ProAstronomía

Representa la intención de unir a los amantes de la Astronomía para favorecer el desarrollo de esta ciencia en Cuba y en cualquier parte del mundo

Archive for the ‘Ocultación Marte julio 2003’ Category

Ocultación de Marte del 17 de julio del 2003

Posted by ProAstronomía en julio 25, 2003

La Ocultación de Marte del 17 de julio del 2003

Carlos Alberto Heredero Gracia
Sección de Divulgación e Investigación de la Astronomía del Grupo de Cultura Ambiental Doctor Jorge Ramón Cuevas, perteneciente a la Sociedad Cubana para la Protección del Medio Ambiente (ProNaturaleza)
astroheredero@gmail.com

Montaje de imágenes obtenidas durante el avance de la ocultación. 

En un anterior artículo dedicado a la ocultación del planeta Saturno por la Luna ocurrida el 20 de Febrero del 2002 (1) relaté las dificultades que enfrenté para lograr una grabación en vídeo de dicha ocultación. En el 2003 ocurriría un acontecimiento similar, pero teniendo como actor secundario al planeta Marte. Así que me dispuse a registrar este fenómeno.

La diferencia principal en esta ocasión radicó en el hecho que contaba, además de la cámara de vídeo de 8 milímetros que usé en el anterior evento, una webcam Logitech que me había prestado un amigo para este fin. Yo conocía de referencias respecto al uso de estas cámaras en astronomía, y me dispuse a probarla en esta ocasión.

Las dificultades

Desde meses atrás había estado observando el cielo, y generalmente en las horas nocturnas se mostraba nublado. Las características de nuestro clima en verano hacen que se produzcan tormentas sobre todo al final de la tarde. Por suerte el evento ocurriría en la madrugada, lo que favorecía la posibilidad de que estuviera despejado. Para mi sorpresa la noche del día 17 presentó un cielo casi totalmente limpio, aunque dos formaciones nubosas de gran espesor se observaban hacia el NE y el oeste, dentro de las cuales se observaban esporádicas descargas eléctricas. De todas formas la atmósfera estaba lo suficientemente transparente como para que la luminosidad procedente de estas descargas no afectara la observación. Debo decir también que unos meses antes la empresa eléctrica había cambiado casi todas las lámparas del alumbrado público (que eran de vapor de mercurio) por otras de sodio, así que ya se percibía una considerable disminución de la contaminación luminosa en mi zona.

Para realizar esta grabación tenía que subir a mi azotea no sólo el telescopio y los binoculares (2). También debía cargar con la tablilla de anotaciones, el cronómetro, la linterna y varias cosas más, aunque en esta ocasión contaba con la ayuda de mi colega Jorge Fidel Cubiles, también perteneciente a nuestro grupo de aficionados.

Además debía tener en cuenta que el hecho de emplear una webcam me obligaba a usar una computadora durante todo el tiempo que duraría el evento. Debido a que no cuento con una computadora portátil, sino una minicomputadora (un Pentium a 233 MHz) debía dar a la azotea cuatro viajes, en los que trasladaría el monitor, el chasis, el telescopio y luego su trípode. Un quinto viaje sería para el resto de las cosas necesarias, como el anuario astronómico del IGA (publicación de carácter anual del Instituto de Geofísica y Astronomía de Cuba), las predicciones que había obtenido por mí mismo gracias al programa Occult, y las demás cosas que mencioné en el párrafo anterior.

Siempre en los eventos astronómicos es necesario contar con un patrón de tiempo exacto, y yo no cuento con  un receptor portátil de onda corta. Por el contrario, uso un receptor de fabricación rusa de la segunda guerra mundial, un R-250 a válvulas que además de ser sumamente voluminoso y pesado (solo se puede trasladar dividido en partes) consume mucha electricidad.

Receptor usado para recibir las emisoras de tiempo universal.

Por lo tanto, me era imposible moverlo. Debido a esto he creado un mecanismo para “subir” la señal horaria hasta mi azotea. Mediante un cable UTP, de los que se usan en redes de computación, subo la señal de audio del receptor hasta una pequeña bocina. Una desventaja de este sistema es que no le he incorporado control de volumen, así que podrán imaginarse lo que pensarán de mí los vecinos con todos los ruidos de la onda corta en medio de la azotea de un edificio a las 3 de la madrugada. Y aunque aparentemente está resuelto el problema, resulta obligatorio alimentar el radio con corriente industrial, así que en caso de ocurrir un fallo de AC en mi zona durante un evento pierdo el patrón de tiempo (lo que en la práctica equivale casi a perder el tiempo, literalmente hablando). De todas formas, al no contar tampoco con respaldo para mi computadora, si fallaba la AC no tendría más remedio que ponerme a observar la belleza del evento por sí mismo.

