С. В. Назаров 1, А. В. Харченко 2

astrotourist@gmail.com

1Крымская астрофизическая обсерватория РАН, пгт. Научный

2АО «ЦНТЭЭ», г. Санкт-Петербург

В начале 2018 года было принято решение о создании на базе «Синтеза» полностью автоматического телескопа с новой оптикой, системой управления и веб-интерфейсом [1]. В 2021 году удалось приступить к наблюдениям на малом временном 350 мм телескопе, установленном на монтировке «Синтеза» для отработки программного обеспечения и системы управления. Этой работой мы подводим промежуточные итоги первых научных наблюдений на малом телескопе.

Ключевые слова: астрономические наблюдения, автоматический телескоп, телескопостроение

Введение.

В середине 70х годов ХХ века в Крымской астрофизической обсерватории силами целого ряда организаций был создан и введен в эксплуатацию один из первых в мире телескопов с сегментированной оптикой «АСТ-1200» или «Синтез». Хотя технологии, опробованные на нём, хорошо зарекомендовали себя при строительстве крупнейших оптических инструментов мира (например, Астрономическая обсерватория им. Кека), после развала СССР работа на телескопе была остановлена. В 2018 году сотрудниками было принято решение о создании на основе находящегося на консервации телескопа «Синтез» нового автоматического инструмента с удаленным доступом через веб-интерфейс. К началу 2021 года удалось реализовать ряд технических и программных решений, позволивших начать наблюдения на базе временного 350 мм телескопа, [1].

Основные параметры инструмента:

- Телескоп системы Ньютона временный, 350/1767 мм

- Телескоп-гид SVBONY 60/183 мм

- Основная камера QHY9S-M

- Камера-гид QHY-5L II M

- Реечный фокусирующий механизм с шаговым двигателем

- Управляемое колесо фильтров 7х1.25" StarlightXpress

- Набор фотометрических фильтров Baader BVRI

Система управления. Система управления состоит из:

- Системного контроллера,

- Двух одинаковых контроллеров движения монтировки,

- Одноплатного компьютера,

- Компьютера наблюдателя,

- Подсистемы электропитания.

Имеющаяся монтировка приводится в движение двумя идентичными приводами, каждый из которых включает 3 электродвигателя и 2 сельсина-датчика положения (грубый и

точный). Модули управления приводами обеспечивают все функции точного позиционирования, часового ведения и автогидирования. Они позволяют наводить монтировку и сопровождать объекты как в неподвижной, так и в движущейся системе координат. Этими модулями в свою очередь, управляет одноплатный миникомпьютер по протоколу Modbus/RTU (стандартному для промышленной аппаратуры).

Двигатели монтировки имеют большой момент инерции, поэтому был разработан специальный регулятор. Он постоянно рассчитывает тормозной путь от текущей точки и начинает контролируемое торможение, как только конечная точка тормозного пути оказывается поблизости от точки назначения.

Наведение имеет ошибку около 1’. Периодическая ошибка монтировки составляет около 8”, применение автогида (PHD2) уменьшает ошибку до 0,3-0,7” в зависимости от состояния атмосферы.

Для управления крышей, телескопом и освещением использован промышленный контроллер Овен ПЛК-100, управляемый по протоколу Modbus.

Исследование приёмника. Характеристики камеры QHY9S-M были изучены эмпирически.

Шум считывания в разных биннингах:

1х1 - 10.75 e

2x2 - 17.5 e

3x3 - 23.9 e

4x4 - 28.6 e

Темновой ток при -30 С = 0,03 e/s/pix. Максимальная глубина потенциальной ямы при GAIN-0 = 35 ке. Максимальная квантовая эффективность = 50%.

Поле зрения, определенное при помощи сервиса nova.astrometry.net, составило 35х26’. Предельная звездная величина на одиночном снимке в биннинге 2х2 с выдержкой 300 секунд на малых зенитных углах в безлунную ночь достигает 20,5m. Угловое разрешение 0; 63" на пиксель в биннинге 1х1.

Для оценки качества получаемых изображений был получен ряд кадров скопления М67 с типичными для нас экспозициями: 3х60, 3х120, 3х300, 3х600 секунд. Далее с целью определения фотометрической ошибки откалиброванные снимки обрабатывались программой Vast [2].

Худшие результаты показали изображения в фильтре B с экспозицией 60 секунд: ошибка 0,1m для звезд 16m. Лучшие - в фильтрах V, R с экспозицией 600 секунд: ошибка 0,1m для звезд 18m. Пример графика для одиночного кадра в фильтре R с выдержкой 300 секунд приведен на рисунке 1.

