Determination seeing local

[musicos 1]

avant de me lancer à la construction d'une colonne monstrueuse de 5m, j'aimerais déterminer le seeing local sur mon toit. Comment procéderiez vous pour juger de la qualité locale?

J'ai des idées, mais avec du mathos pro... :-))

bonne soirée
Torsten

[christian_d 3 163]

Comment choisir localement l'implantation d'un support de matos en fonction du seeing, c'est une bonne question, j'attends également les avis.

Comment précédent les pros ?

Je sais qu'Eric Mouquet avait réalisé des mesures avant de monter sa coupole et son RC de 400mm.

Christian

[musicos 1]

...il y a un équipement qui s'appelle un DIMM et qui permet de faire ca correctement...

[a s p 0 6 855]

d'où vient le vent lorsque le ciel est clair? quels sont les emplacements des sources chaudes?

[christian viladrich 7 954]

Comme Asp06 :
Est-ce que le toit est isolé ? Quelle est la distance entre l'ouverture du télescope et le toit ? Coupole ou toit roulant. Etc ...

Et aussi : c'est pour quoi faire ? ciel profond ? planétaire ? Diamètre e l'instrument ?

Le seeing local est plus une affaire de thermique local et de direction de vent.

Sinon, il y a le seeing monitor de SBIG, mais c'est plus pour des campagnes de recherche de site (sur plusieurs mois).

[musicos 1]

le vent vient de l'est. Il y a une cheminée à 8-10m à l'ouest.
vers l'est et le sud il n'y a qu'un tout petit bout de toiture.
mais bon, j'aimerais vraiment déterminer le vrai seeing auquel
on peut s'attendre avec l'emplacement en question.

bonne nuit
Torsten

[brizhell 2 685]

Salut.

Interessant ce seeing mètre SBIG, mais franchement pas donné !.
De plus, c'est pas vraiement une mesure de seeing, mais une mesure de fwhm sur une pose longue. Ce que Fried (celui qui a inventé le paramètre qui porte son nom et qui caractérise justement le seeing) appellait le seeing longue pose.
Ca marche pas pour le planétaire, il faut aller plus loin.

Le seeing doit se décomposer en plusieurs éléments : Angle d'isoplanétisme, r0 et temps de cohérence, en fonction des objets a imager...

Je viens de proposer un seeing mètre simple au rencontre proam de la Rochelle : http://www.astro-proam.com/larochelle2012/presentation.html
(présentation "astronomie off line" sur le lucky imaging.)
C'est trés technique (je m'en excuse), mais suis en train de préparer une page web simplifiée sur le sujet. En plus les videos ne passent par dnas le PDF alors qu'elles seront sur ma page.
En gros, un telescope de 150/200mm de diamètre, un écran a 3 ouvertures, une cam rapide (watec) et un prisme, on arrive a faire de la mesure d'isoplanétisme (par la scintillation), le r0 (qui conditionne la psf, avec le mode DIMM), et le temps de cohérence de la turbu (en analysant les franges d'interférence).
Traitement sous iris et Exell, et on a les vraies valeurs de seeing du site!!

Je boucle aussi une publi détaillée la dessus en ce moment.

Bernard

[christian viladrich 7 954]

Salut Bernard,
Est-ce que ça marche aussi sur le soleil ?
Je me souviens d'avoir vu un instrument qui permettait de faire de la mesure de seeing pour une recherche de site solaire, c'était aussi un système à deux ouvertures. Je ne me rappelle plus s'il y avait un prisme quelque part.

[ebondoux 60]

la version simple, tu fais un masque avec une serie d'ouverure que tu peux changer.
en gros tu diaphragme ton telescope avec une serie d'ouvertures circulaires differentes (2cm, 3cm, 4 cm 5cm....) et puis tu les passes toutes une par une et quand tu vois une tache de diffraction tu auras une idée de ton R0. si tu fais ça souvent ça te donnera une idée de ton site.

