המאמרים באתר מוגנים בזכויות יוצרים. ניתן לעשות שימוש למטרות פרטיות ולא מסחריות תוך קישור לעמוד המקורי ומתן קרדיט לגדי איידלהייט. לפרטים נא לפנות לאימייל gadieide@yahoo.com

יום שלישי, 18 במרץ 2014

תקשורת בחלל

לא משנה כמה החללית מוצלחת, לאן היא הגיעה, ואיזה תמונות או מידע המכשירים שלה אספו - אם המידע לא יגיע לכדור הארץ, כל המאמץ הוא לחינם. מכל הדברים הנפלאים שעשו בנאסא, רשת התקשורות החללית העמוקה Deep Space Network - DSN, היא בעיני הפלא הגדול מכולם, מלאכת מחשבת של הנדסה מופלאה.

הרשת תומכת בחלליות ובציוד תקשורת בטווח של חמישים שנה (חלליות וויאג'ר עדיין נקלטות). הרשת תומכת בתקשורת למרחקים קצרים (עשרות אלפי קילומטרים) עד ארוכים מאד (19 מיליארד קילומטר). הרשת תומכת בתקשורות רציפה עם לווינים שסובבים את הארץ, על ידי מעבר אוטומטי לקליטה בתחנות השונות. הרשת מאפשרת למפעילי המשימות לקבל את כל הנתונים מהחלליות וגם לשדר להם בחזרה. הרשת היא הלב של נאסא והיא הרכיב הקריטי ביותר בפעילות הארגון.

הרשת פרושה על שלושה מרכזי קליטה ושידור עיקריים, בארצות הברית, ספרד, ואוסטרליה. במרכזים אלו צלחות קליטה ושידור ענקיות, המסוגלות לקלוט אותות קלושים ביותר של חללית וויאג'ר וגם בעלי עוצמה אדירה לשגר אות שיגיע עד לחללית. צריך הרבה סבלנות בכל מה שקשור לתקשורת עם וויאג'ר. 18כמעט  שעות לוקח לאות לעבור את המרחיק בכיוון אחד. האנטנות הגדולות ביותר הן בקוטר 70 מטר ובכל אתר יש אחת כזו. וויאג'ר כבר אינה מסוגלת לקבל תשדורות (למעט תשדורות WATCHDOG - ראו בהערות) , אבל היא עדיין משדרת נתונים הקשורים לחלקיקים אלקטרומגנטים הנמצאים במרחב הבין חללי. מהירות שידור היא איטית להחריד 120 ביטים בשנייה (יום וחצי להורדת שיר ממוצע). בתחילת המשימה מהירות השידור הייתה גבוה בהרבה כ-300KB בשנייה, אולם התרחקות החללית, הרצון לשמור על הספק חשמלי ככל שניתן והזדקנות המערכות, האיטו את הקצב לקצב זחילה זה.

אנטנת 70 מטר, גולדסטון קליפורניה
אנטנת 70 מטר, גולדסטון קליפורניה

אבל עם וויאג'ר כבר מדברים מעט. במערכת השמש, עשרות משימות שונות בו זמנית, כולן צריכות חלונות תקשורת משלהן,לכולם מאפיינים שונים, של עוצמה, תדרים, אפנון, סוגי המכשירים, וכמובן, על מנת לקלוט ולשדר אותות לחללית קטנטנה במרחב הצעום, האנטנה חייבת להיות מכוונת בדיוק. ניהול ההקצאות לזמן התקשורת אינו משימה פשוטה.
המרחק ממנו מתחילה הרשת לעבוד, הוא כ-15000 קילומטר מכדור הארץ. במרחק כזה, מכל מקום, תיראה לפחות אנטנה אחת ברשת (לווינים המקיפים את כדור הארץ ותחנת החלל הבינלואמית משתמשים גם בתחנות אלו אך גם בתחנות ממסר נוספות). האנטנות עובדות סביב השוען, ולמרות שכולן צריכות לחזוקה, אם לא החלפה, פעולות כאלו לא נעשות מאחר והן ישביתו כל אנטנה לחודשים מרובים. השבתה של אנטנה תמנע שליחת מידע מחלליות רחוקות. אמנם לכל חללית (אפילו לוויאג'ר) יש יכולות לשמור נתונים בקיבולת מסוימת לפני השליחה, אולם גם כך הפגיעה במשימות תהיה מרובה.
 

העובדה שהרשת היא עתיקה, דורשת תחזוקה, תמוכת בעשרות פרוטוקולים ומתקשה לעמוד בגידול בכמות המשימות בחלל מהווה אתגר אמיתי ומהותי לנאסא.

לרגל חגיגות חמישים השנה לרשת הקימה נאסא אתר המאפשר לראות מה קורה ברשת ומי מדבר עם מי - DSN NOW - אני התמכרתי.


