Astronomie

Quel genre de choses je pouvais « voir » avec un radiotélescope amateur ?

Quel genre de choses je pouvais « voir » avec un radiotélescope amateur ?


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Il n'y a apparemment pas beaucoup de radiotélescopes à des prix raisonnables disponibles pour les utilisateurs amateurs. Je n'ai pu trouver qu'un radiotélescope compact SPIDER 230C de 2,3 mètres de diamètre, qui coûte ~10 k€. En lisant la page, je n'ai pas un bon aperçu du genre de choses que je pourrais "voir" avec un radiotélescope doté d'une antenne de 2,3 mètres.

L'instrument est-il déjà un instrument (semi-)professionnel ?


Plutôt que de chercher des systèmes prêts à l'emploi, jetez un œil aux projets. À l'heure actuelle, de nombreux amateurs utilisent une radio définie par logiciel couplée à diverses antennes pour l'astronomie. Commencer ici:

http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-for-budget-radio-astronomy/

Et bien que cela n'ait rien à voir avec l'imagerie, il y a beaucoup de radioastronomie que les amateurs peuvent faire en utilisant des antennes simples (quoique parfois grandes) :


D'après mon analyse simpliste, ce n'est pas bon à grand-chose.

A titre de comparaison, le premier radiotélescope mesurait 9 mètres.

L'une des parties préférées du spectre pour les radiotélescopes est le trou d'eau - 21 cm.

D'après mon calcul mental rapide, cette parabole serait capable de résoudre des sources de signaux de 21 cm si elles étaient distantes d'environ 5 degrés.


Pourquoi les astronomes amateurs sont importants et comment le devenir

Pendant des siècles, les astronomes se sont tournés vers les étoiles pour mieux comprendre la nature de l'univers et notre place dans celui-ci. Il y a aussi une longue histoire d'amateurs contribuant aux découvertes astronomiques.

Selon une estimation, il pourrait y avoir jusqu'à 300 sextillions d'étoiles dans l'univers. Vous voulez voir cela écrit?

Même avec quelque 7 milliards de personnes sur Terre, cela laisse plus de 40 000 milliards d'étoiles par personne. En d'autres termes, il y a beaucoup plus d'étoiles dans l'univers que les astronomes professionnels ne pourraient en étudier. Ensuite, il y a les planètes, et les nébuleuses, et les quasars, et . vous avez eu l'idée. Il y a beaucoup de travail à faire.

Et vous n'avez pas besoin d'un grand radiotélescope pour apporter des contributions significatives. En fait, étant donné que la taille et le type du télescope déterminent ce qu'il est capable de voir et où, il y a des observations importantes qui doivent être faites par des télescopes plus petits. Par exemple, l'observatoire Werner Schmidt, géré par la Cape Cod Astronomical Society, surveille les astéroïdes géocroiseurs.

Intéressé à vous impliquer dans l'astronomie? Voici quelques conseils du Dr Michael West, directeur de l'astronomie de la Maria Mitchell Association, et d'Ed Swiniarsky, secrétaire de la Cape Cod Astronomical Foundation.


Conférence régionale de l'Ouest de la SARA à Prescott, Arizona

La Society of Amateur Radio Astronomers (SARA) annonce qu'une conférence régionale se tiendra à Embry-Riddle Aeronautical University à Prescott, Arizona, du 11 au 13 mars 2016. Ray Fobes, membre de la SARA, est astronome radio à l'Université et coordonne l'événement. . Il peut être contacté par e-mail à westernconference_at_radio-astronomy_dot_org.

Les articles sur le matériel de radioastronomie, les logiciels, l'éducation, les stratégies de recherche, la philosophie, les efforts et les méthodes d'observation sont les bienvenus. Les dates limites pour soumettre une lettre d'intention, y compris un titre proposé et un résumé informel ou un aperçu peuvent être trouvées à l'appel à communications

    Inscription pour la Conférence de l'Ouest 2016 est à seulement 60,00 $. Cela comprend le petit-déjeuner et le déjeuner le samedi et le dimanche. Le paiement peut être effectué en allant sur www.paypal.com et le paiement direct sur Treasurer_at_radio-astronomy.org. Veuillez inclure dans les commentaires le paiement est pour la Conférence de l'Ouest. Le paiement par carte de crédit peut être effectué via https://squareup.com/market/society-of-amateur-radio-astronomers/western.

Vous pouvez envoyer un chèque à l'ordre du trésorier de la SARA au 904 Towering Oak Court, Purcellville, VA 20132 . Veuillez inclure une adresse e-mail afin qu'une confirmation puisse être envoyée dès réception du paiement.

Vous pouvez bénéficier d'un tarif réduit au Marriott SpringHill Suites au centre-ville de Prescott, en Arizona. Lorsque vous appelez, demandez le "Amis Embry-Riddle" taux.

SpringHill Suites by Marriott
200 Sheldon Est
928-776-0998
www.marriott.com/prcsh

SpringHill Suites est situé dans le centre-ville de Prescott, à environ 2 pâtés de maisons du centre-ville historique de Prescott. Les suites studio comprennent une kitchenette avec réfrigérateur, micro-ondes, évier, coin salon et espace de travail. Le tarif de la chambre comprend le petit-déjeuner gratuit et l'Internet sans fil gratuit, une piscine intérieure, un centre d'affaires et un centre de remise en forme, le tout à distance de marche des boutiques, restaurants et musées du palais de justice du centre-ville de Prescott.

Nous nous attendons à ce que vous puissiez partir en début d'après-midi le dimanche.

Donnez-vous au moins deux heures pour vous rendre à l'aéroport (environ 100 miles) mais le dimanche devrait être une journée facile en voiture à travers Phoenix.

Ray Fobes propose les informations suivantes sur les choses à voir et à faire dans la région de Prescott, en Arizona.

Quant aux parcs nationaux et à la beauté des paysages, nous en avons beaucoup. Bien sûr, c'est du type désertique. Le temps en avril devrait être agréable, frais et ensoleillé. Regardez il pleut !!

Si c'est votre première fois en Arizona, je ne manquerai pas le Grand Canyon, Sedona, Flagstaff et les régions indiennes. Painted Desert, Monument Valley, Zion et Bryce Canyon sont également à proximité.

Prescott est la principale ville du comté de Yavapai, la taille du New Jersey avec seulement un peu plus de 200 000 habitants. Prescott n'a que 50 000 environ. Ce lien vous donnera un aperçu de la ville : http://www.cityofprescott.net/visitors/

L'université aéronautique Embry-Riddle est à environ 5 miles au nord de la ville. Il y a plusieurs motels modernes, quelques hôtels historiques du centre-ville et quelques B&B qui sont agréables mais de style vintage.

Meteor Crater est à 35 miles à l'est de Flagstaff. Anciennement appelé Barringer Crater, c'est maintenant une destination touristique (lire piège). Vous ne pouvez plus entrer dans le cratère.

Une voiture est nécessaire pour faire beaucoup de visites. Si vous arrivez par avion, arrivez à Phoenix et louez une voiture ou prenez l'une des navettes qui vont directement à la région de Prescott. Environ 30 $ dans chaque sens, je pense. Il faut deux heures de route jusqu'à la I-17 et la route 69 pour se rendre à Prescott. Vous montez de 1 500 pieds à 5 500 pieds d'altitude, c'est donc un voyage intéressant. On ne se lasse jamais du voyage à moins que ce ne soit le trafic du week-end.