Рис. 1. Зависимость ошибки измерения яркости (ось Х) от звездной величины (ось Y). Одиночный кадр в фильтре R с выдержкой 300 секунд.

Научные наблюдения. Хотя процесс создания нового телескопа еще далек от завершения, состояние системы управления уже позволяет проводить наблюдения.

Первая пробная научная работа, стартовавшая еще в конце 2020 года, это программа астрометрических наблюдений спутников Урана и Нептуна совместно с ГАО РАН [3]. Цель работы - исследование динамики и внутреннего строения ледяных гигантов и их спутников.

Типичное время накопления 45 секунд, проницание 19m. Снимки делались с включенной в экспериментальном режиме автогидирующей системой, что позволило компенсировать периодическую ошибку часового ведения.

Суммарно проведено более 170 наблюдений спутников Нептуна и более 500 - спутников Урана. Астрометрические ошибки около 50 mas.

Весь год проводились фотометрические и астрометрические наблюдения малых тел Солнечной системы, данные отправлены в Международный центр малых планет (MPC) [4], [5].

На протяжении трех ночей вёлся мониторинг послесвечения гамма-всплеска GRB 210610B. Объект идентифицирован, по результатам измерений обнаружено падение яркости с 17 до 21m в фильтре R [6]. Полученные кривые блеска указывают на возможную сверхновую.

В ночь с 11 на 12 марта 2021го года несколько часов наблюдалась площадка вблизи противосолнечной точки с целью проверки возможности обнаружения неизвестных астероидов. Обработка рядов изображений позволила выявить несколько объектов, данные по которым отсутствовали в базе MPC.

Один из этих объектов был повторно найден 15 марта, что позволило уточнить его орбиту и отправить на регистрацию в MPC. Новый объект оказался астероидом главного пояса, ему присвоено временное обозначение 2021 ЕР5.

Перспективы. Сейчас вводится в строй второй приёмник на основе камеры QHY600PM со значительно большим полем зрения, лучшей квантовой эффективностью, меньшими шумами и ускоренным считыванием кадра. Для установки второй камеры телескоп оснащается корректором, расширяющим рабочее поле зрения вплоть до 43мм по диагонали и увеличивающим светосилу на 15%.

По мере создания соответствующего программного обеспечения будет налажено взаимодействие с датчиком облачности, настроена автоматическая калибровка и астрометрия кадров, реализовано авто восстановление работоспособности системы при сбоях.

Главным преимуществом «Синтеза» станет полная автоматизация: начало и завершение наблюдений по сигналам от метеодатчиков, возможность работы как по заранее заданному списку задач и алертам, так и онлайн-взаимодействие с веб-интерфейсом для удаленного доступа к телескопу.

Предполагаемая оптическая система главного телескопа – цельное параболическое или гиперболическое главное зеркало метрового размера с корректором и приёмником в прямом фокусе с аберрациями, укладывающимися в размер пикселя 9 микрон на всём поле зрения.

Выводы. Введена в эксплуатацию система управления телескопом метрового класса собственной разработки. Система может применяться для модернизации других инструментов с двигателями постоянного тока, а также с другими типами двигателей после доработки. В качестве датчиков положения могут использоваться как сельсины, так и абсолютные энкодеры с интерфейсом SSI.

Тестируется новое программное обеспечение для управления инструментом, создается сайт телескопа и программа планировщик заданий.

Введен в строй 350мм телескоп, пригодный и для испытаний системы управления, и для полноценной научной работы по фотометрии или астрометрии различных классов астрономических объектов.

Наблюдения на малом телескопе будут продолжены вплоть до создания метрового зеркала. В планах фотометрический мониторинг ряда активных ядер галактик, катаклизмических переменных звезд, транзитов экзопланет, гамма-всплесков, фотометрические и астрометрические наблюдения астероидов, комет и спутников больших планет, поисковые работы.

Коллектив «Синтеза» приветствует сотрудничество с другими обсерваториями и приглашает коллег к реализации совместных наблюдательных программ.

Список литературы

1. Nazarov S.V., Kharchenko A. V., Krivenko A. S. Modernization of the telescope ”Sintez” at the CrAO RAS // All-Russian scientific conference with international participation of students and young scientists dedicated to the memory of Polina Evgenievna Zakharova "Astronomy and space exploration". 2021. P. 145–148.

2. Sokolovsky K. V., Lebedev A. A. VaST: A variability search toolkit // Astronomy and Computing. 2018. Vol. 22. P. 28–47. 1702.07715.

