로봇 망원경

로봇 망원경 '엘 에나노'

로봇 망원경은 사람의 개입 없이 관측을 하는 천체 망원경이자 검출기 시스템이다.천문학 분야에서 망원경은 인간이 밤에 처음 관측을 시작하거나 아침에 관측을 끝내야 하는 경우에도 사람에 의해 조작되지 않고 그러한 관측을 한다면 로봇으로 인정된다.자동 ^[1]^[2]^[3]예약과 같은 다양한 방법으로 인공지능을 사용하는 소프트웨어 에이전트가 있을 수 있습니다.로봇 망원경은 원격 망원경과 구별되지만, 기기는 로봇일 수도 있고 원격일 수도 있다.

설계.

로봇 망원경은 일반적으로 여러 하위 시스템을 통합하는 복잡한 시스템입니다.이러한 서브시스템에는 망원경 포인팅 기능, 검출기(일반적으로 CCD 카메라), 돔 또는 망원경 인클로저 제어, 망원경의 포커스 제어, 기상 조건 검출 및 기타 기능을 제공하는 장치가 포함됩니다.이러한 다양한 서브시스템은 대부분의 경우 소프트웨어 컴포넌트인 마스터컨트롤 시스템이 주재하는 경우가 많습니다.

로봇 망원경은 폐쇄 루프 또는 개방 루프 원리로 작동합니다.오픈 루프 시스템에서는 로봇 망원경 시스템이 제대로 작동하는지 확인하기 위해 작동 결과를 검사하지 않고 자신을 가리키고 데이터를 수집합니다.개방 루프 망원경은 어떤 것이 잘못되면 제어 시스템이 그것을 감지하고 보상할 방법이 없다는 믿음에 따라 작동한다고 합니다.

클로즈드 루프 시스템은 다중 입력을 통해 동작을 평가하여 오류를 검출할 수 있습니다.그러한 일반적인 입력은 망원경의 운동 축에 위치 인코더 또는 노출 시 정확한 시야를 가리키도록 시스템의 이미지를 평가하는 능력일 것이다.

대부분의 로봇 망원경은 작은 망원경이다.대형 관측기기는 고도로 자동화될 수 있지만, 직원 없이 작동하는 것은 거의 없다.

전문 로봇 망원경의 역사

로봇 망원경은 천문대에서 전자 기계식 인터페이스가 보편화된 이후 천문학자들에 의해 처음 개발되었다.초기 예로는 비용이 많이 들고 기능이 제한되었으며 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 고유한 서브시스템이 다수 포함되어 있었습니다.이것은 역사 초기에 로봇 망원경 개발의 진보 부족에 기여했다.

1980년대 초, 값싼 컴퓨터를 사용할 수 있게 되면서, 몇 가지 실행 가능한 로봇 망원경 프로젝트가 구상되었고, 몇 가지가 개발되었습니다.Mark Trueblood와 Russell M의 1985년 책, Microcomputer Control of Telescopes.Genet은 이 분야의 획기적인 공학 연구였습니다.이 책의 업적 중 하나는 망원경이 왜 기본적인 천문학적 계산만으로 확실하게 위치를 가리킬 수 없는지에 대한 여러 가지 이유와 꽤 미묘한 점을 지적한 것이다.이 책에서 탐색한 개념은 1970년대 대형 자동 망원경, 특히 3.9m 앵글로-오스트레일리아 망원경에서 등장한 Tpoint라는 망원경 마운트 오류 모델링 소프트웨어와 공통의 유산을 공유하고 있습니다.

2004년에 일부 전문 로봇 망원경은 디자인 창의성이 부족하고 폐쇄적인 소스 및 독점 소프트웨어에 의존한다는 특징이 있었습니다.이 소프트웨어는 일반적으로 설계한 망원경에 고유하며 다른 시스템에서는 사용할 수 없습니다.종종 대학에서 개발된 로봇 망원경 소프트웨어는 그것을 쓴 대학원생들이 새로운 자리로 옮겨가고 그들의 기관들이 그들의 지식을 잃기 때문에 유지하기가 불가능해지고 궁극적으로 구식이 된다.대형 망원경 컨소시엄이나 정부 출연 연구소는 대학이 경험하는 것과 같은 개발자의 손실을 초래하지 않는 경향이 있습니다.프로페셔널 시스템은 일반적으로 매우 높은 관찰 효율성과 신뢰성을 특징으로 합니다.또, 소수의 프로패셔널 시설에서 ASCOM 테크놀로지를 채용하는 경향도 높아지고 있습니다(다음 항 참조).독점 소프트웨어의 필요성은 보통 기관 간의 연구비 경쟁에 의해 좌우됩니다.