Certains des observatoires astronomiques de notre région.

Zone de Flagstaff :
Observatoire Lowell
Anderson Mesa
Discovery Channel, 4 mètres en construction
Observatoire du nombril américain

Sud de l'Arizona :
Radiotélescope de l'Arizona sur Kitt Peak
Kitt Peak - de nombreux télescopes
Observatoire Fred Whipple, Mont Hopkins
Télescope à rayons gamma VERITAS, Mont Hopkins
Observatoire des délégués syndicaux, UA Tucson
Steward Mirror Facility, UA Tucson

Mont Graham :
Télescope submillimétrique Heinrich Hertz
Télescope à technologie avancée du Vatican
Grand télescope binoculaire


Radioastronomie

L'amplificateur à fréquence intermédiaire (FI) est un amplificateur radiofréquence qui traite la sortie du mélangeur. En plus d'amplifier le signal, l'amplificateur FI dispose généralement d'une forme de filtrage passe-bande de sorte que seule une plage de fréquences sélectionnée est autorisée. Ces filtres sont souvent des variétés SAW, en réseau cristallin ou en céramique. Les fréquences FI courantes sont 70, 45, 21,4 et 10,7 MHz, mais il n'y a aucune restriction à ces fréquences. Une différence entre la plupart des amplificateurs FI de radiotélescope et ceux trouvés dans les récepteurs de communication est que les récepteurs de communication utilisent généralement une forme de contrôle automatique de gain (AGC). Les circuits AGC doivent être désactivés dans les récepteurs de communication modifiés pour une utilisation en radioastronomie, car ils ont tendance à masquer les changements subtils de la force du signal que nous essayons de détecter.

La quantité de gain nécessaire pour l'amplificateur FI est déterminée par le niveau de signal sortant du mélangeur, la quantité perdue dans le(s) filtre(s) de l'amplificateur FI et le niveau approprié requis pour le détecteur à loi carrée qui suit. Il est parfois difficile de déterminer toutes ces valeurs à l'avance et donc un atténuateur variable est parfois introduit à la sortie de l'ampli FI avant le détecteur

Détecteurs de loi carrée de radiotélescope

Si vous devenez un radioastronome amateur passionné, vous entendrez sans aucun doute beaucoup parler de "détecteurs à loi carrée". Il est intéressant de noter que l'une des configurations électroniques les plus simples du radiotélescope attire autant l'attention, mais toute cette attention est due à son rôle très important. L'énergie radiofréquence sortant des parties antérieures du récepteur alterne en polarité autour d'une tension centrale. Si nous pouvions simplement connecter un compteur à courant continu (courant continu) à ce signal, il indiquerait zéro volt car les oscillations positives et négatives de la tension s'annuleraient. Pour mesurer l'intensité du signal il faut donc en jeter la moitié ! Nous avons besoin d'une porte qui ne permette le passage du signal que dans un seul sens et c'est la diode semi-conductrice. Même le symbole que nous utilisons pour la diode suggère cette qualité, une pointe de flèche pointant vers une ligne.

Il existe plusieurs types de diodes. Les types les plus couramment utilisés par les fabricants de radiotélescopes amateurs sont la diode au germanium et la diode Schottky. Si nous passons juste la bonne plage de courant à travers ces diodes, la tension que nous mesurons qui en sort sera le carré de l'entrée, et sera donc proportionnelle à la puissance qui leur est fournie par le récepteur. C'est la puissance reçue par l'antenne du radiotélescope que l'on veut mesurer et on doit au détecteur la capacité de la mesurer. Si c'est un peu déroutant, n'ayez crainte. Vous aurez sans doute le temps de faire le tri dans l'une de ces discussions auxquelles je me réfère ci-dessus.

Processeurs DC pour radiotélescopes

Une fois que l'énergie radiofréquence a été convertie en un signal continu par le détecteur, nous devons la transformer d'autres manières qui la rendent plus facile à enregistrer. Même si nous nous sommes efforcés de ne pas introduire beaucoup de bruit supplémentaire de notre récepteur dans le signal, il y aura généralement beaucoup plus de ce bruit indésirable à ce stade que le bruit réel que nous essayons de mesurer. En d'autres termes, la sortie du détecteur consistera en beaucoup de bruit de récepteur ajouté à une petite quantité de bruit de la source cosmique. Disons que notre système d'enregistrement pourrait mesurer de 0 à 5 volts. Si nous devions amplifier notre signal CC pour remplir la majeure partie de cette plage, seul un petit changement dans la sortie enregistrée serait dû à la source. Ce que nous devons faire, c'est supprimer la majeure partie du bruit généré par le récepteur avant d'amplifier considérablement le signal CC. Cette fonction est assurée par un circuit de décalage qui soustrait simplement une tension continue constante de la tension du signal. Ceci est facilement accompli avec un amplificateur opérationnel connecté en tant qu'additionneur de tension.

Même si nous appelons le signal détecté un signal CC (courant continu), son intensité varie toujours rapidement car il conserve une grande partie de son caractère de bruit. Le lissage de ces fluctuations rapides est réalisé par un intégrateur. La fonction d'intégrateur est accomplie en utilisant un condensateur comme réservoir de stockage pour le signal entrant. Imaginez que le signal soit de l'eau passant par un tuyau et que la pression de l'eau fluctue dans ce tuyau. Si nous vidons le tuyau dans un grand réservoir d'eau et prenons la sortie d'eau d'un petit robinet au fond du réservoir, il est facile d'imaginer que les fluctuations de la pression de l'eau seront largement absentes de notre robinet de sortie. L'intégrateur rend un service supplémentaire en ce qu'en faisant la moyenne du signal dans le temps, il augmente considérablement la sensibilité de la mesure.

Enfin, le processeur DC amplifie le signal détecté à un niveau correspondant à la portée de notre appareil d'enregistrement. La fonction d'amplification ainsi que les autres fonctions du processeur à courant continu est généralement accomplie en utilisant des circuits intégrés appelés amplificateurs opérationnels. Il est très important d'utiliser des « amplificateurs de puissance » et d'autres composants de haute qualité dans le processeur CC.

Appareils d'enregistrement de radiotélescopes

Pour avoir une quelconque valeur, la sortie d'un radiotélescope doit être enregistrée. Pour le simple radiotélescope décrit ici, ce que nous voulons, c'est un enregistrement de la force du signal dans le temps. Si nous utilisons des observations par balayage de dérive, nous pouvons relier le moment où une valeur particulière de la force du signal a été enregistrée à l'endroit où dans le ciel notre antenne a été pointée. Le résultat est souvent appelé un graphique à bandes. Vous trouverez ci-dessous un excellent exemple de graphique à bandes provenant des pages Web de l'observatoire radio de l'Université d'Indianapolis dans l'Indiana. Ceci est un graphique de la source radio, Taurus A, prise comme la rotation de la Terre a déplacé le faisceau de leur antenne à travers cette région dans la constellation du Taureau

Les drift scans sont sympas, mais que faire si vous voulez faire une carte des émissions radio du ciel ? Eh bien, tout ce que vous avez à faire est de tracer des balayages de dérive du ciel à une série d'élévations séparées par un peu moins que la largeur de faisceau angulaire de votre antenne. Si vous vivez dans l'hémisphère nord, vous pouvez commencer par pointer une altitude proche du pôle nord céleste près de Polaris et faire fonctionner votre télescope pendant 24 heures. Si vous aviez une largeur de faisceau de, disons, 10 degrés, vous réduiriez alors l'élévation d'environ cinq à sept degrés et créeriez un graphique à bandes pour cette élévation. Vous continueriez le processus jusqu'à ce que le faisceau pointe un peu au-dessus de votre horizon, puis vous combineriez les fichiers de données pour créer une carte du ciel en 2 dimensions. En réalité, il y a bien plus que cela. Des étalonnages à moitié à maintenir et d'autres facteurs comme les interférences et le bruit radio du sol pris en compte. Pourtant, vous voyez l'idée.


