LosyukA

Исследование "порога обнаружения" покрытия звезды астероидом при наблюдениях методом дрейф-скана

Мы провели серию экспериментов с "искусственной звездой". Цель: определить минимальную продолжительность покрытия, при которой возможно его достоверное обнаружение методом дрейф-скана.

Ниже приводится та часть результатов экспериментов, которые мы успели обработать.

Применялся телескоп системы Ньютона с апертурой 200 мм (с диафрагмой, уменьшающей аберрации, и без нее). Съемка велась без конвертора, с 2-кратным конвертором и с двумя 2-кратными конверторами (эквивалентное фокусное расстояние соответственно 1200, 2400 и 4800 мм).

Цифровой зеркальный фотоаппарат "Canon EOS 300D" (матрица содержит 3088*2056 пикселей и имеет размер 22.5*15 мм).

"Искусственная звезда" представляла собой светодиод белого цвета размером 0.8*1 мм с регулируемой яркостью свечения, расположенный на расстоянии 50 м от телескопа. Фотографировались как светодиод, так и его отражение от поверхности выпуклой линзы. В первом случае угловой размер "звезды" составлял 4", во втором - 0.8" (что соответствовало расстоянию до объекта съемки 250 м).

Светодиод вместе с линзой были установлены на салазках, которые с помощью механического устройства двигались в горизонтальном направлении (на снимках - слева направо) с замедлением. В начале каждой экспозиции угловая скорость перемещения "искусственной звезды" была максимальной и соответствовала угловой скорости движения звезд, расположенных вблизи небесного экватора. Затем скорость перемещения салазок плавно замедлялась и в конце экспозиции достигала скорости, примерно соответствующей скорости звезд, имеющих склонение 50-60 градусов.

Имитация покрытия производилось периодическим выключением светодиода на заданное время. Управление свечением светодиода осуществлялось программируемым микропроцессором. Цикл его работы был таков: ровно 1 секунда свечения, затем выключение на заданное время. Потом цикл повторялся.

Длительность экспозиции составляла 5 секунд, а продолжительность движения "искусственной звезды" - 4 секунды. Поэтому в конце треков имеются утолщения. Длина треков составляет 45-50".

На каждом снимке видны два трека: яркий соответствует светодиоду, а слабый - его отражению.

Все иллюстрации находятся в персональном альбоме, расположенном на данном форуме по адресу: http://www.starlab.ru/forum/album_pe...p?user_id=2723 .

Кадр 286. Полная апертура (200 мм), фокусное расстояние 1200 мм, 1 пиксель = 1.25", длительность "искусственных покрытий" 200 миллисекунд.

Кадр 287. То же, но светодиод гасился на 150 мс.

Кадр 288. То же, но 100 мс.

Кадр 289. То же, но 50 мс.

Видно, что в данных условиях съемки уверенно обнаруживаются покрытия продолжительностью 150 мс и больше.

В дальнейшем, когда будет получена серия снимков для "искусственных покрытий", достигающих 1-2 секунд (с шагом 50 мс), простейшая обработка треков реальных звезд после коротких покрытия сведется к сравнению снимков с заранее полученными эталонными - надо будет только установить один и тот же масштаб снимков.

В качестве примера приводим два реальных трека звезд, полученных с целью регистрации покрытий (однако покрытий продолжительностью 150 мс или более не произошло). Направление движения звезды указано стрелкой.

Кадр 2005.09.07.

Звезда: HIP 105933. Астероид: (1495 1996 JK1.
Блеск звезды: V=6.8 m.
Высота Солнца: -10.5 градуса. Элонгация: 153 градуса.
Луна под горизонтом.
Диаметр астероида: 6.6 км. Блеск: 17.2 m (астероид не виден).
Ширина полосы: 12 км. Расчетное расстояние до середины полосы: 47 км.
Погрешность положения полосы (1 "сигма"): 216 км.
Вероятность покрытия в Воронеже: 2.2 процента.
Максимальная продолжительность покрытия: 0.7 с.
Расчетное время покрытия: 17:01:36 UT.
Начало трека: 17:00:43. Конец трека: 17:02:43.

Кадр 2005.09.12.

Дата: 2005.09.12 г. Звезда: HIP 2735. Астероид: (8581) Johnen.
Наблюдатель: И. Виньяминов.
Блеск звезды: V=8.7 m. Высота: 37 градусов.
Высота Солнца: -32 градуса. Элонгация: 162 градуса.
Луна под горизонтом.
Диаметр астероида: 6.9 км. Блеск: 17.5 m (астероид не виден).
Ширина полосы: 10 км. Расчетное расстояние до середины полосы: 4 км.
Погрешность положения полосы (1 "сигма"): 160 км.
Вероятность покрытия в Воронеже: 2.5 процента.
Максимальная продолжительность покрытия: 0.7 с.
Расчетное время покрытия в Воронеже: 22:37:46 UT.
Начало трека: 22:37:20. Конец трека: 22:38:04.

Алексей Лосюк, Игорь Виньяминов, Валерий Гребенников