Osservatorio

L' MPC L63 - Hole Of Badger Astronomical Observatory è de facto il balcone di casa dove è installato in postazione fissa il mio telescopio. Da li dispongo di una visuale libera per circa 180 gradi dell'orizzonte Ovest. 


Image Credit: ESO

La postazione di controllo

Il centro operativo dell'HOB  è costituito da da due Laptop. Il primo ospita i programmi di riduzione e di analisi, il secondo è utilizzato esclusivamente per la gestione del telescopio, la guida e l'acquisizione delle immagini. Collegati attraverso la rete locale domestica e attraverso la rete Internet, è possibile accedere remotamente a entrambi. 

Il Telescopio

Lo strumento è uno Schmidt Cassegrain da 20 cm MEADE (LX90 ACF) la cui focale è stata ridotta a F/6.0. Lo Schmidt Cassegrain è un telescopio "ibrido" che si avvale di specchi e lenti, combinando il percorso ottico di un riflettore Cassegrain con una speciale lastra correttrice (la lente) posta di fronte allo specchio primario. La luce che entra nello strumento attraversando la lastra correttrice viene raccolta dallo specchio primario, il quale la dirige verso uno specchio più piccolo (detto specchio secondario tipicamente inserito nella lastra) il quale a sua volta la convoglia verso il foro di uscita, che è posto esattamente al centro dello specchio primario, fino a raggiungere la camera di ripresa. A seconda delle esigenze utilizzo un sensore CMOS SONY IMX294CJK (camera ZWO ASI294 MC) 4144x2822 con pixel da 4,63 micron oppure un CCD Kodak KAF8300 (camera ATIK 383L+) 3362x2504 con pixel da 5,40 micron. Le riprese sono effettuate a binning 2x2 (il binning è una tecnica che accoppia pixel adiacenti del sensore allo scopo di massimizzare il rapporto segnale/rumore) con un campionamento di 1,7 arcosecondi per pixel (ATIK 383L+), e a bin 3x3, con un campionamento di 2,8 arcosecondi per pixel (ATIK 383L+). Il campo utile di ripresa è di 48x32 primi d'arco (per dare un riferimento, il diametro apparente della Luna Piena è di circa 30 primi) con il sensore CMOS, e di 50x37 primi d'arco utilizzando il sensore CCD. Per quanto preciso, l'inseguimento (ovvero la capacità del telescopio di compensare il moto apparente degli astri) è spesso soggetto a errori causati  dalla natura fondamentalmente "meccanica" di questi strumenti.  Per ovviare a questo inconveniente si utilizza una tecnica, quella che in gergo è chiamata "Guida", che si avvale di software appositi (es. PHD2) e di una seconda camera di ripresa, detta appunto "Camera di guida". La Camera di guida che utilizzo è una ZWO ASI120 mini installata su di un cercatore Meade 8x50 da 180mm di focale dal quale ho rimosso il gruppo ottico secondario. Per le necessità  di precisione accennate prima, l'originale montatura a forcella della Meade, ottima per le osservazioni in visuale ma troppo imprecisa per un uso fotografico, è stata sostituita da una montatura Equatoriale Monobraccio realizzata appositamente per me dalla RM Engineering di Michele Raffaetà. Per L'elettronica ho scelto di utilizzare un controller Arduino con a bordo il firmware Onstep,  realizzato da Emanuele di Giorgio. OnStep è un sistema GO-TO computerizzato pensato per controllare montature dotate di motori di tipo passo-passo. È stato progettato da Howard Dutton e utilizza un set di comandi simile a quello dell' LX200, con alcune estensioni per adattarsi al funzionamento senza controller manuale, esattamente come nel mio caso.

Dotazione Software

Un Osservatorio Astronomico, a prescindere dalle dimensioni,  necessita di tutta una serie di programmi per poter  funzionare. Questi comprendono planetari, programmi di controllo per l'elettronica (montatura, camera di ripresa, eccetera), programmi per  l'acquisizione delle immagini e programmi per la successiva riduzione e analisi dei dati.  Nel mio caso i planetari, C2A e Carte du Ciel, sono usati durante le fasi di pianificazione della sessione osservativa, mentre l'acquisizione dei dati e la gestione della sessione di ripresa è totalmente appannaggio di Sequence Generator Pro. Per operazioni di acquisizione "on the fly" e per l'imaging "estetico", attività di cui però mi occupo assai marginalmente, è utilizzato Sharpcap (Pro). Essenziali nella dotazione software, sono i programmi di analisi dei dati acquisiti attraverso lo strumento. Nello specifico, la misura di precisione della posizione (Astrometria) è effettuata con "Tycho Tracker" (pro) e con "Astrometrica". La misurazione della luce emessa o riflessa (Fotometria) e la successiva analisi è effettuata utilizzando "MPO Canopus" e "MPO Photored".  I cataloghi stellari attualmente in uso sono UCAC4, GAIA DR2, GAIA EDR3, APASS, CMC15. Per la generazione delle effemeridi sono utilizzati i servizi online disponibili presso Near Earth Objects - Dynamic Site (NEODyS-2) e  l'Ephemeris Service del Minor Planet Center (MPC)