1980년대 후반부터 아이오와 대학교는 전문적인 측면에서 로봇 망원경 개발에 앞장서 왔다.그1990년대 초에 개발된 자동 망원경 시설(ATF)은 아이오와 시에 있는 아이오와 대학의 물리학 건물 옥상에 위치해 있었다.그들은 1997년 사설 위너 천문대에 있는 로봇과 원격 망원경인 아이오와 로봇 천문대를 완성했다.이 시스템은 성공적으로 변광성을 관측했고 수십 개의 과학 논문에 관측 결과를 제공했습니다.2002년 5월, 그들은 리겔 망원경을 완성했다.리겔은 Optical Mechanics, Inc.가 제작하고 Talon ^[4]프로그램이 제어하는 0.37m(14.5인치)의 F/14였다.이 모든 것은 보다 자동화되고 실용적인 전망대로의 발전이었다.

현재 로봇 망원경의 가장 큰 네트워크 중 하나는 영국 대학의 컨소시엄에 의해 운영되는 로보넷이다.링컨 근지구 소행성 연구 프로젝트는 전문 로봇 망원경의 또 다른 예이다.LINE의 경쟁사인 Lowell Observatory Near-Earth-Object Search, Catalina Sky Survey, Spacewatch 등도 다양한 수준의 자동화를 개발했습니다.

2002년 RAPTOR(Rapid Telescopes for Optical Response) 프로젝트는 최초의 완전 자율 폐쇄 루프 로봇 망원경이었다.RAPTOR는 2000년에 설계되어 2002년에 완전한 도입을 개시했습니다.이 프로젝트는 Tom Vestrand와 그의 팀인 James Wren, Robert White, P. Wozniak, Heath Davis가 이끌었다.2001년 말 광야악기 중 하나에 처음으로 빛을 비추었다.두 번째 와이드 필드 시스템은 2002년 말에 온라인화 되었다.클로즈드 루프 동작은 2003년에 시작되었습니다.원래 RAPTOR의 목표는 위성 방아쇠에 안정적으로 반응하고, 더 중요한 것은 실시간으로 과도현상을 식별하고, 다른 더 큰 망원경으로 후속 관측을 가능하게 하기 위해 소스 위치로 경보를 생성하는 지상 기반 망원경 시스템을 개발하는 것이었다.이 두 가지 목표를 모두 달성했습니다.현재^[when?] RAPTOR는 Thinking Telescopes Technologies ^[5]Project의 핵심 하드웨어 요소로 재조정되었습니다.새로운 임무는 지금까지 도입된 가장 진보된 로봇 소프트웨어를 사용하여 지속적인 소스에서 흥미롭고 비정상적인 행동을 찾는 밤하늘의 모니터링이 될 것입니다.두 개의 광시야 시스템은 CCD 카메라의 모자이크이다.모자이크 덮개와 면적은 약 1500평방도에서 12등급 깊이입니다.각 와이드 필드 어레이의 중심에는 시야가 4도이고 깊이가 16도인 단일 오목한 시스템이 있습니다.광역 시스템은 38km 기준선에 의해 분리된다.이러한 광시야 시스템을 지원하는 두 개의 다른 작동 망원경이 있습니다.첫 번째는 16평방도의 모자이크 시야를 가진 순찰 장비입니다.다른 시스템은 깊이가 19-20등급이고 커버리지가 .35도인 .4m OTA이다.현재 3개의 시스템이 추가로 개발 중이며 향후 2년간 테스트와 도입이 진행될 예정입니다.모든 시스템은 커스텀 제조된 고속 슬립 마운트에 장착되며, 3초 만에 하늘의 어느 지점에나 도달할 수 있습니다.RAPTOR 시스템은 Los Alamos National Laboratory(미국)에 있으며 Laboratory의 Directed Research and Development 기금에 의해 지원되고 있습니다.

아마추어 로봇 망원경의 역사

2004년에 가장 로봇 망원경 아마추어 천문가들의 손에 달려 있습니다.상업성이 시장에 1990년대 초에 등장했다 상대적으로 저렴한 CCD카메라, 아마추어의 로봇 망원경의 폭발에 선행하는 전제 조건은 이용 가능성이다.이러한 카메라는 뿐만 아니라 아마추어 천문학자들은 밤 하늘의 만족스러운 이미지를 만드는 것이었지만 또한 전문 천문학자들과 협력하여 연구 프로젝트를 수행하기 더 세련된 아마추어들을 격려했다 허용했다.그런 관계는 끝도 없이 변광성의 반복적인 이미지로 연구 중심 천체 관측, 만들기의 아마추어 로봇 망원경의 개발의 주요 동기는 단조롭다는 것이다.

