L’era del CMOS

Nuova camera CMOS per l’osservatorio” K63 G.Pascoli Observatory”

Una camera CMOS a colori è stata implementata nella strumentazione dell’osservatorio.

Fino a pochi anni fa utilizzavo un sensore KAF 8300 monocromatico con un set di filtri LRGB Baader da dove nel mio pur inquinato sito tentavo di fare imaging fotografico e devo dire che qualcosa di interessante abbinato ai telescopi che avevo allora è uscito fuori. Posseggo anche una Dsrl una canon 600D ma memore delle esperienze con la Canon 350D non mi sono mai sognato di usarla sempre a causa dell’inquinamento luminoso. Questo anno per il compimento del mio 55esimo anno di età mi sono fatto un regalo , una camera CMOS a colori retroilluminata da alternare alla belva QHY22 che utilizzo per la ricerca.

La camera che ho acquistato utilizza il sensore Sony IMX294CJK da 11 Megapixel un numero decente per un medio formato, ho scelto questa camera per la grandezza dei pixel e per la EQ che risulta essere ottima, se non sapete di cosa siano questi termini vi rimando a siti dove ci sono esaurienti spiegazioni che indicherò alla fine di questo articolo ,cosi se siete curiosi , siete costretti a leggerlo. Le dimensioni del sensore sono di 19.3×12.6 mm (4/3) e i pixel senza doverlo calcolare hanno una dimensione di 4.63 micron. La risoluzione che ottengo con questa camera è quasi analoga alla qhy22, anche per questo motivo ho preso questo sensore. Ah , per la scelta del produttore , sono rimasto con i cinesi della QHYCCD , e il modello è questo 294C (se ci cliccate vi porta al loro sito). La camera utilizza una porta USB3 ma se non utilizziamo frame rate spinti in acquisizione di immagini planetarie lavora bene anche con il mio obsoleto Notebook con la porta USB2 l’importante secondo il mio modesto parere è avere un disco SSD perché con un disco meccanico penso si possa andare incontro a rallentamenti.

La QHY294C

A corredo la camera ha tutti i cavi per il collegamento (non lunghissimi) un nasetto da 2 pollici e la cartuccia con i sali per eliminare l’umidità nel sensore.

Caratteristiche:

CMOS Sensor: IMX294 11,6 mega pixel 4/3" back illuminated CMOS Sensor 
Effective Pixels: 4164X2796
Pixel Size: 4.63um*4.63um
Effective Area: 19,3x12,6mm
Shutter: Electric Rolling Shutter.
FullWell: Typical 65ke
Redout noise: 1.0 - [email protected] gain, 4.2 - [email protected] gain
ROI Support: Yes. Any Area ROI
Exposure Time: 60us-3600sec
AD Sample Depth: 14bit
On Camera Image Buffer: Yes, 256MB DDRIII Buffer
Cooling: 2-stage TEC, Typical -35 below Ambient. Temperature Regulated
Power: USB Powered for camera and +12V powered for TEC
Anti Dew Control: Air Connector for removable silicon gel tube
Heat board for optic window of airproof CCD chamber
Computer Interface: USB3.0 Super Speed
Telescope Interface: M42/0.75&2inch adapter. Optional C-mount adapter
Color Wheel Port
4PIN QHYCFW2 socket
Guide Port
6PIN RJ11 Guide Port
Optic Window:AR+AR 
Weight: 650g

Primo utilizzo, prima luce primi casini.

La camera mi è stata consegnata il 30 Luglio 2020 , il giorno successivo al mio compleanno , per l’appunto la sera avevo un impegno e ho dovuto attendere le due di notte per poterla montare e provare i primi scatti. Ritornare al colore non è stato facile, tanto da indurmi ad acquistare anche un pacchetto software aggiuntivo di cui ho letto molto bene ,APT (Astro Photography Tools) un coltellino svizzero per l’utilizzo sul campo, questa camera che comunque funziona anche con Maxim Dl e altri programmi di acquisizione . Ha anche il suo software proprietario EZcap ma si vede benissimo che è cinese , con il mio notebook si pianta una volta su 3 , visto e messo da parte, ( può essere anche colpa del notebook ma mi piace dare la colpa ai cinesi). Allora ,rispetto al sensore CCD che utilizzo fino ad adesso il CMOS a colori è un altra storia se si sbaglia con i settaggi del GAIN e dell’offset si possono fare disastri micidiali , cioè perdere tempo e non ottenere nulla di decente. Infatti le prime prove non sono state molto soddisfacenti. Tornando al discorso USB ho notato che pur creando un file di dimensioni superiori rispetto alla CCD i tempi di scaricamento sono molto più veloci rispetto alla CCD forse merito del buffer da 256 Mb DD3 che ha la camera. Ecco a voi la prima immagine minimamente decente acquisita , la Luna ieri sera molto bassa e con un fiocchetto di foschia che l’abbracciava , sotto il confronto di scala con una ripresa effettuata con la Canon 600D e un obbiettivo 250 mm F.5.6.