Sinon tu te payes un DIMM,
mais si tu ne peux pas placer l'instrument de mesure a l'endroit ou ton telescope sera de toute façon pas grand interet car visiblement ton problème c'est de mesurer le seeing très localisé et pour ça, pas vraiment de solution si tu n'as pas accès à cet endroit.
Tu peux très bien avoir un très bon seeing dans ton jardin mais pas du tout sur ton toit a cause de pb d'émission thermique ou autre.

Erick

[-ms- 2]

Un masque à trous avec des diamètres correspondant au r0 (40, 60, 80, 100, 120mm) et la barlow avec le tirage qui va bien pour travailler à f/d = 70 par exemple.

Après, il faut utiliser une caméra permettant des temps de pose unitaires proches du temps de cohérence moyen (entre 10ms et 20ms).

Le C11 (trou 100mm maxi) ou le C14 (trou 120mm maxi) se prêtent bien à la manip.

Avec un instrument de moins de 350mm, une sélection toutes les 20ms basée sur le calcul de la FWHM d'une étoile dans le champs permet déjà de se faire une bonne idée de la qualité du site (pourcentage de déchet).

[brizhell 2 685]

Salut Christian,

>Est-ce que ça marche aussi sur le soleil ?

J'en profite pour te le redire ici, ta dernière image de granulation solaire est a tomber !! ;-)

En l'état, non, sur le soleil il faut des seeing mètres plus dédiés (Shabar ou S-DIMM, voir plus bas).
Le truc que j'ai proposé est un système simple mesurant en simultané la scintillation (donc l'ordre de grandeur de l'angle d'isoplanétisme), le r0 (mode DIMM) et le t0, mais chacun de ces paramètres est déduit sur une étoile, non pas sur le soleil.

>Je me souviens d'avoir vu un instrument qui permettait de faire de la >mesure de seeing pour une recherche de site solaire, c'était aussi un >système à deux ouvertures. Je ne me rappelle plus s'il y avait un prisme >quelque part.

Le shabar est un scintillomètre, le S-dimm est un moniteur de mouvement sur le limbe solaire.
Les publis de references sur le sujet (on trouve les PDF directement via google):
"TURBULENCE PROFILES FROM THE SCINTILLATION OF STARS, PLANETS, AND MOON"
Tokovinin 2007
Le détail de la constitution des seeing mètres solaires :
arxiv.org/pdf/1103.4327

Se faire un DIMM standart est particulièrement simple, la pièce optique un peut "touchy" (le prisme) peut être soit remplacé par quelque chose de moins cher (plaque de plexi), soit carrément enlevée en travaillant défocalisé :
http://www.mrao.cam.ac.uk/~jsy1001/dimmwit/

Pour avoir l'ordre de grandeur du r0, le diaphragme de plusieurs diamètre marche bien pour avoir le r0, mais on peut avoir localement un trés bon r0 et un angle d'isoplanétisme pourri, ce qui rend l'imagerie planétaire plus délicate.

La remarque d'Erick est judicieuse faut faire la mesure exactement a l'endroit ou doit se trouver le scope, sinon ca n'a pas de sens.

Donc, comme le dit ms, soit estimation en visuel (echelle de pickering à différent diamètre de diaphragme), soit des séquences video a temps de pose trés court (quelques millisecondes) avec un masque DIMM. Déduire le r0 peut ensuite se faire simplement via un fichier exell (les équations du DIMM sont ici (merci Cyril): http://www.alcor-system.com/us/DimmSoftware/index.html

Bernard

[Ce message a été modifié par brizhell (Édité le 29-06-2012).]

[brizhell 2 685]

euh pas trés bien compris pourquoi la fin de mon message etait soulignée....

Bernard

[christian viladrich 7 954]

C'est comme si tu avais créé un lien ...

[brizhell 2 685]

ok c'est corrigé

[ebondoux 60]

La réalistaion de la lame prismatique est faisable de façon assez simple a partir de deux fenetres optiques (20€ piece environ) collées par de la resine optique (colle UV). le prism est realisée en plaçant deux calles de papier cigarettes (environ 20 microns d'épaisseur) entre les deux lames d'un coté afin de réaliser la déviation.
C'est la technique Vernet/labeyrie à pas cher.
le plexy ça fontionne pas, et le verre à vitre non plus car trop mauvais.

