بخشی از مقاله
چکیده
قبل از اختراع تلسکوپ ، در نزدیکی قرن هفدهم ، نجوم بر مبنای مشاهده با چشم غیر مسلح پایه گذاری شده بود. در ابتدا مردم از محل ستارهها و سیارات در آسمان نقشه تهیه میکردند. بعد از اختراع تلسکوپ در قرن هفدهم، انقلاب عظیمی در جهانبینی و ستارهشناسی رخ داد. هر چه تلسکوپها قویتر شدند، بشریت به دانش بیشتری از جهان اطراف خود دست یافت. با ساخت رصدخانههای مدرن زمینی و فضایی سیستمهای کنترل تلسکوپ ابداع و به مرور بهبود یافتند.
امروزه از این سیستمها در تلسکوپهای آماتوری نیز استفاده می شود، که منجمان جهت عکاسی نجومی و حتی در زمینه رویت هلال ماه از آنها بهره می برند. اگر تلسکوپ دقیقا روی هلال ماه تنظیم شده باشد، گاهی اوقات با استفاده از تلسکوپ هم چشم قادر به دیدن هلال نازک ماه نیست. در این صورت از روشهایی که با استفاده از الگوریتمهای پردازش تصویر، هلال ماه را در تصویر ظاهر می کنند استفاده می شود.
عکسهای ورودی را می توان با دوربین حتی در طول روز گرفت و سپس الگوریتمهای پردازش تصویر را به منظور آشکارسازی هلال نازک ماه روی آنها اعمال نمود. استفاده از این روشها در صورتی کارا خواهد بود که با احتمال زیاد مطمئن باشیم ابزار رصدی به درستی هلال ماه را هدف قرار داده است. در این پژوهش، ابتدا به معرفی سیستمهای کنترل تلسکوپ پرداخته و در ادامه ضمن بحث در مورد رویت هلال ماه و معرفی ابزارهای رویت هلال، به بیان مشکلات و فعالیتهایی که توسط پژوهشگران رشتههای کامپیوتر، برق و فیزیک انجام شده است، می پردازد.
-1 مقدمه
تلسکوپ وسیله ای برای کمک کردن به رصد اجرام از دور، به وسیله جمع آوری بخشی از تابش طیف الکترومغناطیسی ساطع شده از جسم است. طیف الکترومغناطیسی، طیف گستردهای از تمام بسامدهای احتمالی تابش الکترومغناطیسی است. طیف الکترومغناطیسی هر جسم، نشانه پخش پرتوهای الکترومغناطیسی جذب شده و یا تولید شده توسط آن جسم است. واژه تلسکوپ میتواند به تمام حیطه وسایل عملیاتی درسرتاسر ناحیه میدان الکترومغناطیس اشاره داشته باشد.
تلسکوپها بر اساس نوع استفاده، مکان به کارگیری، ساختار داخلی و نوع مقر دسته بندی می شوند : طبقه بندی بر اساس نحوه بکارگیری به دو دسته تلسکوپهای آماتوری و تلسکوپهای حرفه ای صورت می گیرد. تلسکوپهای حرفهای به منظور انجام تحقیقات اخترشناسی و کیهانفیزیک در رصدخانهها نصب شده و مورد استفاده دانشجویان و محققان قرار میگیرد. تلسکوپهای آماتوری به منظور آشنایی دانشآموزان و جوانان با علم ستارهشناسی ساخته شدهاند و نسبت به تلسکوپهای حرفهای از کیفیت اپتیکی پایینتری برخوردار هستند.
مطالعه در مورد هلال ماه نو موضوعی جذاب و دشوار است. به خصوص این موضوع برای اهداف تقویم قمری بسیار مهم است. همچنین، رقابت تنگاتنگی به منظور شکستن رکورد رویت جوانترین هلال ماه وجود دارد. مطالعات پیشینی کننده رویت هلال ماه اولیه می تواند به دو دسته اصلی تقسیم شود. بخش اول، مطالعات آماری که براساس جمع آوری گزارش مشاهدات در طول مدت زمان طولانی است.
نتایج به دست آمده برای توسعه یک معیار به منظور پیش بینی استفاده می شود. اما با توجه به ماهیت این روش، معیارها همیشه قابل اعتماد نیستند. به عنوان مثال اولین پیش بینی رویت هلال ماه توسط بابلیان انجام شد. آنها دریافتند اگر سن ماه بیش از 24 ساعت و زمان مکث آن بیش از 48 دقیقه باشد، آنگاه هلال ماه به وسیله چشم قابل مشاهده خواهد بود. - - Odeh, 2004 بخش دوم مطالعات، ارائه مشاهدات هلال ماه نو، با استفاده از روشهای جدید و ابزارهایی مانند تلسکوپهای بزرگ است. استفاده از تلسکوپهای بزرگ، درجه بالایی از بزرگنمایی را فراهم می کند، و در نتیجه باعث میشود که تصویر کامل ماه از بین رود، بزرگنمایی بالا باعث ایجاد سطح نویز زیاد نیز می شود.
همچنین کنتراست بسیار کم بین هلال ماه و پس زمینه، باعث میشود نتوان ماه را از پس زمینه جدا کرد. امروزه تلسکوپها و دوربینهای دوچشمی معمولا برای رویت هلال ماه نو استفاده می شوند. برای مشاهده توسط یک تلسکوپ یا دوربین دوچشمی، زاویه مشاهده هلال در آسمان باید محاسبه شود. پس از پیدا کردن مکان تقریبی هلال، مشاهده می تواند آغاز شود. این تلاش می تواند موفق یا ناکام باشد. شکست در رویت هلال می تواند به دلیل محاسبه نادرست موقعیت هلال ماه، باشد.
