tübitak ulusal gözlemevinde geliştirilen robotik teleskop

Türkiye’deki Teleskoplarla Bilim Sempozyumu - İstanbul
TÜBİTAK ULUSAL GÖZLEMEVİNDE GELİŞTİRİLEN ROBOTİK
TELESKOP: RT40
Tuncay ÖZIŞIK
TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi, Akdeniz Üniversitesi Yerleşkesi, 07058, ANTALYA
(e-posta: [email protected])
Özet: TÜBİTAK Ulusal Gözlemevinde 2006-2008 yılları arasında çalışan YT40 teleskobu T60
teleskobunun kurulması ile devreden çıkarılmıştı. YT40 teleskobunun sadece optik tüpünün ve odak
düzlemi donanımlarının alınarak yeni bir robotik kurguya monte edildiği RT40 teleskobunun TUG’da
geliştirilen robotik yazılımı tamamlanmış ve TUG’un Antalya’daki BİTOM istasyonunda teleskobun
test gözlemleri başlamıştır. RT40’ın Bakırlıtepe’deki binasına kurulumunun 2013 yılı içerisinde
bitirilmesi plânlanmaktadır.
1. Giriş
Dünya’da her geçen gün robotik teleskoplar önem kazanmakta ve sürekli yeni yazılımlar ve
donanımlar geliştirilerek gözlem gecelerinin en etkin şekilde kullanılmasına çalışılmaktadır.
Başında bir gözlem sorumlusu gerektirmeyen ve proje tabanlı olmayıp nesne tabanlı çalışan
robotik teleskoplar teknik olarak iyi bir şekilde desteklendiğinde gözlemevinin verimine çok
büyük katkı yapmaktadır. TUG’da çalışan ilk robotik teleskop Michigan Üniversitesi ve TUG
arasındaki bir işbirliği protokolü çerçevesinde 2004 yılında kurulan ve hâlen başarıyla çalışan
ROTSE III-d teleskobudur. Ülkemizdeki ilk robotik teleskop olması bakımından, özellikle
TUG teknik ekiplerinin robotik teleskoplar ve yazılımları konusunda tecrübe kazanmalarına
imkân tanımış, ayrıca böyle bir teleskobun Bakırlıtepe gibi zorlu bir yerleşkede işletilmesi
sırasında karşılaşılan zorlukların ortaya koyulması için iyi bir vesile olmuştur.
T60 teleskobunun kurulması ile 2008 yılında devre dışı kalan 40cm ayna çaplı otomatik
Meade LX200 modeli YT40 teleskobunu değerlendirebilmek ve diğer TUG teleskoplarında
yeterli gözlem gecesi bulamayan bazı özel, uzun dönemli gözlem projelerini minimum insan
gücü ile destekleyebilmek için TUG bünyesinde yeni bir robotik teleskop geliştirilmesi fikri
doğmuş, bu amaçla eldeki donanımlar gözden geçirilerek RT40 adını verdiğimiz yeni bir
robotik teleskobun ortaya çıkarılması çalışmaları 2010 yılında başlatılmıştır.
2. RT40 Teleskobu
TUG Bakırlıtepe Yerleşkesi merkez binanın güney cephesindeki arazi üzerinde inşa edilen ve
basit bir dairesel yapıya sahip olan betonarme RT40 binasının kaba inşaatı 2009 yılında
tamamlanmış, Astrohaven firmasının ürünü “clamshell” türü kubbesi ise 2010 yılında
kurulmuştur (Şekil 1). Robotik teleskop kurguları arasında öne çıkan modellerden biri olan
“Paramount ME” adlı kurgunun 2010 yılı içinde satın alınması sonrasında, optik tüp montajı
ve odak düzlemi donanımları da aynı yıl içinde tamamlanarak, teleskobun robotik olarak
çalışacak şekilde yazılımını geliştirme çalışmalarına başlanmıştır.