Étape 3 : Tuner FM

Le tuner FM sera le composant central de votre laboratoire. Cela semble cher, n'est-ce pas? Eh bien, ce n'est pas nécessaire. L'image ci-dessus est un tuner FM numérique d'occasion que j'ai acheté sur eBay pour un total de 8,00 $ (frais de port compris). Ce que j'aime dans ce tuner, c'est qu'il n'est pas compliqué et qu'il n'a pas trop de commandes. Les préréglages de la mémoire sont également très utiles. Lorsque je trouve des stations qui fonctionnent bien, je les programme dans les préréglages de la mémoire pour un accès facile plus tard.

Au dos du tuner, assurez-vous que vous pouvez brancher une antenne externe et que vous disposez d'une sorte de sorties audio à brancher sur votre ordinateur. Tous les tuners FM ont des sorties audio de quelque sorte. Familiarisez-vous avec le type de prises de sortie dont vous disposez, car si vous souhaitez connecter un ordinateur à votre tuner, vous aurez besoin du câble approprié pour effectuer le raccordement.


Qu'aurait été un "mélangeur de cristaux" dans un radiotélescope des années 1960 à 960 MHz ?

L'article de 1963 est Mesure précise des déclinaisons des sources radio (cliquez sur la petite icône PDF) et les deux extraits contenant l'expression « mélangeur à cristaux » sont cités ci-dessous avec le schéma fonctionnel.

Quand j'entends "cristal", je pense soit à des cristaux de quartz pour oscillateurs, soit à des cristaux métalliques (par exemple, de la galène) avec des surfaces d'oxyde utilisées pour fabriquer des diodes à l'aide de contacts à moustaches de chat, mais pour la détection de diodes dans le mélangeur, il existe certainement des diodes à tube à vide et à semi-conducteur les années 1960, bien que je ne connaisse pas les performances à 960 MHz.

Question: Qu'aurait été un "mélangeur à cristaux" dans un radiotélescope des années 60 à 960 MHz ?

Schéma fonctionnel d'un interféromètre astronomique composé de deux radiotélescopes séparés de 200, 400 ou 1600 pieds et fonctionnant à 960 MHz. Les mixeurs en question sont indiqués juste en dessous de chaque plat :

"Crystal mixer" apparaît deux fois dans le document à la page 2 :

La disposition des composants de l'équipement de réception est illustrée par le schéma fonctionnel de la figure 1. Les récepteurs étaient du type superhétérodyne, et les mélangeurs à cristaux étaient reliés par de courtes longueurs de câble aux alimentations d'antenne sans aucune pré-amplification au niveau du signal la fréquence. La fréquence de l'oscillateur local était de 960 Mc/s et la fréquence centrale des amplificateurs FI était de 10 Mc/s, avec une largeur de bande d'environ 4 Mc/s. Aucune tentative n'a été faite pour rejeter la réponse d'image du superhétérodyne. Notez que les amplificateurs FI ont été divisés en deux sections. Le préamplificateur FI était situé au foyer principal du paraboloïde avec le mélangeur et amplifiait suffisamment le signal pour lui permettre d'être acheminé via un long câble de connexion au reste du récepteur, qui était situé dans le bâtiment du laboratoire.

La puissance de l'oscillateur local pour chaque moitié du récepteur était fournie par un oscillateur klystron séparé, qui était verrouillé en phase par un système d'asservissement en boucle fermée pour référencer des signaux d'origine centrale commune. La puissance du signal de référence à haute fréquence requise par le système pour un verrouillage satisfaisant était d'environ six ordres de grandeur plus faible que la puissance disponible de l'oscillateur local requise par les mélangeurs à cristal des récepteurs superhétérodynes. Le problème d'obtenir une puissance d'oscillateur local en phase aux deux antennes lorsqu'elles étaient utilisées à de grandes distances a été ainsi grandement simplifié.


Veuillez noter qu'à partir de la version 9, le logiciel utilise la dernière version de Skyfield (1.3). Vous pouvez installer Skyfield en utilisant pip installer skyfield

Il n'est plus nécessaire d'installer à l'aide pip installer skyfield==0.6.1

J'ai également corrigé un bug concernant la bonne gestion des valeurs de longitude négatives (sud).

Un grand merci à Dave Typinski pour les ajouts/corrections/carte de probabilité de plan de phase J'ai ajouté les différentes modifications aux paragraphes "Quels types de signaux pourrais-je recevoir ?", "Un peu de connaissances scientifiques", "À propos de CML -Probabilités du plan de phase Io".

J'ai mis à jour le logiciel utilisé dans ce projet pour utiliser une bibliothèque FFT différente et un format de fichier différent pour des performances améliorées et un espace de stockage réduit.

Un nouveau logiciel est disponible sur github ici

Cette nouvelle version utilise une version modifiée de rtl-puissance-fftw par Klemen Blokar et Andrej Lajovic. Les nouvelles sources sont disponibles ici

L'ancienne version du logiciel est disponible ici

Tout le logiciel a été construit et testé à la fois sur Raspberry PI 2 et 3.

Il fonctionne également bien sur une machine virtuelle Debian Jessie.

rtl_power_fftw peut également être compilé sous Windows mais je n'ai pas encore essayé.

Radio-astronomie amateur avec votre Raspberry PI

Les radio-astronomes amateurs ont construit plusieurs appareils pour recevoir, écouter et/ou afficher des signaux provenant de sources spatiales, beaucoup utilisent des récepteurs radio sur mesure, d'autres utilisent des récepteurs radio HAM. Récemment, diverses expériences ont été menées en utilisant les dongles rtl-sdr bon marché (récepteurs radio destinés à l'origine à écouter la radio et regarder la télévision sur votre ordinateur portable).

Avec ce projet, je veux essayer de recevoir des émissions radio du Soleil ou de Jupiter et de son satellite Io. Je souhaite construire une station de radio automatisée, connectée au cloud en tant qu'appareil IoT que tout amateur pourrait facilement reproduire, rejoignant le projet et formant un effort scientifique collaboratif et ouvert pour partager facilement les spectrogrammes des émissions reçues.

Quels types de signaux pourrais-je recevoir ?

Il est très facile de recevoir les tempêtes de radiofréquence du Soleil, mais Jupiter produit également de fortes émissions RF. Vous pouvez recevoir des émissions radio de ces sources sur différentes fréquences. La partie haute de la bande HF (entre 10 et 30 MHz) est souvent la cible d'une surveillance scientifique tant pour le Soleil que pour Jupiter. De nombreuses autres fréquences peuvent être surveillées jusqu'à 1,7 GHz avec ces dongles radio mais je me concentrerai sur la bande HF avec ce projet.