La preparación de la cámara

Tanto en la anterior ocasión como en esta, he dispuesto de un telescopio reflector newton de 114 milímetros de diámetro, de la firma Meade, modelo Polaris 114EQ-D. Tiene una longitud focal de 910 milímetros y una relación F/8, con seguimiento manual. Es un instrumento estándar, muy práctico para trasladarlo y con características promedio para los trabajos de aficionado.

 Telescopio usado en la observación y registro de la ocultación.

 Para este evento trabajé con una configuración de foco directo, es decir, sin ocular en el telescopio ni objetivo en la cámara. Aunque la sensibilidad del CCD debía ser suficiente, preferí usar esta configuración para asegurar el máximo de luminosidad en el elemento sensible.

Esquema de la disposición usada para unir la cámara con el telescopio, método llamado foco directo. A es el espejo objetivo, B es el espejo secundario.

Este tipo de cámaras viene preparada para su trabajo como elementos accesorios de la computadora. Por esta razón, tienen la facilidad de conectarse a alguno de sus puertos directamente. La que yo usé para esta ocasión es de puerto USB, lo que permite conectarla fácilmente. Además, la longitud de cable que traen de fábrica es suficiente para trabajar con cierta comodidad.

Para adaptarla a mi idea sólo tuve que desarmarla y retirarle el lente objetivo. No podía pensar en nada más, porque no era mía y por tanto debía devolverla tal y como llegó a mis manos. Posibilidades con ella existían muchas, desde hacerle una mejor adaptación a su estuche hasta refrigerar el CCD. Pero todo eso me estaba vedado.

En este proceso de adaptación descubrí que (al menos en este modelo) esta cámara tiene entradas de luz no sólo por el lente. A través de unos agujeros de ventilación que tienen en el costado se filtra una cantidad apreciable de luz, lo cual afecta mucho a las imágenes astronómicas, que generalmente son de poca intensidad. En los casos en que trabajamos a oscuras no genera casi ningún problema, pero si usamos linternas o luces de cierta potencia durante una grabación, cuidado con dirigirlas hacia la webcam.

Cámara usada en esta ocasión para el registro del evento. Los agujeros de ventilación laterales perjudican la observación astronómica al permitir la entrada de luz.

Posteriormente a la ocultación he seguido experimentando con ella y vi que al tratar de aumentar la amplificación comienza a mostrarse difícil de lograr un centrado satisfactorio. Para ello usé los oculares de 12.5 y 25 milímetros, y un fragmento de tubo que me permitió alejar el elemento sensible, llegando hasta unos 10 centímetros del ocular. De esta forma aumentaba la amplificación, pero el enfoque se hace más trabajoso y cualquier simple toque al instrumento provoca un movimiento de la imagen que fácilmente la saca del campo. A esto se suma que los buscadores con que vienen equipados estos telescopios son de muy baja calidad, tienen una gran aberración cromática y los hilos de la cruz son extremadamente gruesos (sin mencionar la poca consistencia que tiene el soporte del mismo). Todo esto hace muy difícil el centrado del instrumento con grandes aumentos. La mejor (y posiblemente única) forma de asegurar el enfoque al trabajar con grandes aumentos es enfocar previamente todo el conjunto sobre objetos terrestres.

En cuanto a los ajustes, estas cámaras tienen muchas posibilidades. Como es conocido, no debemos trabajar en modo automático, ya que les será prácticamente imposible usarlas en astronomía. Deberán hacer pruebas variando los controles de contraste, brillo, y el de ganancia sobre todo. Es un proceso que puede resultar largo, pero imprescindible, sobretodo si usted no tiene mucha experiencia o conocimientos respecto al uso de equipos de toma de imágenes. Estos ajustes, a su vez, dependen de la luminosidad del objeto a fotografiar, de las condiciones del cielo y la atmósfera, de la temperatura existente (si usted no refrigera el elemento sensible) e incluso de los propios ajustes de su monitor.

Predicciones

Mediante el excelente programa Occult (3), obtuve por mí mismo las predicciones relativas a este evento. Debo destacar que la exactitud de este programa superó a fuentes de datos de carácter nacional, aumentando la confianza que tenía en el mismo y la seguridad en mi método de trabajo. A su vez este software genera un esquema que muestra los puntos de la Luna por donde se ocultará el planeta (o estrella) y que resulta de gran utilidad. Además brinda mucha otra información valiosa, incluyendo las zonas donde la ocultación tendrá el carácter de rasante.

