Légyszem: a teljes égboltot figyeli majd a hazai fejlesztésű kamerarendszer

989
A csillagászatban elterjedt műszerek jelenleg az égboltnak csak kis területét tudják megfigyelni. A nagyobb távcsövekre ráadásul hatalmas a túljelentkezés, ezért egy-egy érdekes objektumot nem lehetséges hosszabb időn át észlelni. Erre a problémára adhatnak megoldást az olyan programok, mint például a nagy égboltfelmérő projekt, a Large Synoptic Survey Telescope (LSST,  http://www.lsst.org/lsst/), amely néhány naponként készít majd felvételeket a teljes látható égboltról.

Hasonló célt tűztek ki az MTA CSFK Csillagászati Intézetének kutatói (Vida Krisztián, Regály Zsolt, Mészáros László, Csépány Gergely, Oláh Katalin, Kiss Csaba, Döbrentei László, Jaskó Attila és Mező György, a programvezető Pál András irányításával), akik a Magyar Tudományos Akadémia Lendület Fiatal Kutatói Programja keretében terveznek egy 19 egyedi kamerából álló műszert – ún. Légyszem-kamerát – építeni. A csoport tagjai egy olyan detektort terveznek és készítenek, amellyel a teljes égbolton (30 foknál nagyobb horizont feletti magasságnál) meg tudják figyelni a 15 magnitúdónál fényesebb égitestek fényváltozásait – a percestől akár több éves időskálán átívelve.

A Légyszem-kamera mechanikus része nem megszokott: a mozgatásról, azaz a Föld forgásából adódó látszó mozgás kompenzálásáról egy hexapod, más néven Stewart-platform gondoskodik. A hexapod maga sem egy hétköznapi konstrukció, egyik legismertebb alkalmazása például repülőszimulátorok mozgatása. Mint arra a neve is utal, a mechanikus szerkezet egy hat lábon álló platform. Ez a konstrukció a hasznos teher – jelen esetben a 19 egyedi kamera – mozgatását a lábak hosszának változtatásával éri el. Összességében ez a megoldás, amellett, hogy igen precíz pozícionálást tesz lehetővé, hibatűrő is: ha a hat lábból három be is ragadna, a műszer még mindig mozgatható a megfigyelések igényeinek megfelelően. Ez a hibatűrő viselkedés, valamint számos hasonló jellegű elektronikai és vezérléstechnikai megoldás is azon alapelv következménye, hogy a műszerrendszerben nem lesznek egyedi vagy kitüntetett alkatrészek. Azaz, ha valamelyik komponens le is állna vagy meghibásodna, az eszköz továbbra is teljes értékű működésre lesz képes.


A Légyszem-kamera mechanikája (legyártása már folyamatban)

Ezen felül – ellentétben a csillagászati műszertechnikában legelterjedtebb, úgynevezett ekvatoriális szereléstől – a műszer mechanikája független annak földrajzi helyzetétől. Így szükség esetén a műszer áthelyezése sem okoz problémát, de a további, más-más helyszínre telepítendő egységek elkészítése is lényegesebben egyszerűbb. A kamerarendszert viszonylag olcsó, készen kapható alapanyagokat felhasználva lehet elkészíteni, így a fejlesztési költségek is jelentősen csökkenthetők – és így további ugyanilyen műszerek elkészítése is jóval egyszerűbbé válik. A Légyszem-kamera fejlesztése, amelyhez az infrastrukturális hátteret az akadémiai kutatóközpont biztosítja, teljesen nyílt keretek között folyik. Ez azt jelenti, hogy az első egység elkészülte után elérhetőek lesznek mind a gépészeti és elektronikai tervek, mind a vezérléshez és adatfeldolgozáshoz szükséges szoftverek – ezáltal jóval könnyebbé válik egy nemzetközi megfigyelőhálózat kiépítése is. A műszerből származó adatok pedig bárki által szabadon felhasználhatóak lesznek.


Vázlatos rajz a Légyszem-kameráról

De mire lehet majd használni a műszert? Szinte bármely célra, ahol jó időbeli lefedettségű fotometriai mérésekre van szükség. Ez rengeteg új felfedezés lehetőségét rejti magában, hiszen igen kevés olyan égitest van, amelyről széles, mintegy hat nagyságrendet átfogó időskálán készülnek mérések – sok újdonságot hozhat például az aktív csillagok, pulzáló változók, exobolygók, és a fiatal csillagok kutatásában is. Tranziens jelenségek (gammakitörések, szupernóvák) gyors és akár visszamenőleges megfigyelése is lehetséges, hiszen a kutatóknak nem kell értékes perceket pazarolniuk azzal, hogy a távcsövet a forrás felé fordítsák. A tranziens jelenségekhez hasonlatosan a Föld mellett elhaladó, esetlegesen bennünket veszélyeztető kisbolygók is detektálhatóak lehetnek.


A műszer 19 kamerájának tervezett látómezeje – a horizont felett 30 fokkal csaknem a teljes látható égboltot lefedi majd.

A Lendületes kutatók hosszú távú tervei között szerepel egy több Légyszem-kamerából álló hálózat kiépítése is: mintegy 10 egyforma, de megfelelő földrajzi pontra elhelyezett műszerrel a Nap közvetlen környezetét leszámítva a teljes éggömb lefedhető, időben folytonos módon. Az első lehetséges helyszín a Kanári-szigeteken, Tenerifén lenne, az IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) által üzemeltetett Teide Obszervatóriumban, ahol a csoport lehetőséget kapott arra, hogy a prototípust tesztelje; az obszervatórium területe később állandó helyszínként is működhet.


Nagyságrendileg 10, megfelelő földrajzi pontra elhelyezett műszerrel a Nap közvetlen környezetét leszámítva a teljes éggömb lefedhető és időben folytonos módon megfigyelhető.

A program hatása a konkrét csillagászati megfigyelések mellett meglehetősen szerteágazó lehet. A műszer igen nagy mennyiségű adatot fog termelni: ezek megbízható tárolása és feldolgozása komoly kihívást jelent. Az egyik lehetséges megoldás ez utóbbi problémára egy GPU-alapú (a számítógépek grafikus vezérlőkártyájának központi egysége) adatfeldolgozás kifejlesztése lenne. Emellett a hexapod megépítése során is lehetnek olyan eredmények, amelynek lehetséges közvetlen ipari felhasználása, így akár új szabadalmak is születhetnek. A műszer fejlesztésének részleteiről a csoport rendszeresen beszámol majd a hirek.csillagaszat.hu oldalon.

Hozzászólás

hozzászólás