Luna (non si direbbe) B1 0,005 secondi F 1320 mm
Sempre lei Canon 600D 250 mm f.5.6

Elenco Link per maggiori e dettagliate informazioni

Magnitudine 21.5 da Castelvecchio Pascoli , no dai ..

Misurando un asteroide del programma Neorocks raggiunta la magnitudine di 21.5 dall’osservatorio K63 di Castelvecchio Pascoli.

Invece Siiiii !!!

Notte del 26 Luglio 2020 , dopo aver fatto un centinaio di inutili scatti alla star del momento , la cometa 2020 F3 Neowise che ha passato il perielio da 3 giorni e lentamente sta affievolendosi mi ritrovo a mezzanotte di un fresco sabato estivo a decidere se andare a letto o aprire l’osservatorio e fare una o 2 sessioni di misure astrometriche . Decido per la seconda , a sud il cielo non è fruibile per nubi perciò vedo che ci sono 2 o 3 target con altezza decente sull’orizzonte e mi adopero per effettuare le sessioni su di essi , nel giro di due ore invio le misure , e adesso ? Rock and rolls nel senso che vado sulla nuova pagina che ha predisposto NEODYS relativa ad oggetti che pur scoperti necessitano di ulteriori misure , per poter calcolare le orbite con una maggiore precisione senza rischiare di perderli nuovamente , cosa che purtroppo accade spesso. La pagina Neodys-Neorocks che contiene i suddetti oggetti è ancora in fase sperimentale ma è un programma molto importante finanziato dalla comunità Europea (vedi il link Qui) in cui gli Astrofili svolgono un ruolo importantissimo e necessario per definire le orbite di oggetti peculiari e/o pericolosi. Se esplorate la pagina vedrete un lungo elenco con le sigle dei alcuni appena scoperti altri da anni ma che necessitano di misure , accanto un suffisso che ne indica la priorità e a seguire le coordinate e la magnitudine dell’oggetto. Io avendo il Sud con nubi e non vedendo target appetibili il altre zone individuo 3 oggetti il piu’ difficile risulta avere una magnitudine di 21.5 , dico 21.5 mai misurata un oggetto cosi poco luminoso e allora la prendo come sfida da abbandonare nel caso dopo un numero di immagini adeguate non riuscissi ad individuarlo per passare agli altri 2 oggetti da me selezionati.

Bene andiamo a vedere il fortunato (per me) oggetto che ho scelto , l’asteroide si chiama 2008 CG119 appartenente alla famiglia degli Apollo oggetti che intersecano l’orbita della terra perciò fra quelli da seguire maggiormente. Le misure astrometriche del NEO fino a quel momento erano state effettuate solo da 3 osservatori professionali e dal programma NEOrock risultava urgente fornire altre misure . Bene allora mi prendo carico di questa missione ricavo le coordinate dell’oggetto dalla pagina del MInor Planet Center punto il telescopio nel campo in cui di dovrebbe teoricamente trovare e verifico se alle coordinate attuali l’asteroide non sia nascosto da una stella che pur essendo moolto piu’ lontana puo’ sovrapporsi ad esso . Ho fortuna, nel campo non ho stelle fastidiose e inizio la sessione di ripresa impostando la sequenza con un tempo di esposizione di 40 secondi , che di norma non uso mai stando sempre ben sotto i 30 secondi ma siccome devo raccogliere tanto segnale adotto questa strategia. Provo a sommare 10 immagini ma nulla con venti vedo un grumo di pixel ma provo a misurare e non ottengo dati utilizzabili , non demordo provo con 25 pensando che potrei raggiungere il limite e di saturazione , cioè quando tutta l’immagine diventa nera , invece con un totale di 1000 secondi a immagine vedo delineato un oggetto che occupa 2 o tre pixel provo a misurare ed ottengo una misura plausibile di sia di posizione che come segnale rumore di un oggetti di magnitudine 21.5 , 21.5 ! sobbalzo sulla sedia ripensandoci , cavoli sono andato davvero profondo sto misurando un oggetto che è milioni di volte (milioni capito !) meno luminoso di una stella visibile ad occhio nudo , sono oggetti prerogativa di grandi strumenti professionali e raramente un Astrofilo dilettante si avvicina a fare misure su oggetti cosi poco luminosi .

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Ecco lo stack (somma di immagini da 40 secondi) di 1000 secondi con l’asteroide indicato nel cerchietto rosa e nel pannello a destra la magnitudine e la Gaussiana che indica il rapporto segnale rumore.

UN ce posso credere !

