Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГОНИР

Development and characterization of scientific equipment for the SAI 2.5m telescope

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО
Результаты этапа: 1. В части характеризации оптического качества изображения 2.5м телескопа прочитаны доклады и принята в печать статья, описывающая результаты тестирования оптики (Потанин С.А., Шатский Н.И., Сафонов Б.С.) 2. Проведены детальные испытания характеристик нелинейности детекторов мозаичной ПЗС-камеры 4Кх4К; создан задел по автоматизированной качественной характеризации получаемых данных, астрометрической и фотометрической калибровке получаемых изображений (Возякова О.В.); первичная обработка данных прототипирована на языке Python. 3. Закончены исследования электрических характеристик приёмника инфракрасной камеры-спектрографа ASTRONIRCAM; создано программное обеспечение для съёмки фотометрических серий кубов данных с промежуточными сдвигами положения телескопа (dithering), получены глубокие снимки (J=20mag) т.н. "красной новой", подтвердившие эффективность технологии. Закончена методика коррекции нелинейности отклика приёмника и измерения к-та усиления, завершается подготовка статьи по прибору (Татарников А.М., Шатский Н.И.) 4. Проведено несколько серий наблюдений с новым спекл-поляриметром, отработана технология астрометрической калибровки, исследован эффект двулучепреломления в компенсаторе атмосферной дисперсии, принята в печать статья по спекл-интерферометрии и поляриметрии полного потока (Сафонов Б.С.) 5. Разработан проект нового эффективного двухлучевого спектрографа низкого разрешения для исследования транзиентов (новые и сверхновые звёзды и др.), нестационарных звёзд и внегалактических источников (Transient Double-beam Spectrograph, TDS), рассчитан ряд оптических систем коллиматора и камерного объектива красного канала, выбран и запущен в изготовление оптимальный вариант оптики (Потанин С.А.) 6. Проведены испытания, наблюдения и прочитаны доклады на тему акусто-оптического спектрополяриметра в части апгрейда его оптической системы (Есипов В.Ф., Потанин С.А., Татарников А.М.) 7. Проводилась работа по выбору оптимальной стратегии модернизации системы управления (СУ) питающего телескопа (D=2.5м), в том числе в части протокола управления, используемого для обмена командами и информацией между приёмной аппаратурой и СУ. Проведена работа по модернизации и пробному оснащению новыми контроллерами части узлов телескопа. (Шатский Н.И., Корнилов В.Г.). 8. Проведены наблюдения и анализ результатов на новом спектро-астрометрическом приборе "АЛЬФА", выявлен ряд недостатков и путей их устранения (Потанин С.А.)
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО
Результаты этапа: 1. Создана программа и сопроводительный набор скриптов для выполнения прямых снимков (ПЗС-фотометрии) с камерой 4Кх4К и автоматизированной классификации и сохранения данных на файл-сервере; конвейер обработки (набор процедур для вычитания подложки и коррекции "плоского поля") и пакет программ на Python для характеризации кадров. Ведётся доработка комплекса с целью уменьшить требуемый вклад наблюдателя, автоматизировать закладку метаданных в БД результатов. 2. Программа для многоцветных dithering-наблюдений sy.tcl теперь полностью автоматизиарована по запуску и сохранению конфигурации для отдельных объектов. Ведётся адаптация внутренних соглашений о сохранении метаданных и результатов с общей БД результатов наблюдений на штатной аппаратуре 2.5м телескопа. 3. Уточнены уравнения редукции в стандартные ф/м системы Johnson/Cousins (оптика) и MKO (ИК); готовится статья по рутинной фотометрической редукции оптической и инфракрасной фотометрии 4. Изготовлены и собраны основные коллиматор и камерный объектив красного канала оптического спектрографа TDS, проведены первые оценки качества лабораторных спектров, ведётся доюстировка системы и разработка механики инструмента. 5. Разработанный в июле 2017г с участием студентов 2/3 курса АО алгоритм и программа автогидирования позволяют удерживать звезду в заданном положении фокальной плоскости ИК-камеры без трендов и с RMS~0.15-0.20 угл.сек; компенсируемые уходы звезды из-за неточности модели наведения телескопа составляют порядка 3-10угл.сек за 30 минут, что не позволяло использовать спектральные щелевые наблюдений с ИК-спектрографом ASTRONIRCAM. 6. Применена отсекающая диафрагма фокуса C1 телескопа, оценена вариативность формы плоских полей с 4К-камерой, составляющая до 1% систематического эффекта, однако источник установленной систематики пока так и не выявлен. Исследования эффектов и разработка системы отсекателей продолжаются. 7. Созданы руководства по проведению стандартных наблюдений со спекл-поляриметром 2.5м телескопа (режимы интерферометрии, поляриметрии полного потока, поляро-астрометрии), позволяющие проводить эти измерения подготовленному астроному-наблюдателю. 8. Путём экспериментов найдена конфигурация кабельного хозяйства ИК-камеры на балконе Нэсмит-1 телескопа, позволяющая снизить уровень помех с 20-30ADU (обычный уровень) до 12-13 ADU (сравнить с безпомеховым уровнем шумов считывания, составляющим 8ADU). Этот уровень уже позволяет игнорировать наводки при RAMP-методе считывания фотометрических данных при обычном уровне шума неба. 9. Создан комплекс чертежей и диаграмм, показывающих имеющийся на настоящий момент комплекс системы управления основными осями телескопа, выработан поэтапный план апгрейда системы управления, включающий модернизацию шкафа управления главными осями телескопа (на основе новых драйверов осей высоты и азимута), ревизию кабельного хозяйства телескопа с сокращением длин трасс; проработана детально и начата реализацией система управления и питания дополнительных узлов телескопа (зеркал M2, M3, автогидов и крышки зеркал M1/M3).