אתר DSN של נאסא

יום רביעי, 5 במרץ 2014

התקבצות נוגה והירח

התקבצות היא כינוי לאירוע בו שניים או יותר גרמי שמים קרובים מאד אחד לשני. התקבצויות אינן נדירות, הירח מטייל לו בגלגל המזלות אחת לחודש ויפגוש כל אחד מכוכבי הלכת במהלך החודש. התקבצויות מיוחדות הן כאשר הירח קרוב מאד לכוכב הלכת, ולעיתים יש גם התכסויות, או כאשר בהתקבצות שותפים שלושה גרמי שמים ומעלה.
בתאריך 26/2/2014 הייתה התקבצות קרובה מאד של הירח ונוגה, מרחק של פחות מחצי מעלה. מאפריקה והודו הייתה התכסות מוחלטת בה הירח מכסה את נוגה למשך כשעה. לצורך הצילומים השכמתי בשעה 4:30 בבוקר. הצילומים נעשו ממצלמת Canon SX50 עם עדשת זום טלסקופית.
באותו בוקר הירח זרח ב 3:30 ונוגה כתשע דקות אחריו, אולם הירח זז בעצמו בשמים במהירות של כמעלה בשעתיים ולכן הוא שינה מקום לעומת נוגה כל הזמן.

התקבצות נוגה והירח
התקבצות נוגה והירח
לאחר כשעה שינוי המיקום של הירח ביחס לנוגה בולט מאד
התקבצות נוגה והירח
התקבצות נוגה והירח

ובתמונה הזו כבר רואים מעט אור יום בשעות השחר. שימו לב לכך שגם נוגה עצמו אינו כדור עגול אלא יש לו צורת חרמש בדומה לירח. צורה זו הינה בגלל שנוגה הוא פנימי למסלול כדור הארץ ולכן בדומה לירח חלק מהאור שפוגע בנוגה מוחזר לחלל ולא לצופה.
התקבצות נוגה והירח
התקבצות נוגה והירח

אנו כבר לקראת סוף החורף ובשעות הלילה המאוחרות ממש לפני השקיעה אפשר לראות בשמי המזרח את כל משולש הקיץ. בתמונה הבאה וגה (נבל) למעלה באמצע, דנב (ברבור) למטה משמאל ואלתאיר (נשר) למטה מימין.
משולש הקיץ
משולש הקיץ
ולסיום תמונת סצינה באור דמדומי השחר על רקע העננים עם מעט נוף אורבני. הנקודה הקטנה מעל ומשמאל לירח היא נוגה
התקבצות נוגה והירח
התקבצות נוגה והירח
לסיכום, הייתה תצפית חביבה מאד בשעות הבוקר המוקדמות. לתצפיות מסוג זה לא נדרש כמעט ציוד מיוחד ואנשים רבים שקמו מוקדם בבוקר שמו לב למראה היפה של הירח ונוגה צמודים.

לקריאה נוספת
התכסות נוגה
התכסות צדק
התקבצות נוגה והפלאידות
התקבצות נוגה וצדק
התקבצות נוגה צדק וכוכב חמה


יום שלישי, 4 במרץ 2014

צילום קבוצות כוכבים

במאמר זה נמשיך את סדרת הצילומים האסטרונומיים הפשוטים בעזרת מצלמה וחצובה בלבד וללא שימוש בטלסקופ והפעם ניתן כמה טיפים לצילום קבוצות כוכבים.

הקושי הראשוני של הצלם החובב שאינו אסטרונום הוא חוסר ההיכרות עם הקבוצות בשמים. לכן מומלץ להתחיל עם הקבוצות הידועות: עגלה גדולה, אוריון וכו'. שימוש במפות שמים או באטלסים וגם כמובן באפליקציות סמארטפון יאפשר למצוא את הקבוצה הנכונה. נסו את אפליקציות stellarium או Google sky map. ככלל אצבע לכו על הכוכבים הבהירים ומה שמסביבם.