Automatizzare

Sequence Generator Pro sviluppato dalla Main Sequence Sofware è il centro nevralgico qui all'HOB. Sequence Generator PRO è un software di automazione grazie al quale è possibile sequenziare e coordinare da un'unica interfaccia tutta l'attrezzatura di un osservatorio: CCD, CMOS, ruota portafiltri, focheggiatore, montatura, rotatore della fotocamera, fino ad arrivare alla cupola, le stazioni meteorologiche ed altro ancora.  Qualunque appassionato astrofilo sa quanto può essere difficile conciliare la propria passione con "la vita reale", la famiglia, il lavoro. Occorre assolutamente evitare che le lunghe  notti  di osservazione, per quanto appaganti, arrivino alla lunga ad influenzare e condizionare negativamente gli altri aspetti della vita. I software di automazione come SGP risolvono brillantemente il problema, espletando tutte le funzioni di controllo dell'attrezzatura in autonomia, dal controllo del telescopio all'acquisizione delle immagini, puntando lo strumento sugli oggetti di interesse, riconoscendo  il campo e riprendendoli con la giusta esposizione e con il filtro idoneo.  Ecco che così si raggiunge il giusto equilibrio: si programma la sessione osservativa, si eseguono i controlli di routine, quindi ci si dedica serenamente ad altro, mentre il software si prende cura di tutto. Le immagini automaticamente acquisite durante la notte, al mattino sono pronte per essere analizzate

La Stazione Osservativa

Lo strumento è posizionato in una delle due terrazze della mia abitazione dalla quale si dispone di una visuale a 180 gradi dell'orizzonte Ovest, mentre l'orizzonte EST è completamente precluso alla vista. Il limite osservativo in azimut è compreso tra i 198 gradi (sud) e 018 gradi (nord) e tra 64 e 25 gradi in elevazione. Per motivi legati alle condizioni atmosferiche locali e all'inquinamento luminoso al di sotto dei 30 gradi le immagini degradano rapidamente, ne consegue che molto di rado mi avventuro in progetti, soprattutto fotometrici, che necessitano osservazioni da effettuarsi sotto questa soglia.  

Il Cielo Locale

HOB si trova al limitare di Capraia Fiorentina, piccolo centro abitato a circa 20 KM di distanza da FirenzeLa trasparenza media del cielo e la presenza di un accentuato inquinamento luminoso consentono una magnitudine limite visuale, allo zenit, mai superiore alla 4.0, 4.5 nelle rare serate di particolare trasparenza. Per quanto riguarda il seeing, il valore medio si attesta intorno ai 3.5 secondi d'arco (FWHM).  Full Width Half Maximum o più in breve FWHM è una misura oggettiva della qualità di un'immagine astronomica che esprime, in forma numerica, quanto il telescopio e l'atmosfera terrestre distribuiscono una sorgente puntiforme sui pixel del sensore CCD o CMOS; più alto è il valore peggiore la qualità.  Con picchi intorno ai 3.8/4.0, fortunatamente piuttosto rari, solo di rado misuro un seeing migliore, di poco inferiore ai 3 secondi d'arco. Ad oggi il miglior seeing misurato all' HOB è di 2.9 secondi d'arco.

La "non Cupola"

Non essendo possibile costruire alcuna struttura fissa per mancanza di spazio, è stato necessario ideare una soluzione alternativa che protegga  lo strumento dagli agenti atmosferici,  lo mantenga al riparo dall'umidità ed a una temperatura accettabile.   Dopo qualche riflessione e vari tentativi ho optato per una soluzione di protezione multistrato:  un sacco realizzato con materiale da imballaggio pluriball, poi, a seguire, un telo copri telescopi Geoptik, al quale aggiungo un'ulteriore strato isolante di pluriball più un foglio di materiale refrattario al calore. L'ultimo strato protettivo è costituito da due teli per la protezione delle auto. L'umidità che inevitabilmente si accumula all'interno della custodia è eliminata con un sacchetto essiccatore che provvedo a rigenerare ogni 30 giorni.

I dati: 

Quota: 78.7 mslm

Lat.  43.73847 Nord.

Long. 11.00914 Est.

Magitudine limite (visuale): 4.0 / 4.5 mag.

Magnitudine limite (strumentale): 19.0 mag.

Seeing medio: 3.5" (FWHM)

Strumento: Telescopio Schmidt-Cassegrain, 0.2-m di apertura, rapporto focale f/6.75