Un peu de connaissances scientifiques

L'émission radio décamétrique de Jupiter, découverte pour la première fois par Burke et Franklin en 1955, peut être reçue entre 15 et 30 MHz avec un réseau d'antennes modeste. L'atmosphère terrestre atténue l'émission au fur et à mesure que l'on regarde en dessous de 15 MHz. La force du champ magnétique de Jupiter limite son émission décamétrique à un maximum légèrement inférieur à 40 MHz, mais l'émission jovienne s'affaiblit également à mesure que la fréquence augmente. La plupart des émissions joviennes au-dessus de 30 MHz sont faibles, ce qui nécessite de grands réseaux d'antennes pour les voir.

Vous pouvez lire toute l'histoire de la découverte des tempêtes radio de Jupiter sur le merveilleux site Web Radio Jove de la NASA. Sur le même site vous trouverez la description d'un très bon récepteur radio dédié sur 20,1 MHz.

La fréquence d'accord n'est pas très critique car les orages radio peuvent être reçus sur la majeure partie du spectre HF. Les émissions sont produites par l'interaction de particules chargées avec le champ magnétique jovien. Le champ magnétique jovien est environ 20 000 fois plus fort que celui de la Terre. Comme pour les aurores terrestres, le champ magnétique jovien est responsable de la formation des aurores dans la haute atmosphère de Jupiter (comme illustré ci-dessous par Hubble). L'émission de Jupiter observée dans la bande HF ne provient pas des aurores, mais d'une région située à environ 20 000 km au-dessus de la couche nuageuse visible.

Il a été observé que la géométrie relative entre Jupiter, son satellite Io et la Terre a un effet modulateur sur l'émission, la rendant plus ou moins susceptible d'être observée à des moments différents. Il y a un diagramme de distribution de probabilité que vous trouverez dans divers articles scientifiques qui ont été construits sur la base d'années d'enregistrement de données depuis 1957. Les données sont toujours en cours de collecte et les paramètres de probabilité mis à jour.

Il est utilisé par certains programmes pour prévoir et afficher les meilleures périodes d'écoute. Voici un exemple:

L'intrigue ci-dessus, appelée un Carte de probabilité du plan de phase CML-Io (ou simplement « plan de phase » pour faire court), est une adaptation de la carte de probabilité utilisée par Radio Jupiter Pro .

La longitude du méridien central nous indique quelle partie de Jupiter fait face à la Terre, tandis que la phase Io nous indique où se trouve Io sur son orbite par rapport à la conjonction géocentrique supérieure (le point de son orbite le plus éloigné de la Terre, directement derrière Jupiter).

Les limites de la zone (à l'exception de l'Io-D) sont marquées selon les définitions de l'Observatoire radio de l'Université de Floride (UFRO) voir https://ufro.astro.ufl.edu/decframe.htm . UFRO ne définit pas de zone Io-D, donc la zone Io-D est marquée selon la définition fournie par Carr, et al. dans "Physique de la magnétosphère jovienne" (1983).

À propos des probabilités de plan de phase CML-Io

L'image du plan de phase Io-CML ci-dessus tente de décrire la probabilité relative de recevoir des émissions joviennes à 20,1 MHz. Cela se fait en faisant d'abord une moyenne des données de probabilité générées à partir d'observations faites à 18, 20 et 22 MHz à l'Observatoire radio de l'Université de Floride (UFRO) de 1957 à 1994. La moyenne résultante est ensuite mise à l'échelle de sorte que la probabilité maximale, en la région source Io-B, devient une probabilité relative de 100 %. La probabilité d'observer les émissions joviennes est affectée par de nombreuses variables. Certains d'entre eux sont la fréquence d'observation, la transparence de l'ionosphère terrestre, la durée de la session d'observation, le gain d'antenne, la sensibilité du récepteur, le niveau de bruit de fond galactique, le niveau de bruit artificiel, la position de Jupiter par rapport au Soleil et la déclinaison jovicentrique de Terre. Bien que cette image soit un guide utile pour l'observateur de Jove, elle ne peut pas être utilisée pour prédire les événements avec une certitude absolue.

L'expérience avec les petits réseaux d'antennes et les spectrographes à fréquence balayée montre qu'une probabilité relative de 100 % équivaut peut-être à 50 % de probabilité absolue. Cela signifie que même pour la zone Io-B à forte probabilité, on n'a que 50% de chances d'observer l'émission jovienne lorsque Jupiter, Io et la Terre sont dans une telle configuration.

Merci aux Drs. Chuck Higgins, Francisco Reyes et James Thieman, pour leur aide dans la mise à disposition de ces données UFRO, et à Dave Typinski pour avoir généré l'image graphique du plan de phase ci-dessus.


Comment convertir une antenne parabolique en radiotélescope

Si vous vous retrouvez avec une vieille antenne de communication par satellite de 30 mètres, que devez-vous en faire ? Une option consiste à le convertir en radiotélescope, ce qui est exactement ce que les astronomes de l'Université de technologie d'Auckland en Nouvelle-Zélande ont fait avec une vieille parabole qui traîne dans l'extrême nord du pays.

Alors, que devez-vous faire exactement pour convertir une antenne de communication en radiotélescope ? Aujourd'hui, Lewis Woodburn de l'Université de technologie d'Auckland et quelques amis répondent à cette question en détaillant le processus qu'ils ont suivi pour effectuer la conversion.

L'ancienne antenne parabolique en question a été construite en 1984 pour le bureau de poste néo-zélandais et transférée à Telecom New Zealand en 1987. En 2010, l'antenne parabolique était devenue obsolète et la société a arrêté la maintenance avec l'intention de la démolir. C'est alors que l'Université de technologie d'Auckland est intervenue.

Ce dont ils ont hérité était bien loin d'un radiotélescope à la pointe de la technologie. Le plat est situé près d'un canton reculé à l'extrême nord de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande. Étant à seulement cinq kilomètres de la mer, la corrosion par le sel était un problème important, en particulier compte tenu du manque d'entretien récent.

La première tâche de l'équipe a donc été de nettoyer la vaisselle et de remplacer les boulons et l'équipement rouillés. En particulier, les moteurs qui déplacent la parabole étaient devenus rouillés et de toute façon étaient vieux et inefficaces.

De plus, le mécanisme de pointage de la parabole ne permettait à la parabole de parcourir que ±170° par rapport aux ±270° requis pour la radioastronomie. Ainsi, les câbles d'alimentation et la chaîne en métal qui faisaient toute cette direction ont également dû être remplacés par des plus longs pour permettre ce mouvement supplémentaire. La parabole nécessitait également de nouveaux circuits d'arrêt d'urgence pour empêcher la parabole de dépasser ses limites mécaniques.

Ensuite, l'équipe a examiné le système de contrôle de la parabole. À l'origine, l'antenne avait une paire de gros moteurs à induction pour l'orientation et un ensemble de petits servomoteurs à courant continu avec un engrenage supplémentaire pour suivre les petits mouvements quotidiens des satellites géostationnaires. L'équipe a remplacé les deux ensembles de moteurs par un seul ensemble de servomoteurs à courant continu avec des codeurs d'arbre optiques qui fonctionnent à la fois pour l'orientation et le suivi.