Pour le soft, Voir Cyril Cavadore il en a dévellopé un. pour en gros moins de 150€ (soft, et lame) on peut se faire son propre Dimm

Ensuite pour mesurer la turbullence solaire il y a le PBL, (profiler de bord lunaire) qui fonctionne aussi sur le soleil

voir ici

https://lagrange.oca.eu/IMG/ppt/PBL_Ziad.ppt#441,22,Fin

Mesurer l'angle d'isoplanetisme demande au minimum par exemple un GSM ( (deux instruments dimm synchronises) ou d'autres instruments hors de porté des amateurs, mais j'ai envie de dire que dans le monde amateur ça revient à faire des chose immonde avec les mouches vu la complexité des instruments à mettre en oeuvre (un peu comme le PBL qui de toute façon n'est pas à la porté de tout le monde car il n'existe pas de soft disponible pour exploiter l'instrument qui n'est pourtant pas bien compliqué).
je miserais plus sur un Dimm avec une caméra très rapide pour se rapprocher du temps de coherence ou tout simplement des observations au masques pour avoir une idée du R0 moyen du site (dejà en visuel on peut avoir une bonne idée).
si avec une ouverture de 100mm on voit souvent une tache de diffraction on à un très bon site, si on est entre 30 et 60 mm c'est un site "normal" et si l'on peut mesurer jusqu'a 150mm et que l'on atteint regulierement cette valeur alors là on peut investir dans un gros tube .
il y a des instruments en cours de tests (en fait au moins un a la silla) pour qualifier la contribution de l'environement locale dans la turbullence globale (en fait dans une coupole ou un abris ) mais encore hors de porté des amateurs).

Erick

[Ce message a été modifié par ebondoux (Édité le 29-06-2012).]

[brizhell 2 685]

Re Salut

>le plexy ça fontionne pas, et le verre à vitre non plus car trop mauvais.

Ben justement si, ca dépend du plexi et de la dimension de l'ouverture générant le spot.
On utilise un plexi de bonne qualité dans notre labo, et qui est juste suffisant en terme de défaut de parallélisme, pour donner un effet prismatique et obtenir une déviation de l'ordre de quelques secondes. Je doit mettre les images sur ma page.
Le spot dévié obtenu est propre et suffisant pour pouvoir faire une lecture du centroïde nécessaire à la mesure en DIMM (voir justement les résultats dans ma presentation).

Quand a la mesure de l'isoplanétisme, sur des angles dépassant la dizaine de seconde,ca devient important pour la qualité des images planétaire. Les publis sur le sujet sont nombreuses, les montages simples et les algorithmes pas trés compliqués. Une mesure de scintillation sur 3 ouvertures de diamètre bien choisie permet d'avoir cet angle en temps réel.
Ca ne sera bientot plus l'appanage des pro ;-)

Bernard

[maire 254]

Un truc simple et quasi scientifique au-delà des méthodes bien décrites précédemment et qui relève effectivement du titillage de drosophiles (merci à Erick) ; qui permet en plus d’avoir une pratique de routine de son instrument… d’aimer faire la collimation et de le faire comme si on regarde si les pneus sont gonflés avant de sortir en VTT. Pour chaque emplacement, tu fais un relevé qui te prend à peine quelques minutes à chaque observation. Il faut bien sûr bien connaitre son instrument et qu'il soit bon, et parfaitement collimaté. Sur un dobson comme on fait la collimation sur la polaire à chaque fois (le laser est insuffisant ) on fait la manip de fait