1998년, 밥 데니 천문학적인 장비에 대한 소프트웨어 인터페이스 표준, 마이크로 소프트의 컴포넌트 오브젝트 모델 있는 천문학 공통 객체 모델(ASCOM)에 근거한다. 그는 또한 발행되는 상업적인 망원경 제어 및 영상 분석 프로그램 및 여러 freewa의 형태로 이 표준의 처음 샘플을 썼다 임신했어요.주목할 구성 요소이다.그는 또한 더그 조지는 상업적인 카메라 제어 소프트웨어 프로그램에 ASCOM 능력 통합하도록 설득했다.이 기술을 통해 이러한 응용 프로그램 통합 마스터 제어 시스템 쉽게 perl, VB스크립트 또는 자바 스크립트에서 쓰여질 수 있었다.그 자연의 샘플 스크립트 데니에 의해 제공되었다.

ASCOM의 스카이 및에 이어보도, 망원경 잡지 몇달이 지나서, 밥 데니, 더그 조지, 팀 롱 등 ASCOM 건축가들 나중에 프리웨어 장치 드라이버에 망원경에 명문화된 인터페이스 표준, CCD카메라, 망원경 focusers, 천문 전망대 돔의 세트가 되는 것으로 ASCOM에 영향을 미쳤다.반면 소프트웨어 비용이 폭락했지만 결과적으로, 아마추어 로봇 망원경은 점점 더고 신뢰할 수 있는, 정교해 지고 있다.ASCOM 또한 몇몇 프로 로봇 망원경으로 채택되어 왔다.

한편 ASCOM 사용자 더 강력한 종합 통제 시스템을 디자인했다.종이들은 작은 행성 Amateur-Professional Workshops(MPAPW)에서 1999년, 2000년에 제시되고, 2001년과 국제 Amateur-Professional Photoelectric Photometry 헌장 1998,1999년, 2000,2001년, 2002년, 2003년 더욱 정교한 종합 통제 시스템을 문서 첨부했습니다.이러한 시스템의 기능 중 일부는 관찰 대상의 자동 선택, 기회 대상에 대한 관찰 또는 관찰 일정을 중단하는 기능, 안내 별의 자동 선택, 정교한 오류 감지 및 수정 알고리즘을 포함했다.

원격 망원경 시스템 개발은 1999년에 시작되었으며, 2000년 초에 실제 망원경 하드웨어에 대한 첫 시험 운행이 이루어졌다.RTS2는 주로 감마선 폭발 후속 관측을 위한 것이었기 때문에 관측을 방해하는 능력이 설계의 핵심이었다.개발 중에 통합된 천문대 관리 스위트가 되었습니다.다른 추가 사항으로는 목표물과 관찰 로그를 저장하기 위한 Postgresql 데이터베이스 사용, 실시간 망원경 보정 성능 및 웹 기반 사용자 인터페이스를 포함한 이미지 처리 수행 능력이 있었다.RTS2는 처음부터 독자적인 컴포넌트가 없는 완전한 오픈 소스 시스템으로 설계되어 있었습니다.마운트, 센서, CCD 및 루프 시스템의 목록을 지원하기 위해 자체 텍스트 기반 통신 프로토콜을 사용합니다.RTS2 시스템은 2004년과 ^[6]2006년에 발표된 문서에 설명되어 있습니다.

계측기 중립 분산 인터페이스(INDI)는 2003년에 시작되었습니다.Microsoft Windows 중심의 ASCOM 표준과 비교하여 INDI는 Elwood C에 의해 개발된 플랫폼 독립 프로토콜입니다.ClearSky Institute의 Downey는 하드웨어 장치와 소프트웨어 프런트엔드 간의 제어, 자동화, 데이터 수집 및 교환을 지원합니다.

중요성

2004년까지, 로봇 관측은 소행성 궤도와 발견, 변광성 연구, 초신성 광선 곡선과 발견, 혜성 궤도 그리고 중력 마이크로렌즈 관측에 대한 발표된 과학 정보의 압도적인 비율을 차지했습니다.

모든 초기 단계 감마선 폭발 관측은 로봇 ^{[citation needed]}망원경으로 수행되었다.