צילום קבוצות כוכבים היא משימה פשוטה ממה שחושבים. אין צורך בטלסקפ, ואפילו לא צריך מצלמה עם זום גבוה. רוב קבוצות הכוכבים הן גדולות ונצטרך להשתמש בזוית צילום רחבה למדי. חצובה הינה משמעותית ביותר מאחר ומדובר בחשיפות ארוכות. הנה כמה עצות לצילום פשוט.
  • צלמו ממקום חשוך ככל האפשר והימנעו מצילום תאורה ישירה. למרבה הצער, צילומי קבוצות כוכבים כמעט ולא אפשריים מתוך העיר עקב זיהום אור גבוה.
  • השתמשו בזוית צילום רחבה יותר מהנדרש. תמיד אפשר לחתוך אחר כך.
  • אם אפשר שלבו נוף ארצי. עצה זו ישימה לצילום קבוצות נמוכות בשמים. שימו לב שבדרך כלל השמים הנמוכים מוארים יותר ולכן יש פשרה כאשר מצלמים קבוצות נמוכות בין האפשרות לכלול נוף ארצי לבין זיהום האור המוגבר.
  • עקב תנועת כדור הארץ סביב צירו, כוכבים בחשיפה ארוכה יתחיל להימרח מעט. נסו לצמצם את זמן החשיפה. ככלל האצבע בצעו את הפעולה 500 חלקי אורך המוקד (תוך התחשבת בקרופ) לקבלת מספר השניות שאחרין תהייה מריחה.
  • אפשר להעלות ISO אולם לא מומלץ לעלות יותר מדי, עקב רעש בתמונה. צריך להתנסות ולהגיע לשילוב הנכון בין אורך החשיפה והמריחה הנגרמת לכוכבים, לבין כמות הרעש בתמונה.
  • השתמשו במיקוד ידני. כוונו אותו לאינסוף, או במצלמות DSLR, כוונה על כוכב בהיר אפילו אם אינו בקבוצה (אפשר גם בזום גדול יותר). בתמונות ניסוי דחפו את ה-ISO לערך גבוה לחיסכון בזמן.
  • לאחר הצילום אפשר להוסיף קווים עדינים שיראו את הציור המוכר של הקבוצה. אני לרוב מעדיף לא להוסיף קווים.
  • הפעילו את מצב Noise Reduction שמפחית רעש בחשיפות ארוכות. לרוב הוא פועל באופן אוטומטי.
  • אל תחששו לבצע חשיפת יתר ובכל מקרה צלמו מספר תמונות ותבחרו בבית מול מחשב את הטובות. קשה עד בלתי אפשרי לראות את התמונות על מסך המצלמה כמו שצריך.
  • על מנת למנוע רעידות עקב הלחיצה על כפתור המצלמה, הוסיפו השהייה של כמה שניות (באופציות של צילום עצמי), או צלמו באמצעות כבל/שלט.
בעיה נוספת היא העלאת התמונות לאינטרנט. התמונות הן ברובן שחורות עם מעט לבן ורוב האתרים ידחסו אותן עד בלי הכר. לעיתים דווקא רעש בתמונה (שנגרם מ-ISO גבוה) יגרום לאפליקציות לא לדחוס כל כך את התמונות. חפשו שרת קבצים שלא הורס את האיכות לגמרי. שרת imgur מהווה פתרון טוב. מומלץ גם לשמור תמונות בפורמט PNG ולא ב-JPEG. קחו בחשבון שבתמונות עם רקע שחור רב, יהיו הבדלים ניכרים בהתבוננותב תמונה במסכים שונים.

ועכשיו לכמה הדגמות. המצלמ היא Sony alpha DSLR עם עדשה 28-105 כאשר כמעט כל התמונות צולמו בצד הרחב באורך מוקד מקביל ל-42 ממ.

שימו לב בתמונה הבאה לכמות הרעש הנגרמת מ-ISO גבוה. שימו לב להבדל בין הרקע השחור בקצה העליון, לבין הרקע החום בתחתית התמונה, כתוצאה מזיהום האור המוגבר
http://gadieid.blogspot.co.il/2011/02/poetic-astronomy.html
קבוצת הכלב הגדול
קבוצת פרסאוס
קבוצת פרסאוס (וקצת קסיופיאה בצד שמאל למטה)

קבוצת אוריון. פרט לטרפז רואים גם את המגן מצד שמאל ואת הנבוט המונף למעלה
אלדברן והפלאידות
לא תמיד חייבים קבוצה שלמה - אלדברן (משמאל) והפלאידות חלק קטן מקבוצת שור

למתקדמים, כרגיל, השמים הם הגבול. הנה מעט טכניקות מתקדמות הדורשות השקעה של זמן ומשאבים כספיים ולכן לא נכללות בסדרות צילומים אלו, אלא באו לתת טעימה כלשהו.
  • מתקן עקיבה יאפשר חשיפה ארוכה יותר ללא הימרחות של כוכבים. ככל שהחשיפה ארוכה יותר ייקלטו יותר ויותר כוכבים בצילום.מתקן עקיבה מסתובב בקצב זהה לכדור הארץ (סיבוב שלם ב-24 שעות) אולם בכיוון ההפוך.
  • פילטרים חוסמי אור בתדרים האופיניים לתאורה יאפשרו צילום גם מתוך עיר. אולם בכל מקרה עדיף לצלם במקום חשוך, שכן הפילטרים יעמעמו גם את אור הכוכבים.
  • שימוש בפילטרים ובמתקני עקיבה ביחד עם עדשות יקרות ואיכותיות, מניב צילומי שמים נהדרים בהם ניתן לראות גלקסיות וערפיליות ועוד בחשיפות של דקות ארוכות ואפילו שעות. כפי שאמרתי, אנחנו מתרכזים בציוד הפשוט והמינימלי
  • אפשר להתמקד על כוכבים בודדים או צבירים גדולים. צביר הפלאידות למשל (מוצג למעלה בקטן, אפשר לעשות זום אליו) ראו את הדוגמה (צולם במצלמת Canon SX50 בזום גדול מאד). לצילומים אלו נייחד מאמר נפרד בעתיד

הפלאידות - צביר בקבוצת שור, מכונה גם M45
הפלאידות - צביר בקבוצת שור, מכונה גם M45 נראה בעין כמו עגלה קטנה מאד. בצילום ואפילו פשוט מתגלים עשרות כוכבים

מאמרים נוספים בסדרה
צילומים אסטרונומים פשוטים
כתמי שמש וצילום כתמי שמש