5 - 6 colonnes dans un petit calepin…

1: Lieu avec conditions géomorphologiques: fond de vallée, au bord d'une forêt, sur un sol nu (attention à la restitution thermique le soir par exemple), position par rapport à un bâtiment, exposition nord/sud, pente, etc. Si on est pinailleur, les coordonnées géographiques avec un GPS ou directement relevées sur une carte IGN au 25000e. C'est notamment intéressant de savoir en haute montagne (car on n’est pas au Chili...) si on est dans un écoulement laminaire des flux d'air, si on est dans des conditions fréquentes de confluence… Effet de la brise de vallée le matin.. et j’en passe. Référencer ce site sous forme de numéro dans le tableau Si on ne connait pas le site, et si "nouveau" dans le secteur ne pas manquer de discuter avec l'agriculteur ou l'apiculteur du coin, ce sont souvent de bons connaisseurs du paysage...
2: Vitesse moyenne et direction du vent (relevés avec un anémomètre à main) à 2 mètres sol pour avoir un référentiel compatible avec certains sites web météo
3: Relevés identiques à 2/ mais "dans l'après-midi" (cela permet de caractériser les changements positifs pour la diminution de la turbu car les changements de direction de vents sont intéressants). Préciser les conditions météo au coup d’œil: ciel de traine, tempête de ciel bleu, visibilité à l’instar de ce que font les pilotes avions/planeurs , etc
4: Juste après la finition de la collimation sur la polaire, qualifier la turbu sur l'échelle de Pickering sur 10. Si on est débutant on le fait quand même! Ça vient à l'usage!
5: Estimation de la transparence.
6 : Noter les autres conditions, par exemple l’observation des grands arbres permet de voir s’il y a des rafales de vents, chose moins sensible à 2m / sol.

[Ce message a été modifié par maire (Édité le 29-06-2012).]

[christian_d 3 163]

Merci Bernard et aux autres pour toutes ces explications

Interessant tout cela. Il se confirme que la turbu locale peu varier de façon significative. Mais les équipements de mesure restent relativement onéreux.
Pour ma part j'ai bien remarqué que le seeing "longue pose" (pour le CP) variait sensiblement selon la position de mon équipement (terrasse ou pelouse, à quelques metres de distance) et que les meilleurs résultats s'obtenaient avec le matos relativement distant des murs de la maison. C'est logique. Mais ça reste des tendances, et ce n'est pas toujours le cas bien entendu.

Cette démarche peut mettre utile si je dois un jour choisir de façon précise la position d'une colonne support dans le jardin.

Christian

[-ms- 2]

Obtenir r0 et téta0 en temps réel ouvre la voie au calcul d'une PSF théorique pour chaque pose (5ms à 10ms). Le temps de cohérence peut aussi être estimé à partir de r0 et de la vitesse du vent.
Les ordinateurs portables actuels sont assez puissants pour reconstruire une image par déconvolution toutes les 5ms à 10ms.
Il ne reste plus qu'à trouver la caméra suffisamment sensible et pouvant travailler à 200ips pour éviter d'avoir trop de déchet.
Tout cela devrait pouvoir s'appliquer à un télescope de moins de 350mm comme un C11 ou un C14.

[ebondoux 60]

"Ben justement si, ca dépend du plexi et de la dimension de l'ouverture générant le spot.
On utilise un plexi de bonne qualité dans notre labo, et qui est juste suffisant en terme de défaut de parallélisme, pour donner un effet prismatique et obtenir une déviation de l'ordre de quelques secondes. Je doit mettre les images sur ma page."

c'est un verre synthéthique comme celui utilisé pour les hublot de caisson étanche ? par ce que si c'est du "macrolon" ou un truc du genre classique c'est quand même très mauvais. Ont avait tenté avec du verre à vitre faible epaisseur et ça ne fonctionnait pas.
Par contre il y a aussi l'option des filtre UV chinois dont la tolerance de // doit etre dans l'ordre de grandeur, mais je n'ai pas testé.

"Le spot dévié obtenu est propre et suffisant pour pouvoir faire une lecture du centroïde nécessaire à la mesure en DIMM (voir justement les résultats dans ma presentation)."