3. Bikulova D.A., Nazarov S. V., Khovrichev M. Yu. Astrometric observations of Uranian and Neptunian satellites with the Pulkovo and Crimean observatory telescopes in 2020 // All-Russian scientific conference with international participation of students and young scientists dedicated to the memory of Polina Evgenievna Zakharova "Astronomy and space exploration". 2021. P. 89–92.

4. Eglitis I., Cernis K., Nazarov S. et al. Observations and Orbits of Comets and a/ Objects // Minor Planet Electronic Circulars. 2021. Vol. 2021-A190.

5. Novichonok A., Zhornichenko A., Nazarov S. et al. Observations and Orbits of Comets and A/ Objects // Minor Planet Electronic Circulars. 2021. Vol. 2021-F20.

6. Pankov N., Nazarov S., Pozanenko A. et al. GRB 210610B: Sintez-Newton/CrAO optical observations // GRB Coordinates Network. 2021. Vol. 30988. P. 1.

Назаров Сергей Валентинович – научный сотрудник Крымской астрофизической обсерватории РАН, пгт. Научный +79788472947, astrotourist@gmail.com

Харченко Алексей Владимирович – ведущий инженер АО «Центр новых технологий электроэнергетики», г. Санкт-Петербург, +78123365031, harchenko@cntee.com

Жители Кургана в соцсетях сообщают о взрыве в цехе на заводе «Синтез». На фото размещенных «ВКонтакте» виден разрушенный цех.

«Говорят, что возможно взорвался цех на Синтезе, где хранился ацетон», — подписано фото в группе «Инцидент | Курган». Рядом с цехом находится пожарный автомобиль и спецтехника. В комментариях к посту курганцы пишут, что погибших в результате инцидента нет. «Мужчина в тяжелом состоянии в больнице скорой медицинской помощи», — написала пользователь Лена Елена.

Бывший сотрудник завода «Синтез» уточнил, что на кадрах изображен четвертый цех. Раньше в нем находились приборы под давлением, связанные с воспламеняющимися веществами.

https://ura.news/news/1052549788

Opals are the boys' best friends.

Внезапно в моей жизни возникла потребность синтезировать опал. Кто-нибудь умеет превращать подручные вещества в опалы в домашних условиях?

Вот, какие рецепты удалось найти в интернете:

https://ourpastimes.com/grow-opals-5453934.html

Немного смущает алюминий, кошачий наполнитель и чистящее средство в составе, но, как говорится, когда б вы знали из какого сора растут стихи, не ведая стыда.

https://www.physicsforums.com/threads/how-do-you-make-synthe...

Здесь более благородный рецепт, тетраэтоксисилан достанем (сисилан, хе-хе)). В комментариях есть и сомнения, есть и надежда на слабенький результат, и упоминания о важности химической чистоты ингредиентов.

Кое-какая лаборатория в моём распоряжении имеется (биологическая, но за мной же там никто не следит, что я делаю, верно?)

Больше всего смущает практически полное отсутствие отзывов счастливых богачей в опалах. Может, тут кто-нибудь умеет и пробовал?

Мне в виде банок не обязательно, тут надо просто парня милого одного удивить и всё. Хватит чуть-чуть опалесцирующих камешков. Буду рад дельным советам алхимиков.

Дорогу осилит идущий!

В 1978м году Крымская астрофизическая обсерватория ввела в строй новый, совершенно передовой по тем временам телескоп "Синтез" (он же "АСТ-1200"). Установлен на продвинутой экваториальной монтировке вилочного типа. Оптика сделана по кассегреновской схеме с особой "изюминкой" - тонким ситалловым сегментированным главным зеркалом!

Это абсолютно уникальное зеркало состоит из шести подвижных шестиугольных сегментов и одного центрального неподвижного. Главная особенность - в возможности автоматического удержания заданного положения зеркал и способности частично компенсировать турбулентность в земной атмосфере благодаря быстрой подвижке каждого зеркала по двум осям.

Эксперимент ставился чтобы выяснить принципиальную возможность создания более крупных зеркал чем наиболее значительный на то время 6ти метровое зеркало телескопа БТА в САО. Причем с компенсацией дрожаия атмосферы - наиболее серьезной проблемы для крупных и длиннофокусных телескопов.

С 1990го до февраля 2018го телескоп находился на консервации. В конце февраля мы с инженером КрАО Олегом Кутковым соорганизовались для его восстановления.

