SMARTnet™ Small Aperture Robotic Telescope Network
Austauschplattform SMARTnet™
SMARTnet™ ist eine internationale offene Austauschplattform für Messungen von Objekten im Weltraum. Diese Plattform wird vom German Space Operations Center (GSOC) zusammen mit dem Astronomischen Institut der Universität Bern (AIUB) betrieben und ist kostenfrei.
Partner wie Firmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen, welche mit Sensoren permanent Daten von Weltraumobjekten aufnehmen, stellen ihre Daten innerhalb von SMARTnet™ kostenfrei zur Verfügung und erhalten im Gegenzug alle in SMARTnet™ gesammelten Daten. Die aus diesen Daten generierten Produkte können dann von diesen Partnern vermarktet oder selbst genutzt werden. Ein Weiterverkauf oder eine Weitergabe von SMARTnet™-Daten ist nicht erlaubt. Wir nutzen diese Daten selbst für Forschung und für einen sichereren Betrieb der vom GSOC betriebenen Satelliten.
Softwareentwicklung Teleskopstationen
Für die von uns betriebenen Teleskopstationen entwickeln wir die benötigte Software selbst. Dies umfasst die Steuerung und Überwachung der Stationen (SMARTware), Beauftragung der Teleskope und Steuerung der Instrumente (SMARTies) sowie die anschließende Datenreduktion von Bildern zu Tracklets (SMARTpro).
SMARTware
Um die Teleskopstationen vollautomatisch und ferngesteuert betreiben zu können, wird die Software SMARTware entwickelt. Damit wird nicht nur eine komplette Station überwacht, sondern es werden auch die für die Aufnahmen notwendigen Geräte vorbereitet. Die Software überwacht dabei Wetterereignisse wie Wind, Regen, Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Falls die Wetterbedingungen hinreichend gut für Beobachtungen sind, wird die Kuppel vor Beginn der Beobachtungen geöffnet und die Kameras werden gekühlt Im Normalfall werden alle Beobachtungen durchgeführt, bevor am Ende der Nacht die Kuppel geschlossen wird, und nicht notwendig genutzte Hardware heruntergefahren und abgeschaltet wird. Um ein ständiges Öffnen und Schließen der Kuppel bei leicht schwankenden Wetterbedingungen wie beispielsweise bei Wind zu verhindern, ist eine Hysterese in die Kuppelkontrolle eingebaut. Außerdem ist eine Dreifachsicherung zum Schließen der Kuppel eingebaut: Einerseits kann über die Software die Kuppel geschlossen werden, ein zusätzlicher Regensensor schließt auch automatisch beim Auslösen die Kuppel, und letztendlich ist ein Totmannschalter aktiv, welcher bei Ausfall der Software nach einer bestimmten Zeit die Kuppel schließt.
SMARTies
Um die verfügbare Zeit für Aufnahmen möglichst optimal nutzen zu können, wird die Software SMARTies (SMARTnet Instrument Enhancing Software) entwickelt. Diese Software ist modular aufgebaut und erlaubt die einfache Einbindung anderer Hardwarekomponenten wie beispielsweise bei einem Kamerawechsel. SMARTies erlaubt es, Aufnahmeserien von Weltraumobjekten zu erstellen, Einzelaufnahmen zu beauftragen oder Lichtkurven aufzunehmen. Die dazu erforderliche Planungsdatei wird extern erstellt und erlaubt eine Vielzahl von Einstellungen, wie Belichtungszeit, Kameratemperatur und weitere Kameraeinstellungen, die Art des Trackings oder Angaben zu genauen Zeitfenstern und Abständen zwischen Beobachtungen. Bei Änderungswünschen kann diese Planung jederzeit flexibel angepasst werden.
SMARTpro
Um von den Rohdaten (Bilder) zu den gewünschten Messungen wie astrometrische Positionen und Helligkeiten zu gelangen, sind eine Reihe von Prozessierungsschritten erforderlich. Dazu wird die Software SMARTpro entwickelt. Nach einer Standardreduktion von Bias, Dark und Flatfield können optionale Schritte durchgeführt werden, die die Messgenauigkeit erhöhen, wie z.B. die Berücksichtigung der variablen Helligkeit des Himmelshintergrunds, Korrektur von geometrischen Verzeichnungen oder der Punktantwort des optischen Systems. Anschließend wird mit Hilfe der auf den Bildern enthaltenen Sterne die Position und Helligkeit der beobachteten Objekte bestimmt.
SMARTpro ist derzeit in Entwicklung und wird in Zukunft unter anderem die Verarbeitung der mit SMARTies aufgenommenen Bilder zu Level 1b Produkten gewährleisten.
Teleskopdesign
Bei der Zusammenstellung einer Teleskopstation müssen die Komponenten innerhalb eines vorgegebenen Budgets sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Hier gilt es zu berücksichtigen, wie Fokallänge, Pixelgröße der verfügbaren Sensoren, Gesichtsfeld der Teleskope und Seeing zusammenspielen.
Da die Weiterentwicklung von Kameras in den letzten Jahren sehr schnell vorangeschritten ist, werden bei den nächsten Stationen (s)CMOS Kameras eingesetzt, die eine höhere Bildrate als CCD-Kameras bieten – unerlässlich für die Aufnahme von Lichtkurven. Dabei muss bei einigen Kameras in Kauf genommen werden, dass diese über einen elektronischen Rollverschluss verfügen. Diese „Bewegung“ muss anschließend in der Datenauswertung berücksichtigt und korrigiert werden. Die dazu notwendige Software und Korrekturen für SMARTpro werden innerhalb unseres Teams entwickelt und eingebaut.