Mariusz Wiśniewski, Cyrqlarz no. 155, 10 lutego 2002

Z przyjemnością pragnę zakomunikować, że Komitet Badań Naukowych (KBN) przyznał środki na prowadzenie obserwacji meteorów z wykorzystaniem techniki wideo. Jeśli nie będzie problemów z pieniędzmi oraz problemów ze zgromadzeniem niezbędnego sprzętu, oprogramowaniem i pogodą to już w marcu rozpoczną się pierwsze w Polsce obserwacje meteorów za pomocą kamer wideo.

Historia

Codzienne obserwowanie meteorów przez wiele godzin to zajęcie wymagające bardzo dużo zapału, cierpliwości, wytrzymałości i czasu. Rezultatem jest ogromna ilość obserwacji, obarczonych jednak błędami położenia i oceny prędkości, które są nie do uniknięcia gdy używa się naszych ludzkich
zmysłów. Metodą na ich zniwelowanie jest zbieranie danych od jak największej grupy obserwatorów.

Wiele lat temu nie było prowadzonych tak wiele obserwacji meteorów przez amatorów co obecnie. Zawodowi astronomowie byli zdani tylko na własne obserwacje. Nie zebraliby jednak zbyt wiele danych gdyby w ramach projektów badawczych sami obserwowali niebo. Na potrzeby takich badań opracowywane były różne metody automatycznych obserwacji meteorów które obecnie z powodzeniem wykorzystywane są przez amatorów.

Pierwszymi automatycznymi obserwacjami były systemy do fotograficznego patrolu nieba. W wyniku tych przeglądów udało się odkryć większość najbardziej aktywnych rojów na niebie. Większość obserwacji prowadzona była bazowo, a więc możliwe było wyznaczenie orbit meteorów. Katalogi z uzyskanymi parametrami orbit wszystkich meteorów publikowane były w prasie naukowej i do dziś stanowią kopalnię wiedzy. Niestety są tylko w wersji drukowanej. Aby można było je obecnie poddawać szczegółowej analizie potrzeba je przenieść na komputer czym obecnie zajmuje się Krzysiek Mularczyk.

Zalety techniki telewizyjnej zostały szybko dostrzeżone przez astronomów. Długo jednak trzeba było czekać na dostateczny rozwój technologii by ta umożliwiła wydajne obserwacje meteorów. Tego typu profesjonalne systemy powstawały już w latach siedemdziesiątych. Na początku lat osiemdziesiątych tego typu obserwacje prowadzone były u naszych południowych sąsiadów, ale z niewiadomych przyczyn nikt nie kontynuował ich przez prawie 20 lat. Dopiero niedawno czeskie obserwatorium wznowiło regularne obserwacje.

Automatyczne systemy obserwacji meteorów długo leżały poza zasięgiem możliwości amatorów. Były bardzo drogie i skomplikowane. Najszybciej zaadoptowanym przez amatorów sposobem obserwacji są obserwacje fotograficzne. Ograniczeniem w ich stosowalności są drogie czułe klisze i stosunkowo małe pole widzenia. Każdą kliszę można niestety użyć tylko raz i liczyć, że uda się na niej zarejestrować interesujące zjawisko. Każdy kto próbował takich obserwacji wie, że często na całej kliszy nie ma nawet jednego meteoru.

Obecnie tego typu obserwacje wykorzystuje się przede wszystkim jako tak zwany Fireball Patrol. Używa się do tego celu obiektywów szerokokątnych zwanych też "rybie oko", dzięki którym można jednocześnie fotografować całe niebo. Technika ta umożliwia niestety rejestrację tylko najjaśniejszych zjawisk z bardzo małą dokładnością wynikającą z wielkości ziarna kliszy oraz z ograniczeń dokładności optyki, gdyż obraz w takim obiektywie jest często bardzo zniekształcony.

Wraz z rozwojem powszechnie dostępnej techniki amatorzy podjęli próbę skonstruowania telewizyjnego systemu do obserwacji meteorów. Pierwsze takie urządzenia udało się wykonać Japończykom w 1986, a później Holendrom w 1987. Systemy te rejestrowały z powodzeniem niebo i meteory, ale wymagały ręcznego przeglądania wszystkich obserwacji i odczytywania parametrów meteorów. Były zatem wciąż bardzo czasochłonne, a odczytywanie współrzędnych z ekranu było tak samo mało dokładne co obserwacja wizualna.

Przełomem była Międzynarodowa Konferencja Meteorowa (IMC) w 1992 w Smolenice. Dwóch Kanadyjczyków prezentowało na niej swoją aparaturę do obserwacji meteorów. Przedstawili również swoją koncepcję jak można byłoby w sposób automatyczny znajdować meteory na obrazach telewizyjnych. Ich koncepcja okazała się kiepska w praktyce, ale rozbudziła wyobraźnię uczestników. Grupa czterech, wówczas bardzo młodych obserwatorów meteorów z obserwatorium berlińskiego postanowiła rozwiązać ten problem. Jednym z nich
był Sirko Molau, obecnie guru obserwacji "video meteorów" na świecie.

Prace nad zestawem do obserwacji poszły bardzo szybko. Okazało się, że w berlińskim obserwatorium jest dobry wzmacniacz obrazu, który od lat leży sobie nieużywany. Zakupiony został kiedyś jako eksperyment, który miał zwiększyć zasięg teleskopów. Niestety, niedokładność wzmacniacza we wzmacnianiu obrazu sprawiła, że nie stał się on przełomem w obserwacjach astronomicznych i trafił na półkę.

System został nazwany MOVIE od Meteor Observation with Video Equipment. Pierwszą próbę obserwacji podjęto już w połowie 1992, ale pierwsze 20 meteorów udało się zaobserwować dopiero w
listopadzie. Osiągnięto zasięg do 6 wielkości gwiazdowej oraz pole widzenia 70 stopni, czyli parametry zbliżone do możliwości początkującego obserwatora.

Podczas tworzenia automatycznej detekcji meteorów z obrazu wideo pojawił się problem: komputery były za wolne by na bieżąco analizować sygnał z kamery. Najszybszy dostępny wówczas komputer (486 z zegarem 66MHz!) analizował zaledwie 8 półobrazów z 50, które wysyłała kamera w ciągu sekundy. Dodatkowo, by przyśpieszyć analizę, cyfrowo wycinano tylko środkowe 512 na 512 pikseli obrazu i zmniejszano rozdzielczość do 128 na 128 uśredniając za każdym razem kwadrat 16 pikseli. Następnie likwidowane były odcienie. Polegało to na tym, iż pikselom o jasności przekraczającej pewien
poziom nadawano jednakową, określoną z góry wartość, a reszta pikseli była uznawana za ciemne. Dopiero taki uproszczony obraz analizował komputer. Jeśli stwierdził, że na obrazie jest meteor to zabierał się za szczegółową analizę obrazków. Zajmowało to jednak strasznie dużo czasu i lecące po sobie meteory mogły być tracone. Szybki postęp techniczny sprawił, że komputery nie mają już żadnego problemu z detekcją obrazów w czasie rzeczywistym.

Obecnie na świecie pracuje już kilkadziesiąt kamer do obserwacji meteorów, a ich liczba z dnia na dzień rośnie. Nie oznacza to wcale odejścia od obserwacji wizualnych. Oko ludzkie wciąż jest najdoskonalszym detektorem światła o największej czułości i największym polu widzenia.