (asteroidi e comete), segue sostanzialmente il medesimo criterio che caratterizza la ricerca di supernovae. In questo particolare caso, il programma fa eseguire al telescopio una vera e propria scansione di una porzione di cielo pre-selezionata. Il telescopio, in pratica, punta in successione una serie di campi generati dal programma con progressione solitamente da ovest verso est.

Gli oggetti da osservare contenuti in una determinata lista scelta dall’astronomo dilettante, si possono disporre in sequenza seguendo diversi criteri (ordini) quali ad esempio:

·       In base alla distanza angolare tra i vari oggetti (per limitare gli spostamenti del telescopio, riducendo con l’andare del tempo l’usura e ottimizzando al meglio la sessione osservativa abbassando drasticamente la quantità di tempi morti).

·       In base all’orario del tramonto degli oggetti (sono puntati e ripresi gli oggetti che tramontano prima).

·       Seguendo un percorso che va da Ovest ad Est al Polo (per non perdere gli oggetti che stanno per tramontare).

Ad ogni modo, ognuno può liberamente scegliere il criterio che ritiene migliore per i propri scopi.

Sfogliando il menu <Setting> si accede alla finestra denominata “Parametri-Ricerca” selezionando <Parametri>.

Per mezzo della suddetta finestra o pannello di dialogo, si inseriscono numerosi parametri necessari al programma per eseguire i calcoli e gestire una sessione d’osservazioni automatica o non automatica.

La parte superiore del pannello, è riservata alle impostazioni inerenti al sito osservativo e pertanto consente di impostare tutti i dati riguardanti lo stesso quali ad esempio:

·       Nome del luogo.

·       Fuso.

·       Latitudine e longitudine.

·       Emisfero.

·       Ora legale si e no.

Più in basso si trova lo spazio riservato al collegamento col telescopio (numero di porta seriale usata per la connessione, tipo di programma di interfaccia, sincronizzazione dell’orologio interno, ecc.), al modo di funzionamento (manuale, automatico, con MaxIm DL CCD) e, ad altre impostazioni ancora.

Il programma Ricerca comunica col telescopio attraverso ATC-Plus oppure ASC.

Per mezzo della piattaforma ASCOM, è possibile utilizzare i software poc’anzi menzionati congiuntamente ad un planetario tipo il The Sky della Software Bisque. Nelle operazioni a controllo remoto, questa possibilità consente di seguire al meglio lo sviluppo delle varie fasi che contraddistinguono la serata osservativa e di poter avvalersi di un data base molto esteso. Non in ultimo la possibilità di scaricare, direttamente attraverso internet, gli elementi orbitali aggiornati di moltissime comete e asteroidi.

Va ricordato, a ogni modo, che lo stesso programma Ricerca dispone di un collegamento per il download tramite internet (per le comete).

Selezionando <Sintesi Vocale> dal menu, l’astronomo dilettante può sentire dei veri e propri messaggi vocali (il tipo di voce e la velocità di lettura dei messaggi sono variabili a piacere) che lo informano di eventuali pericoli oppure, semplicemente, sullo svolgersi della procedura osservativa.

Già col “semplice” ATC Plus, si può gestire completamente, da distanza remota, un osservatorio astronomico e organizzare sessioni osservative semi-automatiche.

La perfetta operatività e compatibilità con ASCOM, inoltre, permette di pianificare la gestione di un gran numero di telescopi, accessori e, hardware necessari per l’acquisizione, il salvataggio e, l’archiviazione d’immagini digitali.

Con il programma Ricerca, è possibile gestire un osservatorio astronomico di tipo vicino (dislocato cioè a breve distanza dalla control-room) oppure un osservatorio astronomico di tipo lontano (dislocato a distanza proibitiva dalla control-room).

Nel primo caso la gestione potrà essere di tipo diretto a collegamento singolo o multiplo, nel secondo caso, invece, potrà soltanto essere a collegamento multiplo.

Nel collegamento singolo si opera, ordinariamente, con un solo computer. A questo sono collegati fisicamente (tramite gli appositi cavi) il telescopio e tutti gli hardware costituenti l’osservatorio e, su questo, sono installati tutti i software gestionali.

Nel collegamento multiplo, si ricorre all’utilizzo di un paio di PC.

Su uno di loro (quello posto in osservatorio o nelle sue immediate vicinanze) sono installati i software di gestione e il software di controllo remoto, e sono collegati tutti gli strumenti e accessori astronomici.

Sul secondo dei due computer, è installato un software di controllo remoto.

Se l’osservatorio astronomico è di tipo vicino, il collegamento fra i due PC può essere realizzato tramite un cavo di tipo null modem, se, invece, l’osservatorio è di tipo lontano, il dialogo fra i due componenti hardware avviene tramite linea telefonica (diretta o internet).

Conclusioni

Il programma Ricerca ha dimostrato di operare in modo a dir poco perfetto in qualsiasi tipo di osservatorio. Anche per mezzo di software di controllo remoto supplementari (quali a esempio Timbuktu Pro, Real VNC, PCAnywhere) l’autore, Mario Dho, non ha mai riscontrato problematiche particolari di gestione remota.

Le considerazioni che sono state fatte in questa breve relazione, sono di carattere generale. Molte parole potrebbero ancora essere spese per descrivere nel dettaglio e conoscere più a fondo il programma Ricerca. In base alle esperienze maturate dall’autore nel corso di un lungo periodo di tempo, lo stesso può affermare che questo software possiede caratteristiche davvero molto avanzate che gli consentono di reggere appieno il confronto con altri pacchetti esteri forse più noti e blasonati ma anche molto più costosi.

Con una spesa davvero esigua (considerando la qualità e la validità del prodotto), qualsiasi astronomo dilettante può pianificare e programmare una sessione osservativa anche automatica, dove non è richiesta la presenza materiale di alcun operatore.

Non in ultimo, va ricordata la cordialità, la professionalità, la competenza e la disponibilità dello sviluppatore Salvo Massaro il quale molto gentilmente offre agli utenti tutte le indicazioni necessarie per il neofita e per chi ha già maturato esperienza nel campo della remotizzazione e automatizzazione dell’osservatorio.

 

 

 

L’AUTORE

Mario Dho è nato a Cuneo nel 1963.

Perito industriale, da sempre si interessa

all’astronomia e da svariati anni alla

gestione remota delle osservazioni.

Sull’argomento ha fornito diversi contributi

per riviste specializzate di astronomia.

Ha progettato e realizzato per intero il

Dho’s Observatory di Chiusa di Pesio in

provincia di Cuneo, un osservatorio astronomico

esplicitamente concepito per la gestione remota

e per il funzionamento robotizzato.

 

 

Questa relazione è dedicata ai cari zii

Cristiana e Renato Dho i quali hanno saputo

sempre essere presenti nei momenti difficili

della mia vita. A loro un grazie di cuore.

Un ringraziamento anche a Gian Andrea Dho e,

un pensiero particolare alla mia cuginetta dei Botti

Maria.

 

 

 

 

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