"Quand a la mesure de l'isoplanétisme, sur des angles dépassant la dizaine de seconde,ca devient important pour la qualité des images planétaire. Les publis sur le sujet sont nombreuses, les montages simples et les algorithmes pas trés compliqués. Une mesure de scintillation sur 3 ouvertures de diamètre bien choisie permet d'avoir cet angle en temps réel.
Ca ne sera bientot plus l'appanage des pro ;-)"

sur le principe je suis assez d'accord mais en pratique c'est dejà compliqué de faire des bonnes mesures (j'entends pas la fiable et repetable) qu'il faut quand même avoir un peu d'experience dans le domaine pour les interpréter.
et ça risque de faire assez vite usine a gaz pour un particulier
le dimm est dispo depuis pas mal d'années et s'il y en a 10 qui tournent chez les amateurs en france ça doit bien etre le bout du monde.
Sans parler que dès que l'on sort de la mesure de R0 tout les monde (chez les scientifiques) n'est pas forcement d'accord sur les meilleurs instruments a utiliser pour qualifier un site.
c'est quand on commence a intercalibrer les differentes methodes entre elles que ça devient velu.
j'ai lancé le téléchargement de ton PDF mais je n'y est pas encore accès, j'ai une bande passante un peu limite au bout du monde

Mais ce que tu propose semble assez chouette et si dejà ça permet de faire du dimm sous excel alors c'est super !

Erick

[PerrouriefhCedric 4 130]

Tiens ! Tu es de retour d'Antarctique ?

[maire 254]

Calcul d'une déconvolution toutes les 5ms à 10ms? Oui possible, mais quand on est très turbulent la PSF, si mes vieilles connaissances en traitement du signal ne me font pas défaut, prend une drôle de gueule et l'inversion (décovolution) ne peut se faire raisonnablement que par itérations successives pour qu'elle est un début de signification physique... Ça prend toujours 5 ms? Van Cittert ou autre, je ne sais plus (pire je me désintéresse même de la question ) Je ne sais pas j'ai jamais essayé, mais j'ai quelque doutes...

[-ms- 2]

Ben justement, il faut éviter (en temps réel) toutes celles qui travaillent par itérations (trop long) pour ne retenir que des algorithmes type Fast SeDDaRA pas trop compliqués à implémenter en Java (plugin de ImageJ par exemple).
Il y a d'autres pistes pour les algorithmes itératifs comme le parallélisme (Parallel FFTJ de Piotr Wendykier).
C'est pas trop un problème d'informatique mais de choix d'un capteur capable de travailler à 200fps avec une bonne sensibilité.

[maire 254]

Vu comme ça, ms oui ça peut m'intéresser de voir tout ça un jour si nos chemins se croisent. C'est vrai que les choses ont évalués depuis avec l'apport de certains algo (ben là j'ai pris un coup de vieux ) et aussi du java que l'on danse maintenant tous les jours! Le coup du plugin de ImageJ, un logiciel prévu à l'origine pour la biologie... je dois dire que c'est très astucieux.

[-ms- 2]

Ben oui, aujourd'hui tous les ingrédients existent pour mettre en oeuvre un système capable de passer à travers la bête noire des astrams :
- 1 télescope équipé d'une camera video rapide,
- 1 deuxième télescope plus petit en parallèle équipé d'un masque DIMM et d'une camera video rapide,
- une carte d'acquisition rapide supportant 2 enregistrements video AVI,
- un environnement de développement (Java/ImageJ) permettant de traiter les 2 fichiers AVI obtenus.

Le premier AVI contient les trames brutes.
Le deuxième AVI permet d'extraire : (r0, tau, téta) et de calculer une PFS théorique.
Une déconvolution sur chaque trame brute "traitable" (c'est à dire avec le r0, le temps de cohérence et l'angle d'isoplanétisme qui vont bien) permet de reconstruire l'image de l'objet étudié.

En plus, cette manip peut être réalisée tranquillement dans son jardin à la campagne comme en ville.

Dans un premier temps, je travaille à 50fps et si les résultats sont intéressants, je passerai à 100fps ou à 200fps.

Cette manip est accessible à tout astram équipé d'un télescope et d'un dispositif d'autoguidage. Dans ce cas, l'autoguidage se transforme en moniteur de seeing.