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО
Результаты этапа:
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО
Результаты этапа: 1. Завершение создания спектрографа TDS Полностью выполнена сборка спектрографа TDS: собран и съюстирован коротковолновый канал прибора, закончены корпусные детали, завершен узел щелей и подсмотра, выполнена моторизация и автоматизация управления. Спроектирован и изготовлен узел ввода света в спектрограф в составе Блока фильтров и затвора телескопа Выполнена сборка суппорта системы на телескопе. Прибор смонтирован на телескопе, откалиброван и испытан. Получены тестовые и научные результаты по стандартным звёздам и целевым объектам прибора (сверхновые звёзды, нестационарные объекты, планетарные туманности, галактики, АЯГ). 2. Продолжение работ по круговой поляризации на приборе SPP. Выполнена замена поляризационных элементов и перекалибровка прибора. Спроектировано и реализовано новое программное обеспечение для получения и сохранения наблюдательных данных. Налажена новая система доступа к результатам обработки измерений. 3. Замена аппаратуры и ПО СУ 2.5-м телескопа (вкл. интерфейс оператора, режимы трекинга и API навесной апп.) Полностью демонтированы стойки управления 2.5-метровым телескопом (системы главных осей и дополнительных узлов), установлены и пусконалажены новые стойки (питание и управление дополнительных узлов, питание, связь и управление навесной аппаратурой, шкаф управления системы главных осей монтировки телескопа). Запрограммировано, запущено и налажено новое программное обеспечение управления главными осями телескопа (ядро системы управления). Настроены контуры сервоконтроля осей, выполнены калибровочные и приёмочные измерения, впервые достигнуты целевые параметры работы монтировки по скорости и точности работы наведения и слежения за объектами с одновременным достижением требуемой степени безотказности управления. Разработан интерфейс инженера-оператора управления телескопом (панель управления монтировкой) в составе ядра управления. Разработана и частично реализована новая общая структура системы управления наблюдениями (управляющие программы отдельных узлов и систем и шина их взаимодействия). Выполнена адаптация интерфейса наблюдателя под новое ядро управления (Observations Control System), сделан временный интерфейс для работы с дополнительными узлами (вторичным и третичным зеркалом, автогидами, защитной крышкой главного зеркала). Отлажен режим трекинга объектов с автогидированием в обоих портах с устройствами автогидов (Кассегрен и Несмит-1). Режим автогидирования апробирован на длинных экспозициях в спектральном режиме и режиме получения изображений (ИК и оптика). API навесной аппаратуры временно оставлен прежним, для поддержки совместимости. Планируется его редактирование на следующий год. 4. Завершение оценки спектральных характеристик ИК-камеры ASTRONIRCAM. Обработка спектральных данных с целью оценки характеристик ИК-спектрографа завершена. Получены интегральные оценки эффективности прибора в режимах длинной щели и с кросс-дисперсией, спектральные кривые отклика системы, проанализированы источники потерь света. Выявлено, что главные потери происходят на решётках рабочей и кросс-дисперсионной гризм (до 40 и 70% света в рассеянии по отношении к свету в ядрах эмиссионных линий калибровочного источника). Написана и принята в печать статья. 5. Завершение апгрейда отсекателей и исследования систематики плоского поля в оптической камере (фокус C1). Система отсекателей достроена и смонтирована на телескопе. Выполнены предварительные оценки рассеянного света (снижение доли рассеянного света до величин менее 1%). Исследования плоских полей выявили необходимость устранения рассеяния света в самом блоке фильтров и затвора широкопольной оптической штатной ПЗС-камеры телескопа в фокусе C1, в остальном подавляющее количество источников систематических ошибок фотометрии устранены.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО. Исследование оптической атмосферной турбулентности для повышения эффективности работы 2.5-м телескопа КГО.
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Разработка и исследование приемной аппаратуры для 2.5-м телескопа КГО. Исследование оптической атмосферной турбулентности для повышения эффективности работы 2.5-м телескопа КГО.
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".