Dünya’da birçok robotik teleskop projesinde başarıyla kullanılmakta olan Paramount ME,
RS232 protokolü üzerinden “The Sky6” adlı Windows tabanlı bir yazılım aracılığıyla
kumanda edilebilen Alman Ekvatoral sisteme sahip, 68kg yükleme kapasiteli robotik bir
teleskop kurgusudur (Şekil 2). Bu kurgu ile birlikte gelen “The Sky6” programı ve
beraberindeki “Orchestrate” adlı yazılımlarla sistem yarı robotik olarak kullanılabilmekte,
fakat insan güdümü olmadan gerçek anlamda robotik bir çalışma mümkün olmamaktadır. Bu
122
Türkiye’deki Teleskoplarla Bilim Sempozyumu - İstanbul
Şekil 1. RT40 teleskobunun inşa hâlindeki binası ve “clamshell” türü kubbesi kurulduktan sonraki hâli.
amaçla hem robotik teleskop yazılımı konusunda tecrübe edinmek hem de mevcut robotik
teleskop sistemlerinde karşılaşılmayan bazı faydalı özellikleri ekleyebilmek için TUG’da
robotik bir teleskop kontrol yazılımı geliştirilmesine başlanmıştır. Aralıklı çalışmalarla Mart
2012’de istediğimiz anlamda robotik olarak çalışabilecek düzeye getirilen yazılım, “The
Sky6” yazılımı tarafından desteklenen çok sayıda farklı teleskop kurgularında da çalışabilecek
şekilde tasarlanmıştır.
Şekil 2. RT40 teleskobu ve Paramount ME robotik teleskop kurgusu.
a. Donanım
RT40 teleskobu aşağıdaki donanımlardan oluşmaktadır:
Optik Tüp:
Kurgu:
CCD Kamera:
Filtre Tekerleği
Odaklayıcı:
Meteoroloji İstasyonu:
Yağmur Alıcısı:
Kubbe:
Bilgisayar:
Meade 16″SC, f/10
Paramount ME, Alman Ekvatoral (MKS 4000, Seri Port)
Apogee Alta U47, 1024x1024 piksel, 13µm2 (USB)
Optec IFW, 5 yuvalı (Seri Port)
Optec TCF-S3 (Seri Port)
Waisala WXT520 (Seri Port)
Waisala DRD 11A (Paralel Port)
Astrohaven, 12ft (Seri Port)
Dell Optiplex GX620, Windows XP Pro
123
Türkiye’deki Teleskoplarla Bilim Sempozyumu - İstanbul
b. Yazılım
Şekil 3. RT40 Teleskobu yazılımının ana ekran görüntüsü. Robotik çalışma sırasında tüm çevre birimleri ile teleskobun ve gözlemin durumu
bu ekrandan takip edilebilektedir.
RT40 teleskobunun yukarıda sıralanan tüm donanım birimleri ile birlikte gerçek zamanlı
olarak haberleşebilmesi ve nesne tabanlı olarak gecelik gözlem programının yürütülebilmesi
için temel olarak Windows işletim sistemi altında çalışan farklı yazılım platformları bir Visual
Basic grafik arayüzü (Şekil 3) altında bir araya getirilmiştir.
124
Türkiye’deki Teleskoplarla Bilim Sempozyumu - İstanbul
Nisan 2012 itibariyle yaklaşık 4000 satıra ulaşan yazılımın bileşenleri aşağıdaki başlıklarda
gruplanabilir:
Ana Pogram ve Arayüz:
Astronomik Hesaplar:
Gözlem Programı:
Teleskop Kontrol:
CCD Kontrol:
Visual Basic (Microsoft)
IDL (ITTVIS)
Visual Basic Script, HTML, PHP
The Sky6 (Software Bisque)
MaxIm DL (Diffraction Limited)
Yazılım tüm çevre birimleri ile bir çevrim içinde haberleşmekte (Şekil 4), olası bir donanım
problemi veya kötü hava şartı durumunda tüm sistemi emniyete alacak şekilde
davranmaktadır. İstendiğinde bu kontrol çevriminin süresi bir konfigürasyon dosyası içinden
ayarlanabilmektedir.
CCD
Kamera
Teleskop
Odaklayıcı
Meteoroloji
İstasyonu
Filtre
Tekerleği
Yağmur
Alıcısı
Kubbe
Yerel Ağ
Donanım Kontrol Çevrimi * : 10 sn
Astronomik Hesap Çevrimi * : 1 sn
* Değerler ayarlanabilir.
