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Jobst Meyer
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1 Venustransit digital Erfahrungen für die routinemässige Sonnenfotografie Thomas K. Friedli SAG Kolloquium 13. November 2004

2 Inhalt Warum digital? Neue Möglichkeiten zur Sonnenaktivitätsüberwachung Aktuelles Projekt Thomas K. Friedli 2

3 Warum digital? Anforderungen Bilddokument Messen Einfache Handhabung Film Einfache Handhabung Einfache Nachbearbeitung Messungen aufwändig Thomas K. Friedli 3

4 Warum digital? CCD Komplexes Handling Komplexe Nachbearbeitung Messungen aufwändig Gesichtsfeld zu klein Digital: CCD in SLR Kamera Thomas K. Friedli 4

5 EOS 300D 6.3 Megapixel 3072 x 2048 Pixel 7.4 x 7.4 µm Pixel 22.7 mm x 15.1 mm CMOS pro Pixel CHF Thomas K. Friedli 5

6 Instrument Venusdurchgang TeleVue NP APO Vixen GP Montierung auf Baader Hartholzstativ, 2-achsig nachgeführt. Baader Herschelprisma 2 T-Ring für EOS EOS 300D mit 1GB CF Karte und Drahtauslöser Thomas K. Friedli 6

7 Thomas K. Friedli 7

9 Thomas K. Friedli 9

10 Thomas K. Friedli 10

11 Vergleich mit CCD Direkte Fokussierung durch das Instrument Verschluss vorhanden Kurze Verschlusszeiten: 1/4000 sec Mehrfachaufnahmen Kurze Startzeiten auch aus dem Schlafmodus Betrieb ab PC mit Verbindungskabel möglich Betrieb ab Netzstrom möglich Kein Biasbild erstellbar Thomas K. Friedli 11

Startzeiten auch aus dem Schlafmodus Betrieb ab PC mit Verbindungskabel

12 Bildverarbeitung Raw Format: 7 MB JPEG Format: 3.1 MB 0.9 MB Raw Format ist fast verlustfrei in JPEG konvertierbar und somit in gängigen CCD Bildbearbeitungsprogrammen wie CCDSoft, MaxIm DL oder ImagesPlus weiterbearbeitbar. Für MaxIm DL existiert gar ein eigener Treiber, so dass die Kamear über ein Kabel wie eine CCD Kamera angesteuert werden kann. Im Gegensatz zu den meisten CCD Kameras sind CMOS Farbsensoren, d.h. jedes Pixel misst in einer der Grundfarben. Dadurch muss ein zusätzliche Farbkorrektur (Weissabgleich, eine Art Flat-Field) berechnet werden. Das rohe Kamerasignal ist gewöhnlich nicht zugänglich, da ein Tiefpassfilter fix vorgeschaltet ist. Die Bildverarbeitungsmöglichkeiten, bzw. der Zugriff auf die Rohdaten ist vergleichbar mit demjenigen von CCD s. Neue Möglichkeiten zur Sonnenaktivitätsüberwachung! Thomas K. Friedli 12

Für MaxIm DL existiert gar ein eigener Treiber, so dass die Kamear über ein Kabel wie eine CCD Kamera angesteuert werden kann. Im Gegensatz zu den meisten CCD Kameras sind CMOS Farbsensoren, d.h.

13 Weiterführung der Wolfschen Reihe Sonnenfleckenrelativzahl g Anzahl Gruppen f Anzahl Flecken Re = k(10 g + f ) k Eichfaktor auf die Wolfsche Einheit Solar Cycle Number Thomas K. Friedli 13

60 40 20 0 Solar Cycle Number 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

14 Weiterführung der Wolfschen Reihe Thomas K. Friedli 14

15 Weiterführung der Wolfschen Reihe Probleme Es existieren weltweit immer weniger Sonnenüberwachungsstationen mit ausreichend ausgebildetem und erfahrenem Beobachtungspersonal für die Relativzahlbestimmung! Wunsch nach automatischen Bestimmungsstationen, welche die Eichbeobachtungen zwar nicht ersetzen, jedoch homogen vervollständigen können. Thomas K. Friedli 15

Beobachtungspersonal für die Relativzahlbestimmung!

16 Weiterführung der Wolfschen Reihe Mögliche Lösung Ein mit einer EOS 300D Digitalkamera bestückter 4-Zöller besitzt alle Leistungsmerkmale, um zur Relativzahlbestimmung geeignete Sonnenaufnahmen aufzunehmen! Auswertungsalgorithmen zur automatischen Gruppen- und Fleckenbestimmung fehlen allerdings bis heute. Neues, reiches Betätigungsfeld. Thomas K. Friedli 16

17 Dokumentation der Weisslichtaktivität Zeichnungen Fotografien Projektionszeichnungen mit 25 cm Durchmesser (Zürich, Mt. Wilson etc.) Greenwich Photoheliographic Results. Negative mit 20 cm Durchmesser. Genauigkeit ca. 0.1 mm Genauigkeit ca. 1 MH 2500 Pixel 0.77 pro Pixel 3000 Pixel 0.64 pro Pixel Thomas K. Friedli 17

) Greenwich Photoheliographic Results. Negative mit 20 cm Durchmesser.

18 EOS 1Ds Mark II 16.7 Megapixel 4992 x 3328 Pixel 7.2 x 7.2 µm Pixel 36 mm x 24 mm CMOS pro Pixel CHF (ab Nov. 2004) Thomas K. Friedli 18

19 Dokumentation der Weisslichtaktivität Eine digitale Weiterführung der klassischen zeichnerischen und fotografischen Dokumentationsserien ist für Amateure mittels digitaler Fotografie möglich. Mannigfaltige post-hoc Auswertungsmöglichkeiten: Positionen, Eigenbewegungen, Entwicklungen, Flächen, Helligkeiten etc. Automation möglich. Thomas K. Friedli 19

20 Projekt Betreibung eines per Internet fernsteuerbaren robotischen Sonnenüberwachungsinstruments ist mit Amateurmitteln möglich. In der Nähe der Sternwarte Uecht in Niedermuhlern/BE steht ein unbenutzter Sonnenbeobachtungsturm. Nach einem Ortstermin anlässlich der letzten Sonnenbeobachtertagung ist die Planung angelaufen. Inbetriebnahme auf Beginn des nächsten Zyklus (2006/2007). Thomas K. Friedli 20

In der Nähe der Sternwarte Uecht in Niedermuhlern/BE steht ein unbenutzter Sonnenbeobachtungsturm.

21 Ausblick auf 2004 Thomas K. Friedli 21

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