L'un des défis auxquels ils ont été confrontés a été de concevoir un système de contrôle sans une connaissance détaillée des caractéristiques mécaniques de l'antenne, telles que sa rigidité, son inertie, les charges de vent, etc. "Cependant, les tests de remise en service ont montré que le système était stable avec une précision d'asservissement supérieure à un millidegré dans des conditions de vent faible", déclare Woodburn and co. Et ils disent qu'il y a une marge suffisante pour améliorer les performances par temps de rafales, si nécessaire.

L'équipe a également utilisé un scanner laser pour cartographier la forme de la surface du réflecteur. Toute déformation importante pourrait avoir une influence significative sur la précision de l'instrument. La forme est globalement satisfaisante. Cependant, "le résultat du traitement des données a révélé une déformation gravitationnelle notable de l'antenne", déclare Woodburn and co. Ils disent que c'est le résultat de l'élévation verticale requise pour faire la cartographie qui place le plat à un angle de seulement six degrés.

Connaître la forme exacte devrait permettre aux astronomes de tenir compte de toute déformation gravitationnelle. Cependant, cela les oblige à déterminer comment la déformation change avec l'élévation de la parabole, ce sur quoi l'équipe travaille actuellement.

Enfin, ils ont équipé la parabole des instruments nécessaires pour détecter les ondes radio de l'espace. La parabole a un guide d'ondes qui envoie le signal dans le bâtiment sous le télescope. Dans cette zone se trouve un nouveau récepteur conçu pour correspondre à celui du radiotélescope de Jodrell Bank au Royaume-Uni, ainsi que divers autres éléments tels qu'un système d'enregistrement et un réseau amélioré pour transmettre des données et communiquer avec d'autres radiotélescopes lorsque ce plat fonctionne dans le cadre d'un tableau.

C'est un nouveau kit pratique qui devrait avoir un impact significatif sur le type de radioastronomie qui peut être fait en Nouvelle-Zélande. L'équipe envisage que l'antenne parabolique fonctionnera à la fois comme un instrument autonome et également avec d'autres antennes paraboliques dans le cadre d'un interféromètre radio, bien qu'une mise à niveau soit encore nécessaire. "Cette antenne de 30 m ajoute considérablement à la capacité de la Nouvelle-Zélande en radioastronomie avec une grande surface et est un instrument très sensible capable de travailler sur une seule parabole", déclare Woodburn and co.

Incidemment, la parabole néo-zélandaise n'est en aucun cas la seule antenne de communication par satellite convertie pour la radioastronomie. Plusieurs plats de taille similaire ont été transformés en Australie, au Japon et en Afrique.

Incroyable ce qu'on peut faire avec un vieux morceau de métal prévu pour la démolition !


Comment le bruit est-il supprimé dans les radiotélescopes ?

Un exemple assez simple : si vous mesurez le signal d'une source compacte (par exemple une galaxie lointaine), vous pouvez avoir deux récepteurs identiques, l'un recevant le signal de la source et l'autre de "l'espace vide" à proximité (disons,

0,1 degré). Les sources de bruit des systèmes terrestre et solaire affectent les deux récepteurs de la même manière, car les récepteurs sont identiques et utilisent la même antenne en même temps. Soustrayez les signaux et vous pourrez vous débarrasser de ces types de bruit.

Ils réduisent le bruit par diverses méthodes astucieuses.

Un exemple assez simple : si vous mesurez le signal d'une source compacte (par exemple une galaxie lointaine), vous pouvez avoir deux récepteurs identiques, l'un recevant le signal de la source et l'autre de "l'espace vide" à proximité (disons,

0,1 degré). Les sources de bruit des systèmes terrestre et solaire affectent les deux récepteurs de la même manière, car les récepteurs sont identiques et utilisent la même antenne en même temps. Soustrayez les signaux et vous pourrez vous débarrasser de ces types de bruit.

depuis que tu as abordé le sujet

Il existe 2 principales sources de bruit dans l'astrophotographie moderne (imagerie numérique)
Les deux peuvent être traités avec beaucoup de succès.

1) pollution lumineuse d'origine humaine …. utiliser un site sombre et/ou des filtres…. les gars font de l'imagerie de l'espace lointain même pendant la pleine lune depuis la banlieue
l'empilement d'images multiples (longues = 5 minutes d'exposition) réduit également considérablement le bruit aléatoire

2) bruit généré par les capteurs eux-mêmes

refroidissement du capteur comme dans l'exemple ci-dessous. Faire des images sombres et les soustraire des lumières élimine les pixels chauds

Pièces jointes

Il existe 2 principales sources de bruit dans l'astrophotographie moderne (imagerie numérique)
Les deux peuvent être traités avec beaucoup de succès.

1) pollution lumineuse d'origine humaine …. utiliser un site sombre et/ou des filtres…. les gars font de l'imagerie de l'espace lointain même pendant la pleine lune depuis la banlieue
l'empilement d'images multiples (longues = 5 minutes d'exposition) réduit également considérablement le bruit aléatoire

2) bruit généré par les capteurs eux-mêmes

eh bien c'est pourquoi tu fais les choses que j'ai commentées

(image analogique sur pellicule et non, vous êtes assez foutu…. l'imagerie numérique vous laisse grand ouvert pour
suppression du bruit)

prendre plusieurs images et empiler ces images réduit considérablement le bruit aléatoire

L'ajout de "Dark Frames" à la pile supprime TOUS les pixels chauds

et un post-traitement créatif sur cette image empilée finale donne une image très exempte de bruit

c'est un exemple d'une image astro amateur très exempte de bruit …..

c'est 81 minutes de temps d'exposition cumulé
Crédit Franky T Astro Cop‎ un compagnon d'astronomie australien du nord

Pièces jointes

Aucun de ceux-ci ne supprime le bruit, ils suppriment simplement le « signal » non uniforme. Par signal, j'entends les électrons réels générés par les photons entrants et le biais ajouté par le capteur. Le bruit est la variation aléatoire de ce nombre d'électrons qui provoque une image « granuleuse ».

Cela augmente le SNR, mais la quantité de bruit que j'ai définie ci-dessus augmente en réalité. Luckily the signal increases linearly while the noise typically increases as the square root of the signal, which is why the SNR rises.

Neither of those remove noise, they just remove non-uniform 'signal'. By signal I mean the actual electrons generated by incoming photons and the bias added by the sensor. The noise is the random variation in this electron count that causes a 'grainy' image.

It increases the SNR, but the amount of noise as I defined above actually increases. Luckily the signal increases linearly while the noise typically increases as the square root of the signal, which is why the SNR rises.

It removes the unwanted signal from these pixels, but the noise is not removed.

your idea of noise in an image and my idea seem to be very different
I really cant figure where you are going ?

noise is noise is noise, regardless of how it is generated and the processes mentioned do lots to remove those various types of noise.