Şekil 4. RT40 teleskop kontrol yazılımının çevre birimleri ile haberleşme çevrimi.
c. Özellikler
RT40 Teleskobu ve yazılımı geliştirilirken öncelikle diğer robotik teleskoplarda rastlanmayan
veya amaçlarımız doğrultusunda değiştirebileceğimiz bazı özelliklerin eklenmesine gayret
edilmiştir. Aşağıdaki başlıklarda temel özellikler sıralanmıştır:





Tek bir arayüz üzerinden tüm robotik çalışmanın “7/24/365” izlenebilmesi.
Açık kaynak kodlar.
The Sky6 ve ASCOM destekli tüm teleskop ve donanımlarla çalışabilme.
Web üzerinden gözlem programı (schedule) hazırlama imkânı.
“Autofocus” özelliği.
125
Türkiye’deki Teleskoplarla Bilim Sempozyumu - İstanbul






Hassas yönlenme (Tpoint, < 30″).
Aralığı ayarlanabilir gerçek zamanlı donanım kontrol çevrimi.
“Akıllı” meteorolojik şartları dinleme algoritması.
Çalışma sırasında meteoroloji istasyonu değiştirebilme imkânı.
Otomatik veri isimlendirme, arşivleme, detaylı “FITS” başlığı, log vb.
Çalışma prensipleri ve donanım ayarları için tek bir “Config” dosyası.
d. Test Gözlemleri
RT40 teleskobunun test gözlemleri TUG’un Antalya Akdeniz Üniversitesi Yerleşkesi içinde
bulunan Yönetim Binası yanındaki BİTOM istasyonunda devam etmektedir. Basit bir web
arayüzü (Şekil 5) kullanılarak hazırlanabilen gecelik gözlem programı (schedule) verildiğinde
gece boyunca gözlem robotik anlamda yürütülmekte, veriler otomatik olarak
arşivlenmektedir.
Şekil 5. RT40 teleskobunda gecelik gözlem programının hazırlanabilmesi için kullanılabilecek web arayüzü.
45"
Görüntü Ölçeği: 0,66"/piksel
Görüş Alanı: 11,3'x 11,3'
Şekil 6. RT40 teleskobu ile BİTOM’da yapılan test gözlemlerinden bir kare.
126
Türkiye’deki Teleskoplarla Bilim Sempozyumu - İstanbul
3. Sonuç
RT40 teleskobu bir robotik teleskoptan beklenen özelliklerle çalışabilecek düzeye ulaşmış
durumdadır ve yazılımında güncelleme ve yeni özelliklerin eklenmesi çalışmaları bir yandan
devam etmektedir. Bakırlıtepe’deki RT40 binasının birkaç altyapı eksiğinin 2012 yılı sonuna
kadar tamamlanmasından sonra teleskobun kurulumu gerçekleştirilecektir. RT40’ın çalışma
alanlarının aşağıdaki başlıklar altında yürütülmesi düşünülmektedir.




Astrometri: Küçük gezegen gözlemleri, kuyrukluyıldızlar, örtmeler.
Uzun Dönemli Değişen Yıldızlar
Kataklismik Değişen Yıldızlar
Fırsat Gözlemleri
Ülkemizde benzer donanımlara sahip teleskopların robotik olarak çalıştırılabilmesine imkân
verebilecek RT40 yazılımı talep geldiğinde diğer gözlemevlerimizle de paylaşılabilecektir.
4. Kaynaklar
www.bisque.com
www.cyanogen.com
http://ascom-standards.org/
http://www.rotse.net/
Çakmak, H., Özel haberleşme.
Ak, T., Özel haberleşme.
Holmes, S., Kolb, U., Haswell, C. A., Burwitz, V., Lucas, R. J., Rodriguez, J., Rolfe, S. M., Rostron, J., Barker, J.,
Software architecture for an unattended remotely controlled
- Telescope, 2011, PASP, Vol. 123, No. 908 (October 2011), pp. 1177-1187.
- Granzer, T., Weber, M., Strassmeier, K.G., Three years of experience with the STELLA robotic observatory, 2010,
Advances in Astronomy.
-
127