Итак, приступим! :) В этой группе мы будем публиковать отчеты о процессе восстановления. Вступайте - и Вы уже в курсе наших трудовых свершений :)

Оценочный срок ввода телескопа в строй - от трех до пяти лет.

Ориентировочная сумма затрат - около 100 тыс руб для создания системы управления и ОТ 300 тыс руб для покупки камеры.

В продолжение планов на 2022й:

В январе рассчитываю обработать художественные снимки 21го года и разослать всем желающим)

После ввода в строй связки кху600м + корректор попробуем её в деле открытия новых астероидов вместе с Alexey и Artyom - проверим на практике насколько новая система эффективнее старой)

Дальше надеюсь что администрация позволит нам запустить краудфандинг на planeta.ru для сбора средств на новые фотометрические фильтры. Здесь поддержку нам оказывает Roman.

В марте ждём решение РНФ по совместному с Пулково гранту где заложена сумма на изготовление метрового главного зеркала. Спасибо Maxim!

Летом будем готовиться к ФПГ совместно с Ижеским астрономических обществом. Привет Vladislav !

Ещё очень хотим разобраться со странной механической проблемой, не дающей нам наблюдать на Дельте выше +50 градусов.

До сих пор не решён вопрос болтанки зеркал: на малых зенитных углах картинка идеальная, на больших - появляется ассиметричная кома.

Будем дублировать датчик дождя для повышения надёжности и исключения ложных срабатываний.

Также требуется ремонт и скорее всего апгрейд камере обзора неба, которую создавал ещё Олег Кутков. Хорошо бы заменить приёмную матрицу на более современную и поставить второй ИК-датчик облачности. Второй датчик нужен для увеличения точности и повышения надёжности работы ибо это будет основной источник информации для принятия решения об открытии или закрытии телескопа по состоянию неба.

После покупки и установки фотометрических фильтров перейдём к мониторингу ряда площадок в Млечном пути для ловли экзопланет транзитным способом. Астероид свой у Синтеза уже есть, теперь дело за экзопланетой!

И конечно будет продолжаться автоматизация всех процессов и разработка веб-интерфейса для приёма заявок на наблюдения через Интернет) нам по-прежнему требуется помощь толкового программиста.

Спасибо, что вы с нами! Вместе мы сила!

2022й обещает быть интересным! :)

https://vk.com/sintez_crao

Поделитесь своими предпочтениями в синтезе
Интересно кто какой тип синтеза предпочитает, какие стили и какие типы синтеза вы используете, можно с пояснениями почему именно тот или иной.

Субтрактивный синтез (Subtractive Synthesis) — это метод синтеза, основанный на вычитании элементов друг из друга. В синтезаторах определяющим элементом субтрактивного синтеза является наличие фильтров. Фильтр «вырезает» часть спектра из звука, формируя нужную тембральную окраску.

Аддитивный синтез  (Additive Synthesis) — метод получения сложного тембра сложением различного количества простых волн. Аддитивный синтез часто называют также синтезом Фурье — по имени французского математика Жозефа Фурье, который описал возможность формирования сложных волн путем сложения простых синусоидальных волн.

Частотная модуляция (FM-synthesis, FM-синтез) — это тип синтеза, при котором тембр звука формируется воздействием одной простой волны на другую с целью изменения ее частоты. Под воздейтсвием частотной модуляции возникают более спектрально богатые и сложные звуки, которые невозможно получить другими типами синтеза.

Аналоговое моделирование  (Analog Modeling) — это имитация аналогового синтеза в цифровой среде на основе использования специализированных процессоров обработки сигнала (DSP — Digital Signal Processor). Синтезаторы, построенные по принципу аналогового моделирования, называют также «виртуальными аналогами», или VA (Virtual Analog). Такое название происходит от латинского virtus, что означает «воображаемый», «мнимый».

Векторный синтез (Vector Synthesis) — тип синтеза, построенный на динамическом морфинге (перетекании) аудиосигналов для получения более богатых и сложных тембров. Впервые векторный синтез был представлен компанией Дэйва Смита (Dave Smith) Sequential Circuits nstruments (SCI) в инструменте Prophet VS в 1986 году.

Таблично-волновой синтез (Wavetable Synthesis) — тип синтеза, основанный на последовательном воспроизведении ограниченных по длительности циклических волновых форм, расположенных в памяти инструмента в виде матрицы (таблицы). Сама последовательность вызова той или иной волны, динамические изменения спектра, амплитуды и других характеристик задаются специальной псевдопериодической функцией (зависимостью