اگر تصور شود که ابزار رصدی به درستی بر روی هلال ماه تنظیم شده باشد، گاهی اوقات حتی با تلسکوپ هم چشم قادر به دیدن هلال نیست. - Fakhar et - al, 2014 ، در این صورت از روشهایی که با استفاده از الگوریتمهای پردازش تصویر، هلال ماه را در تصویر ظاهر می کند استفاده می شود. بدین منظور برای رویت هلال نازک می توان از الگوریتمهای پردازش تصویر استفاده کرد. عکسهای ورودی را می توان با دوربین حتی در طول روز گرفت و سپس الگوریتمهای پردازش تصویر را به منظور آشکارسازی هلال نازک ماه روی آنها اعمال نمود . - Sejzei and Jamzad, 2016 -
با استفاده از تکنولوژی روز، سیستمهایی طراحی شده است که با استفاده از موتور و سیستم کنترلی به تلسکوپها این امکان را می دهد که به صورت خودکار اجرام سماوی را جستجو و ردیابی کنند . - Wang et al,2013 - در ادامه به معرفی سیستمهای کنترل تلسکوپ، پرداخته و سپس ضمن بیان ابزارها و مشکلات پیرامون رویت هلال ماه، به بیان کاربرد سیستمهای کنترل تلسکوپ در زمینه هلال ماه پرداخته است.
-2 سیستمهای کنترل تلسکوپ
سیستمهای کنترل تلسکوپ به اختصار TCS1 ، سیستمهایی هستند که رصدگر را در جهت هدایت درست دهانه تلسکوپ به سمت جسم سماوی مورد نظر کمک می کند. اغلب این سیستمها در رصدخانههای مدرن و یا تلسکوپهای فضایی به کارگیری می شوند. کنترل هر تلسکوپ بسته به نوع آن تلسکوپ متفاوت است، مثلا کنترل تلسکوپهای فضایی با تلسکوپهای رادیویی و یا تلسکوپهایی که در رصدخانهها قرار دارند متفاوت است. اما می توان وجه مشترکی بین تمامی آنان یافت. مهندسان و طراحان یک سیستم کنترل مشترک را طراحی نموده و آن را به پنج زیر سیستم اصلی تقسیم کرده اند که هریک دارای نقش متفاوتی نسبت به دیگری است. این پنج زیر سیستم عبارتند از:
· سیستم کنترل رصدخانه
· سیستم کنترل تلسکوپ
· سیستم کنترل ابزار
· سیستم رسیدگی داده
· سیستم محیط
سیستم کنترل تلسکوپ ، مسئول هماهنگی و کنترل زیر سیستمهای مختلفی است که تلسکوپ را تشکیل می دهند، TCS مسئول اجرای فرامینی است که از سوی سیستم کنترل رصدخانه و یا کاربر متخصص صادر می شود. سیستم کنترلی تلسکوپ ، وظیفه کنترل برخی از زیر سیستمها از جمله سیستم کنترل مقر2 تلسکوپ، سیستم کنترل اپتیک فعال و آینه اصلی را دارد. در برخی تلسکوپها آینه اصلی به طور هوشمند و خودکار کنترل می شود در حالی که در سیستم کنترل مقر تلسکوپ توسط دستورات و ورودیهای داده شده توسط کاربر، عمل می کند.
سیستمهای تلسکوپ روباتیک مبتنی بر کامپیوتر از مزایای استفاده از هزینههای عملیاتی پایین و بهره وری علمی بالا برخوردار هستند. به طور کلی اصطلاح رباتیک در سیستمهای تلسکوپ برای هدایت یک تلسکوپ به یک موقعیت داده شده و یا تهیه تصاویر و یا انجام کارهای پیچیده تری اطلاق می شود . - Helhel et al,2016 - سیستم کنترل یک بخش ضروری و مهم از یک تلسکوپ نجومی است. برای تلسکوپهای بزرگ، یک سیستم کنترل کارآمد برای مشاهدات موفق حیاتی است . - Wang et al,2013 -
ویژگیهای استانداردی برای سیستمهای کنترل تلسکوپ وجود دارد که عبارتند از:
· کنترل سیستم رصدخانه با استفاده از کامپیوتر، مدارات سخت افزاری و میکروکنترلرها مثل میکروکنترلر آرم و یا پی ال سی
· کنترل استقرار تلسکوپهای شخصی و یا موجود در رصدخانه به منظور نشانه روی و ردیابی اجرام نجومی - کهکشانها، سحابیها، خوشههای ستاره ای، سیارات و ماه - .
· مشاهده وضعیت و کنترل از راه دور موقعیت و چرخش گنبد رصدخانه
• کنترل اجزای تلسکوپ شامل - : - Russiniello et al,2000
o سرو موترهای متصل به محور - بعد و میل و یا سمت و ارتفاع - تلسکوپ به منظور چرخش لوله تلسکوپ به سمت اجرام آسمانی و ردیابی آنان
o نورسنجی با استفاده از سی سی دی دیجیتال
o تغییر موقعیت چشمی به منظور فوکوس بر جسم مورد نظر