I don't know if Drakkith thinks that I think that all … 100% … of noise can be removed. Of course not and I am not stating or advocating that

But the noise can be substantially reduced by various methods that I have stated, including the use of bias frames that help remove the bias noise signal generated by the sensor

The sensors coming out these days have extremely low bias noise that many guys are not even bothering with bias frames to lower electron noise

this is the comments for one of my cameras

Cameras of 5 - 20 years ago suffered from a lot of self generated noise. These days it is hardly an issue
even just in the last 5 years, the technology has advanced well

Mine comes from my book on astronomical image processing and is more technical than what I've usually seen describe noise.
Imagine taking two images of the same starfield. These two images have identical exposure times, identical filtering, were taken with the same camera, the same software, at the same location, etc. If you were to inspect every pixel on both images you find that these pixels are ne pas identical. The number of electrons counted from each pixel on one image is slightly different than the number of electrons from corresponding pixels on the other image (I say electrons and not photons because that's what's physically being counted by the detector). If you were to take a third image, you would find that, again, all of the pixels have slightly different values. This variance is noise and while you cannot predict the exact value a pixel will have between successive images, it follows a certain statistical pattern, namely that the noise varies as the square root of the signal.

That signal could be the actual photons being captured by the sensor (either from your target or from stray or unwanted light), the electrons generated in the sensor by dark current, or the electrons generated by the onboard electronics. All of these things serve as 'signals' and all contribute their own noise to the resulting image. Basically anything that generates electrons in the detector is a signal.

Subtracting dark frames, flat frames, or bias frames does not subtract the noise added to the image from dark current, from bias, or from the flat, dark, and bias frames taken to do the subtraction. The reason that these are taken and subtracted is to remove the signal from each of these sources, in addition to fixing hot/cold pixels. That leaves you with, ideally, the signal from your target, the signal from the background and ambient light, and the noise from all of the sources.

Taking multiple exposures and adding/averaging them together does the same thing that taking a longer exposure would do. It increases the signal to noise ratio. If we examine the same pixel from images taken of the same object at 5, 10, and 20 second exposures we would find that the pixel value increases approximately linearly, with the 10 second image having twice the signal as the 5 second image and the 20 second image having 4 times the signal. However, the noise does not increase linearly. The noise in the 10 second image is only ##sqrt<2>## times the noise in the 5 second image, and the noise in the 20 second image is ##sqrt<2>## times as much as in the 10 second. So increasing the exposure time from 5 seconds to 20 has increased the signal by 4x but the noise by only ##sqrt<2>*sqrt<2>##, or 2x. Hence the SNR has increased by a factor of 2 also. Stacking images is almost identical except for the fact that the readout noise of the sensor is comparatively higher than it would be if you just increased the exposure time.

Narrowband filtering 'removes noise' by blocking all of that pesky background light that you don't want which would only add lots of noise to the image. After all, you'd be able to subtract some quantity from all the pixel values of the image digitally so that this background light wasn't visible except that the noise can potentially be larger than the signal of your target! That's why shooting in heavy light pollution is so bad. The target's signal is swamped by the inherent noise of the ambient light.

For example, when shooting from inside a city, in a 30 second exposure I might see pixel counts of more than 40,000 electrons per pixel all across my sensor. The noise inherent with this background light is roughly ##sqrt<40,000>##, or ±200 e. Technically I should mention this is a mean, since it's a random variation about some central value. The fluctuation in the measured value of a particular pixel after many different exposures would have a high chance to be within 200 e of that 40,000, a slightly lower chance to be a little more than 200 e above or below, an even lower chance to be a bit further beyond that range, etc. When I compare this to the expected signal of my target, which may only be a hundred electrons per pixel over that 30 seconds or even less, you can see that the variation per pixel because of the noise can much larger than the signal from my target. This is what it means for a signal to be buried in the noise.

I hope I've made myself a bit clearer now.

I agree with Drakkith. The term noise is as commonly, widely and horribly misused in astrophotography to a similar extent of the the common practice of using the kg to measure weight is in everyday usage.

All relevant signals when it comes digital sensors in astronomy are modeled as stochastic processes with a Poisson distribution. This means that the signal is equal to the number of photons/electrons detected by the sensor (this relates to the Nobel Price Einstein did receive on the photoelectric effect) and the noise is thus equal the square root of the signal (in statistics terms the noise is the variance of the signal).

The main three signals are:
1. Bias/offset/pedestal signal - a small constant signal added by the sensor circuits to every exposure to make sure the final number can't become negative.
2. Dark current signal - electrons leaking into the "pixels" over time which is accelerated greatly by higher sensor temperatures. This is why serious astrocameras are both chilled and temperature regulated (to keep the variation down).
3. Light signal - all the actual photons your sensor detects (or in the case of Vigenetting, photons it fails to detect but can be measured/modeled). This includes:
+ The actual object you want to observe
+ Cosmic rays
+ Vigenetting, dust bunnies, etc.
+ Zodiacal light
+ Air glow/Aurora
+ Atmospheric dispersion of light sources
+ Reflections/dispersion due to (nearby or not) light sources reaching the sensor even though they shouldn't due to the properties of the optics
+ Light pollution
+ Aircraft and satellite trails
+ other stuff I forgot to mention

In serious astrocameras the digital output has a "unity" gain, this means that the ADU (Analog-Digital Units), more commonly known as the pixel value, is equal to the the number of electrons detected from all sources. Only the electrons from 3 are actually due to photons and you'd ideally want to avoid having to bother with both the spurious electrons from case 1/2 and many of the photons (you are after all only interested in the photons from the objects you want to observe) from case 3.

There are limits in what we can do to avoid detecting the spurious electrons from 1 and 2 but in most relevant cases 1 only matters if your exposures are too short (and the signal but not the noise can be removed using bias frames) and 2 can be limited by cooling the sensor and if the temperature is steady you can easily remove the signal (but again not the noise) by using dark frame subtraction.

For case 3 some of the signals can be reduced (and thus their inherent noise) by placing the telescope in the right spot (say high and dark), taking the image at the right time (no moon overhead, no aurora), using filters (very narrow-band filters works even from some of the most light polluted areas (I've seen amazing narrow-band images from amateurs in Rome and Athens)), etc. If the signal you want to avoid ever hits the sensor the best you might be able to do is to measure or model it (flat frames, background subtraction, etc.) but then you are again left with removing just the signal and not the noise.

The techniques used to stack sub-exposures (average, median, Sigma-Kappa, etc.) then also have a impact on how the noise and spurious signals are controlled.


Ep. 7: Getting Started in Amateur Astronomy

Got your eye on that $40 telescope at Walmart? Wait, hear us out first! Fraser and Pamela discuss strategies for getting into amateur astronomy – one of the most worthwhile hobbies out there. We discuss what gear to get, where to look, and how to meet up with other astronomy enthusiasts.

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Check out Episode 33: Choosing and Using a Telescope for more specific suggestions and links
Basic Optics

Other Resources for Amateurs

    – Buyer’s Guide, reviews of equipment and lots of free observing tools including interactive star charts for all latitudes. – an excellent book for amateurs anywhere, including starcharts good for Northern Hemisphere locations.

Transcript: Getting Started in Amateur Astronomy

Fraser Caïn : Last week we discussed the beginning of everything: the big bang. Pretty heavy stuff, so we thought we’d give you guys a couple of weeks to absorb that, and talk about our favourite hobby: amateur astronomy (obviously) and how to get into it.

So before you rush off to Wal-Mart and by that $40 telescope, hear us out.

First, Pamela, I wanted to know how you got into amateur astronomy.