Per fare una misura del genere tutto deve essere perfetto , trasparenza e calma , niente umidità se no l’assorbimento atmosferico non ti fa arrivare neanche alla 19esima magnitudine , seeing da serata da pianeti se no le turbolenze ti spalmano il segnale su un numero maggiore di pixel e te non lo vedrai mai. Invece questa volta è andata e sono il primo osservatorio amatoriale ad aver osservato l’oggetto dopo i mostri sacri che si dedicano per professione a questi oggetti.

Allo stato attuale solo 4 osservatori nel mondo (di cui uno e un telescopio spaziale) hanno misurato questo asteroide il quarto sono io dopo diversi giorni che non venivano effettuate misure. C51 è il satellite che ha scoperto la cometa 2020 F3 Neowise !
questa immagine per gli addetti ai lavori mostra i residui , cioè l’errore teorico di misura insito nelle mie misurazione anche quello molto basso.

Le misure inviate sono state pubblicate nella circolare MPEC (Daily Orbit Update 2020 O113)

Soddisfazioni !

spero di non avervi tediato.

Sasso veloce misurato !

Asteroide veloce misurato da K63 la sera del 19 Novembre 2017 . YW122BF scoperto dalla survey Catalina ha sorvolato le nostre teste ad una velocita di 80 arcosendi al minuto , io sono riuscito a immortalarlo e a misurarlo.

Ce ne sono altri ancora piu veloci, addirittura da 220 Arcosecondi/minuto ma stasera  ho realizzato il mio record personale riuscendo a misurare un piccolo sassetto  denominato  YW122BF , scoperto dall’osservatorio con codice  MPEC   703  Catalina Sky Survey  che andava  80 arcosecondi/minuto. Nella prima serie di frame con tempo di ripresa di 3 secondi (argh!) non ho visto nulla , semplicemente l’asteroide era in parecchio piu’ avanti rispetto al campo inquadrato e da me scelto. Nella seconda serie di immagini ,eccolo ! Un bel puntino netto e staccato in mezzo alle lunghe strisciate lasciate dalle stelle ,le stelle sono allungate perchè  la somma  delle immagini viene effettuata considerando la velocità e l’angolo dell’orbita presunta dell asteroide. Ho effettuato  il secondo stack sempre  sommando 40 immagini per un totale di 120 secondi e anche li chiaramente spostato   c’era il puntino … A quel punto ho misurato la posizione   controllato che le coordinate da me trovate  fittassero con quelle effettuate in precedenza da altri osservatori e, visto che erano ok ho inviato la mia prima misura di un sasso molto molto  rapido al Minor Planet Center.

 

 

Ecco gli elementi orbitali calcolati con le mie misure

 

 YW122BF

Perihelion 2017 Dec 6.050930 +/- 0.0119 TT = 1:13:20 (JD 2458093.550930)
Epoch 2017 Nov 20.0 TT = JDT 2458077.5 Earth MOID: 0.0051 Find_Orb
M 356.03817 +/- 0.052
n 0.24682842 +/- 0.00318 Peri. 201.86055 +/- 0.024
a 2.51693847 +/- 0.0216 Node 236.32285 +/- 0.0016
e 0.6148562 +/- 0.00334 Incl. 5.64299 +/- 0.018
P 3.99 H 27.7 G 0.15 U 8.9
q 0.96938302 +/- 0.000109 Q 4.06449393 +/- 0.043
From 14 observations 2017 Nov. 19 (16.4 hr); mean residual 0″.92
# State vector (heliocentric ecliptic J2000):
# 0.534523386613 0.837859253298 -0.001955043593 AU
# -19.779050601149 9.066591925237 -2.123115017255 mAU/day
# MOIDs: Me 0.6639 Ve 0.2505 Ea 0.0051 Ma 0.1460
# MOIDs: Ju 1.2468 Sa 5.9688 Ur 14.9783 Ne 26.2188
# Elements written: 19 Nov 2017 23:52:49 (JD 2458077.495012)
# Full range of obs: 2017 Nov. 19 (16.4 hr) (14 observations)
# Find_Orb ver: Mar 13 2016 12:08:33
# Perturbers: 00000408 ; not using JPL DE
# Tisserand relative to Earth: 2.88751
# Tisserand relative to Jupiter: 3.15899
# Earth encounter velocity 10.0618 km/s
# Barbee-style encounter velocity: 8.9170 km/s
# Diameter 12.2 meters (assuming 10% albedo)
# Score: 0.430479
# $Name=YW122BF $Ty=2017 $Tm=12 $Td=06.050929 $MA=356.03817
# $ecc=0.6148563 $Eqnx=2000.
# $a=2.5169385 $Peri=201.86056 $Node=236.32286 $Incl=5.64299
# $EpJD=2458077.500 $q=0.969383 $T=2458093.550930 $H=27.6
# Sigmas avail: 1