 

Esquema generado por el programa Winoccult, de inestimable utilidad para el operador. D es el punto de la desaparición, R es la reaparición del planeta.

Usé también el software Redshift Deluxe para conocer con más exactitud las condiciones del evento. Ocurriría  muy cerca del cráter Froelich, poco notable en el limbo norte lunar. En las imágenes que obtuve tal vez encuentre una pequeña diferencia en cuanto a la posición del planeta, pero esto es producto de la inexactitud en los datos de la situación geográfica que acepta este software.

Imagen creada por el programa Redshift, donde se puede observar al planeta Marte ocultándose tras la Luna, con un gran nivel de realismo.

De este mismo programa obtuve otros datos importantes, como la magnitud y el diámetro de los cuerpos que participarían de la ocultación.

  Luna Marte Fobos Deimos
magnitud –12,66 –1,91 10,92 12,01
diámetro aparente 31´16” 20”

Tabla 1: Características de los cuerpos que participan en la ocultación.

Los valores de magnitud de los satélites de Marte los presento sólo como datos curiosos, pues el instrumental de que dispongo hace imposible observar estos cuerpos. De cualquier manera este programa le muestra también la posición de ellos en el momento de la ocultación, lo cual no deja de ser un apoyo para los que cuentan con mejor instrumental.

La Ocultación

A continuación se muestran las imágenes que se obtuvieron por este procedimiento. Se han aumentado las secciones correspondientes al planeta Marte, para resaltar los detalles que pueden observarse en su disco. Es bastante observable la fase del planeta, y la zona más clara debe identificar al casquete de hielo del polo sur del mismo (4).

Durante el proceso de ocultación y reaparición, se obtuvieron las imágenes de forma manual, lo que influyó en el hecho que no se pudo obtener una imagen del momento exacto del primer contacto para el caso de la inmersión. Esto se pudiera haber evitado tomando una película continua, opción que permite este tipo de cámara (aunque haría necesaria su posterior separación en cuadros mediante un programa de edición de vídeo). En cuanto a la reaparición, influyó no solo la dificultad inherente a la salida por la parte oscura del limbo lunar (que hace muy difícil la localización del punto exacto de aparición del planeta) sino que las diferencias en las predicciones con que contaba (que alcanzó en este caso hasta 15 minutos) provocaron cierta confusión que, al tener que atender el equipamiento, posibilitó la pérdida de las primeras fases de la reaparición.

Las imágenes se tomaron en el mayor formato que brindaba la webcam, que es 320 por 240 pixels, y una resolución de 150 pixel por pulgada. Los videos tienen la misma resolución, y aunque no es muy grande permite realizar un trabajo interesante, y que de haberse usado todo el tiempo se hubieran registrado todos los contactos. No obstante, debo decir que este formato es muy pobre para imprimir las imágenes, dando en el papel una imagen de la mitad del tamaño que suele tener en la pantalla. Para solucionar este inconveniente las he trabajado con el programa Photoshop (versión 5.5), aumentado la resolución a 300 puntos por pulgada. El resultado es muy aceptable y brinda buenas imágenes.

Imágenes de la ocultación registradas mediante una Webcam Logitech. Se han ampliado las imágenes originales, donde no sólo se observa el disco de Marte, sino incluso algunos detalles en su superficie.

Varios factores externos podían influir durante la grabación, y uno de ellos era el viento. Dado que el telescopio estaba situado sobre un trípode de aluminio, de los que se ofertan junto con estos mismos equipos (de gran ligereza y muy poco adecuados para un trabajo cuidadoso), y realizarse la observación desde la azotea de mi edificio, cualquier pequeña racha de aire afectaría la estabilidad de la imagen. Precisamente durante la grabación hizo un poco de viento, influyendo en ocasiones en la imagen que se captaba. Es curioso como se refleja cualquier movimiento en los videos captados mediante una webcam. Se crea una especie de oleaje en la imagen, producto del lento barrido de este tipo de cámara. En las imágenes fijas se ve como una distorsión diagonal de las mismas. Desde este punto de vista, una cámara de vídeo ordinaria es mejor, pues el barrido es más rápido.

No obstante, la toma de la ocultación propiamente dicha no presentó muchos inconvenientes, pues una de las facilidades que tiene este tipo de cámara es que permite tener una referencia casi en tiempo real en la pantalla de la computadora. Cuando aprendemos a trabajar con el pequeño retraso que este sistema introduce podemos enfocar de manera relativamente fácil, y centrar los objetos de manera bastante sencilla. Por supuesto, esto siempre que trabajemos con pocos aumentos.