Dr Pamela Gay : I don’t think I necessarily was going to be given a choice. My dad was an electrical engineer who was deeply passionate about astronomy and physics, but just for various career reasons went into electrical engineering instead. As far back as I can remember I was getting sci-fi influences, and getting drug out of bed to see pictures coming back from the Voyager space probes.

One of my earliest memories is going out to the backyard around age five or so, and looking through a little tiny refracting telescope that much more strongly resembled a pirate’s spyglass than any piece of astronomical instrumentation. He showed me the Moon through it, and I lied: I said I could see Russian cosmonauts (and how I knew those things existed at age five, I don’t know – I was an uber-geek at five). I lied and said I could see Russian cosmonauts walking their dogs on the Moon, and my dad let me get away with the lie!

I remembered what happened because he let me lie and I didn’t get punished. It’s strange the things you remember, and by being allowed to get away with that lie, I somehow ended up becoming a professional astronomer.

Fraser : How did you know that you were going to become a professional astronomer? How did you make that decision?

Pamela: I sort of wasn’t smart enough to know when to stop taking classes? I actually started out college at James Madison College at Michigan State University, which is an international relations program. The program was nice and all, but I was taking astronomy classes (and I’d been taking astronomy classes for forever). No one – well, very few people – actually believe, “I can be a professional astronomer” and I wasn’t one of those people that believed I could do it, so I figured I’d get a degree in international relations and do science policy or something like that.

I was hacking it in the astronomy classes, and going a little bit crazy with all of the young Republicans in my international relations programs (no offence to Republicans out there, but at 9am I can’t deal with them in classes). The astronomy just sort of sucked me in and I got my undergraduate degree and said, “Okay, I’m going to graduate school,” got my masters degree, got my PhD, and just kept going and landed as a professional. I’m just doing it because I love it: it’s not a job, it’s a hobby I get paid to do sometimes.

Fraser : I actually had a really similar upbringing with you, actually. Both my parents were quite into science fiction – we watched Star Trek whenever the repeats were on. My dad woke me up in 1981 to watch the launch of the space shuttle, but he didn’t do a lot of observing. My dad would by a copy of Sky and Telescope every month, so I always had the pictures to look through. I think, for me, what really affected me was I got a copy of Our Universe which was this time-life book that came out in the mid-80s and was really thick. It had wonderful pictures and information about space, and I read it over and over again.

I think I was about 14 when I bought my first telescope. We’d set it up in the backyard and observe every night. It was a 4″ Newtonian telescope – not very good, it didn’t have a good mount or anything. When my parents’ friends would come by, I would set up the telescope and show everybody, “here’s Saturn!” and, “here’s the Moon!” It was great – I think I always loved to share it, which was funny.

Later on, I actually organized a star party on the island I grew up on, Hornby Island (west coast of British Columbia), and organized this star party with a friend of mine who was also into astronomy. We’d have all of our parents’ friends over and they were all – they weren’t into it, no one else had a telescope, but they really enjoyed it.

Then I went into the business world, but I also maintained my interest in astronomy on the side, and eventually worked on Universe Today and kept going with it.

Pamela: And now you’re here!

Fraser : So let’s say that a listener wants to get involved in astronomy – is obviously listening to this podcast, but maybe hasn’t done any observing with a telescope but isn’t really sure what to get and is eyeing that Wal-Mart telescope with $40 in hand. Where would you suggest people get started?

Pamela: I’d walk next door to the photography store and get a pair of binoculars. The thing about telescopes is there is technique to using them. A lot of the Wal-Mart telescopes, you’re going to get frustrated with trying to figure out how to find something in the sky and stop using it before you actually do anything cool.

If you go out and instead get a pair of binoculars, first of all you can convince your spouse it’s a good investment. You can also use them to look at your kids when they’re in marching band or soccer or whatever sports they play. You can watch parades, go to the zoo and see animals. Binoculars are one of these investments you can use for your hobby, but you can also use them for all sorts of other different things.

They’re easy to use. With a telescope there’s fussing and fussing and fussing – and eventually you find an object. With binoculars, you look at the object with your eyes, pull the binoculars in front of your eyes and look at the object through the binoculars with your eyes. The learning curve to get from having the binoculars in a box to using the binoculars to look at the Moon is almost none.

Fraser : Yeah, using binoculars is so fast. You can look up in the sky, see some blurry spot or something, pull the binoculars, turn and see things that have a much better view. If you’re not sure if you’re looking at the right object, you just look again and make sure you’ve got it lined up.

Yeah, I totally agree that binoculars are one of the first, best ways to go.

Pamela: They’re entirely satisfying because you can see objects that are fainter than you could ever see with your eyes, but you can get from object to object quickly. You’re not lugging around a heavy object. Telescopes can get heavy and cumbersome to carry around with you. So you’re getting a whole new face to the sky with this $70 piece of glass and plastic, and you’re having fun and they’re easy to share. You just hand them to your kid and help your kid find an object. Hand them to your friend, your spouse, whoever is nearby going, “what are you doing in the dark?” and you can get them hooked as well.

Fraser : I think the best thing with binoculars kind of goes hand-in-hand with one of the most important things, to learn your constellations and be able to go out with a star map in hand and actually start learning where all the stars are. Everything in astronomy is based on those constellations, so if you know where Hercules is, you can find the globular cluster. If you know where Pegasus is, you can find Andromeda. So I think the next step is to learn your constellations.

Pamela: Here I think you and I have a slight disagreement. I love planispheres, and there’s a really good one available for free.

Fraser : What’s a planisphere?

Pamela: It’s a round piece of paper within two pieces of paper. It’s a dial that’s just… take three pieces of paper, cut a hole in the top piece and allow the middle piece to rotate freely. The top piece you cut a hole that represents your sky. The back piece has all the constellations on it, and you rotate it until the constellations that are visible on the planisphere match the constellations visible in the sky.

Fraser : They have like a month and time so you can turn it so you could match the sky tonight.

Pamela: Exactement. These are also called star wheels, star dials… because you dial the wheels to the time and date you’re at, and it moves your map to adjust to what our current changing sky actually looks like.

Fraser : Yeah, you can get them at museums, online…

Pamela: Edmund Scientific

Fraser : Yeah, and they’re only a couple of dollars. They’re not expensive at all.

Pamela: They’re easy to use, and every good journey begins with a map, and this is one of my favourite maps.

Fraser : Yeah, my favourite is there’s a book called Nightwatch which is what taught me my constellations. It’s this spiral bound book, about 96 pages or so, and inside it’s got a really nice view of all the constellations for each season. You can lay it out flat and use a red flashlight so you don’t wreck your night vision, and you can learn your constellations. The great thing about it is it also has in all the constellations, it’s got closer-in views that show where all the interesting objects are: where galaxies and nebulas and stuff like that are. So as you get better and learn your constellations you can switch over and start looking for some of these objects. Nightwatch is by Terrance Dickinson. I would say it should be on every amateur astronomer’s bookshelf.

Pamela: I have it on my shelf, so it should be on every pro’s shelf as well.

Fraser : The other thing I recommend is before getting a telescope, find your local astronomy chapter: do a search on Google for “astronomy society” and then your city (Chicago, New York, Vancouver, whatever) and you’ll find your local astronomy club. There’ll be some contact people, and they’ll do an observing night several nights a month. What you can do is organize to go out there and look through people’s telescopes and you’ll find amateurs are more than happy to let you take a look.