En las imágenes tomadas aparecen varias estructuras lunares, algunas de las cuales damos a continuación,  las que he podido identificar usando mapas lunares en Internet, de los cuales doy las referencias al final. Adjunto algunas características que pueden servir de comparación (5).

 Algunas estructuras de la superficie lunar que se observan en las imágenes obtenidas. El punto “J” marca el sitio aproximado de la ocultación de Marte tras el disco lunar. 

Identificación Estructura Latitud Longitud Diámetro (Km.)
A Crater Plato 51.6N 9.4W 109.0
B Crater Anaxagoras 73.4N 10.1W 50.0
C Crater Philolaus 72.1N 32.4W 70.0
D Crater Archytas 58.7N 5.0E 31.0
E Crater Timaeus 62.8N 0.5W 32.0
F Crater Epigenes 67.5N 4.6W 55.0

G

Mare Frigoris 56.0N 1.4E 1596.0

H

Crater Mouchez 78.3N 26.6W 81.0
I Crater Fontenelle 63.4N 18.9W 38.0

Tabla 2: Algunas estructuras que se observan cercanas al punto de la ocultación.

Conclusiones

El trabajo con estas cámaras es posible y muy interesante, sobre todo para aquellos que no tienen mejores posibilidades. Con un poco de creatividad y perseverancia se pueden lograr buenos resultados. Además, en la actualidad hay mucho material publicado, sobre todo en Internet. He encontrado imágenes tomadas con técnicas similares y con muy buena calidad. Además, de haber tenido un poco más de libertad en cuanto a la adaptación de la cámara, habría probado la posibilidad de refrigerarla mediante un disipador y un ventilador de computadora, e incluso utilizando hielo seco. También se debiera cambiar el estuche de la cámara por uno que no permita la entrada de luz.

Imagen ampliada de Marte, obtenida después de finalizada la ocultación. Se pueden definir algunos detalles en el disco del planeta, incluyendo la fase (con un valor teórico de 0,928) visible en la zona inferior derecha de la imagen.

En segundo lugar, la señal horaria fue casi imposible de recibir. Debido a esto no pude registrar el tiempo exacto del evento, faltándome un parámetro muy importante. Al analizar las causas, noté que el hecho de llevar la computadora hasta la azotea, en las cercanías de la antena del radio, le introducía mucho ruido a este último, impidiendo escuchar las señales de la emisora. Por otra parte, este tipo de cámara inserta la hora en las imágenes, pero a pesar de la utilidad que representa esta posibilidad, tiene el inconveniente de que no toma en cuenta los segundos, dato que en las ocultaciones es de gran importancia. Para futuras ocasiones, deberé tener en cuenta estos factores.

Para el próximo año en nuestro país no tendremos ninguna ocultación planetaria, aunque sí podremos observar una conjunción muy próxima de Júpiter (con una magnitud de –1.8) y la Luna (cerca de su polo sur) que de hecho podría ser observada como una ocultación rasante a más de 190 kilómetros al norte de nuestro territorio. Será el 7 de diciembre del 2004, aproximadamente a las 4:28 horas de la madrugada, momento en que la Luna ya habrá pasado el cuarto menguante. Será una ocasión interesante para continuar adquiriendo experiencia con estas técnicas.

Agradecimientos

Alejandro Jiménez, por su interés en mi trabajo y por prestarme la webcam.

Angel Alberto González Coroas, por su interés y ayuda.

Jorge Fidel Cubiles, por su ayuda durante el evento.

Eduardo del Pozo, por su interés en mi trabajo y sus oportunos consejos.

Notas y Referencias

(1)    Tribuna de Astronomía y Universo, número 36, junio del 2002, página 56.

(2)    Debo confesar que estos últimos son una herencia de familia, pertenecieron a mi bisabuelo que era capitán español en la guerra de independencia en esta isla. De fabricación inglesa y de bronce, continúan  resultando de gran utilidad.

(3)    Occult, versión 2.0.0 para Windows, D. Herald.

(4)    Datos Astronómicos para Cuba, 2003. Pág. 47.

(5)    Consolidated Lunar Atlas (Atlas digital de la Luna): http://www.lpi.usra.edu/research/cla/menu.html

Otros sitios de interés

Mapas lunares: http://www.moon-phases.com/moon-map/moon-map-index.html

Digital Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon: http://www.lpi.usra.edu/research/lunar_orbiter/index.html

Mapa interactivo de la Luna: http://www.penpal.ru/astro/index.html#map

Anuncios

Posted in Ocultación Marte julio 2003 | Leave a Comment »