Pamela: Amateurs are some of the friendliest human beings out there. These are people that have a hobby they’re passionate about that they just want to share with somebody. They want to take you out and help you find the galaxies, help you find the planets, and get you as hooked as they are so they have another person to talk about the stars with.

Finding a mentor can be the best thing you can do if you really want to get started. It’s one thing to learn from a book, it’s another thing to learn from someone who’s already gone through the learning process and knows all the tricks that you have to watch out for.

It’s also good because you can play with their equipment before you have to invest in any of your own. Just like it’s good to test-drive a car, it’s good to test-drive a telescope. What is one person’s favourite telescope might drive another person crazy.

So go out, find someone that you enjoy learning from, a club you enjoy being part of, and get involved with human beings and build a small astronomical community. Here in the United States, we have the astronomical league which keeps a list of major astronomy clubs around the United States. In Canada there’s the Royal Astronomical Society of Canada. Both are good organizations that can help you get started, and help you find the local folks to get you started face to face.

Fraser : So let’s say then that people don’t want to wait and they’ve done the binoculars and they know they want a telescope. What’s the big recommendation?

Pamela: My favourite first telescope is a Dobsonian telescope. This is basically a light bucket. It’s a telescope mounted on what, for lack of a better term, I will call a lazy-susan. It’s easy to point, it’s easy to carry, it’s hard to break and they’re cheap. You can get a really good one for under $200.

Go out, you can get a 6″ mirror which will collect huge amounts of light compared to your binoculars or your eyes, and start looking at fainter galaxies. Start challenging yourself to find little tiny double stars that have very different colours. See what your eyes are capable of, and just go that next level of faintness into the sky.

Fraser : Yeah, the Dobsonians are actually pretty easy to move around. Now, it won’t have computer control, which is good because it’s good to learn the constellations and where objects are. You can swing them around, turn them, move them up and down, and look through the spotting scope to find out what you’re looking at.

So I totally agree that for a couple hundred dollars you can get a pretty powerful telescope. They’re not super portable, but they are definitely a really good view of the night sky. Then you can start looking at some of the more darker, deeper sky objects – galaxies, nebulae, stuff like that.

Pamela: You can get them that have encoders in them that can say, “you just pointed at Aldeberan, you pointed at Betelgeuse before that, I know how you moved the telescope to get between these two objects, now let me tell you how to find something cool you wouldn’t be able to find otherwise,” and they use little arrows to move you around the sky.

So it’s actually possible to get a Dobsonian that will help you find things and be your resident tour guide. It won’t move the telescope for you, but it will tell you how to move the telescope.

Fraser : So let’s say that the Dobsonian is good, but I think people do want some of those features – some of that star-finding, some better optics. What would you recommend about that?

Pamela: Well, there it starts to get into a question of how much money you’re willing to spend, and what are your eventual goals? If you’re someone who wants to always be looking at the sky, the Takahashis are amazingly expensive you’ll spend as much on them as you will on a car, but you’ll have sensational optics. Dobsonians are good, but they are hard to transport but you can get them in huge varieties. I’ve met some that you have to stand on 12′ ladders to look through, but you could see quasars through the Dobsonian.

Fraser : I looked at one this summer and it was 21 inches, I think. It was a 16 foot ladder you stood at the top of, and then you could look in. You could see Andromeda and see the spiral arms of it. It was just unbelievable. It was fairly portable – wasn’t too bad. It was cloth and the tops and the bottoms could come apart and they could move it around. So actually it wasn’t too bad, but still –pretty crazy.

Pamela: Once you start getting into wanting a mechanized telescope, it all depends on how much money you’re willing to spend. Celestron, Meade and Orion all put out perfectly reasonable telescopes in the “it costs as much as my high school student’s car” variety. These will get you started: you can attach cameras to them, you can get what are called CCDs – Charged Coupled Devices, that are basically the same technology that’s in a digital camera, but specially cooled and built just for astronomy use. You can get these and mount them on. You want to look for a telescope that is a Cassegrain focus. This means the light comes out, basically, the butt of the telescope. So the camera is mounted on the bottom part of the telescope, the light comes in the top, does some reflecting in the middle, and everything balances out nicely.

Fraser : A lot of the pictures people see on the internet (I’ll highlight them on Universe Today quite a bit, once a week we do a new astrophoto), those are actually not so hard to get into anymore.

Pamela: No. I actually have a graduate student that I’m working with right now that’s using a Canon EOS Rebel to do digital photography of the sky. You can go out and by any SLR camera on ebay and do perfectly good astrophotography using good quality film, and then scan your negatives in and get amazing photos.

So there’s lots of different directions you can go in. SBIG, Santa Barbara Instruments Group, makes amazing digital devices for measuring the sky, CCDs. They come in all different varieties, all different price ranges, depending on exactly what you want to do you can actually buy them nowadays that take colour pictures (that wasn’t true just five years ago).

Fraser : Something other people are doing as well is using video cameras. They’re stacking up pictures on the video camera. They take five minutes of an object and then stack them up using a computer, and the images they get are just amazing.

Pamela: Meade makes something called the Deep Sky Imager that is fairly cheap and does fairly good quality. You hook it up and it goes. It’s a webcam designed for your telescope. You can stack all of these pictures – there’s a group at Dexter Southfield School in Massachusetts that uses high quality security cameras, actually, that they’ve reprogrammed and re-done and hooked up to their telescope. They’ll take a few thousand images, go through using software and find the best hundred out of those few thousand images and stack them together. You can get images of the space shuttle that allow you to see the paint job. It’s really cool, the type of stuff you can do, and they’re just using a 20-something inch telescope that anyone with a big enough backyard could buy for a few thousand dollars.

Fraser : So just to recap, start with your eyes. Learn your constellations, get a starwheel and a reasonably good set of binoculars. Head outside, learn your constellations, enjoy the time with other people. If you feel like that’s it for you, find a local astronomy club, check out other people’s telescopes to see what you can see, and then you can start the long road to spending your whole mortgage on your telescope.

But you don’t have to, which is the point.

Pamela: No. I personally love my binoculars. So there’s two things to think about: you can spend as much or as little as you want and still do good science. There are people out there who are visually, without binocular or anything else, observing some of the brightest variable stars and doing real science. At the same time, there are amateur astronomers who have built backyard facilities that would make any professional astronomer drool. There’s this fascinating figure I learned last year: a person will often spend as much on their hobby as they spend on their car. So if you go to a star party, find the person with the telescope you love and go look at their car (then do some mental calculations). You don’t have to do that. A good pair of binoculars will take you a long way through the sky.

Fraser : Wonderful. So this episode of Astronomy Cast is going to have some homework. You’ve got to let us know how it went. Have you been wanting to get into astronomy and you listened to the show and it’s kind of getting you inspired? Maybe you’ve been thinking about taking the next step. Let us know how it goes. Go out, spend a night with your binoculars, learn some constellations. It’s especially fun with family and friends to make a night of it. Drive outside of the city nights and spend the night looking at the sky.

Let us know how it goes, drop us an email: we’d love to hear if you’ve caught the bug yet.

Pamela: We can’t wait to see your results!

This transcript is not an exact match to the audio file. It has been edited for clarity.