Staff/静止衛星の偏光観測I
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開始行:
[[Staff]]
[[人工衛星観測手順まとめ>Staff/Satellite_Tracking]] も参...
#contents
* 概要 [#aac19be1]
静止衛星をPOLで観測し、手順を確立した。解析の結果、偏波率...
* 観測対象 [#kf9ac1bc]
''Express AM-5''
- ロシアの静止衛星。通信用途の衛星で、ひまわり8号の近くに...
- 打ち上げ重量 3.6t、乾燥重量 1t 級の大型通信衛星らしい。...
- 見かけ等級は 10-12 等。
- 位置は精度 +/- 0.1 deg 以内で制御されているらしい。
&ref(Express-AM5_Satellite_lite.jpg);
- おまけの情報 (わりとどうでもいい)
-- 参考リンク1: [[地上での作業風景>https://www.youtube.co...
-- 参考リンク2: [[基本的な情報>https://en.wikipedia.org/w...
* 観測諸元 [#w55463d8]
- 日時: 2018年2月16日22:30-23:00 (JST) 頃
- 装置: なゆた + POL
- 積分時間: 最大4秒 (1, 2, 4 秒をそれぞれ10フレームずつ)
- フィルター: BVRI (4 bands)
* 観測に当たっての問題点 [#n5b266a0]
- なゆた望遠鏡は、そのままでは人工衛星を追尾できない。「...
-- 「ファイル駆動モード」は、時系列で''赤経・赤緯''を並べ...
-- 軌道要素から (RA, DEC) に直す計算をして、UCC のインプ...
#ref(ExpressAM5_AzEl_180216.png);
-- 上図は軌道要素から計算した Az, El の時系列プロット。静...
- 上記で計算した (RA, DEC) を UCC に入力すると、望遠鏡が...
-- JAXA のサイトで検算したところ、PyEphem を使ったスクリ...
-- (RA, DEC) ==> (Az, El) の変換が、UCC と PyEphem では若...
-- ハンドセットを使って PyEphem で計算した (Az, El) に手...
- POL は絶望的に視野が狭いので、これをどうするか。
* 解決策 [#f3e11180]
- まず POL と MALLS ガイドカメラのオフセット (いわゆる「...
-- 適度に明るい天体(ターゲットのなるべく近くにあるもの)を...
-- 今回はガイドカメラ画像の (323, 232) 辺りに入っていた。...
#ref(./ExpressAM5_POL.jpg,70%);
-- POL でフォーカスを合わせているので、MALLS ガイドカメラ...
- 観測対象を上記の座標に入れれば、POL の視野にも入ってく...
* 実際の手順 [#da25acfc]
+ POL でターゲット近くの適度な明るさの星を入れる。KeyHand...
-- この状態でフォーカスの調整をしておく。
+ 追尾している状態のまま、UCC の「焦点モード切替」ウィン...
+ MALLS ガイドカメラで撮像し、星がどこに写っているかを確...
+ 望遠鏡をターゲット(衛星)に向け、ハンドセットで (Az, El)...
+ MALLS ガイドカメラで再度撮像し、衛星が写っていることを...
+ singlestar.py を用い、衛星を上記で求めた POL の視野中心...
% singlestar.py -e 1.0 -f -x 323 -y 232
+ 「焦点モード切替」ウィンドウで焦点モードをPOLに切り替え...
-- この状態でオートガイド (singlestar.py) は Ctrl-C で止...
+ POL で観測を実行する。
* 取得されたデータ [#h79b7020]
- 一次処理済みデータの例: 積分時間2秒、Iバンド
#ref(./I02_image.jpg);
-- 4秒でもサチることはなかったが、スプリアスの数と S/N の...
-- 以下の解析では、BVRI4バンドとも2秒積分 x 10フレームの...
-- 東を上にして取ったときの偏光位置角が、左から 135deg, 4...
-- 今回は北を上にしているため、左から 45deg, 135deg, 90de...
* 測光・偏波率の解析 [#e3b1a677]
** 測光の手順・条件 [#n517ad8f]
- 測光は SExtractor 2.19.5 を用いた。
-- IRAF/imexa を用いて中心座標を求めておき、ASSOC_LIST (...
83.87 185.77
193.07 186.37
311.80 185.13
421.13 188.28
-- 設定ファイルは &ref(./pol.sex); および &ref(./pol.para...
- ターゲット(点源)のサイズが FWHM=4.2pix であったため、こ...
- 簡単のため、エラーは SExtractor が出力する測光エラーを...
** 測定結果 [#u575eaa7]
- 各バンドでのフラックス (カウント・生の数値) は以下の通...
, バンド , 45deg , 135deg , 90deg , 0deg
, B , 3710.806 (37.45) , 3997.701 (37.52) , 3934.577 (37...
, V , 16589.32 (36.12) , 17799.32 (36.09) , 17114.11 (36....
, R , 43378.59 (38.42) , 46303.2 (38.38) , 48390.27 (38.2...
, I , 19753.69 (34.89) , 20834.71 (34.89) , 20768.5 (34.8...
- 上記をもとに、以下の式でストークスパラメーター (Q/I, U/...
Q/I = (F_0 - F_90)/(F_0 + F_90)
U/I = (F_45 - F_135)/(F_45 + F_135)
P = sqrt((Q/I)^2 + (U/I)^2)
- 計算結果は以下の通り。
, バンド , Q/I , U/I , P , 備考
, ''B'' , 0.003 +/- 0.007 , -0.038 +/- 0.0069 , 0.038 +/-...
, ''V'' , 0.006 +/- 0.001 , -0.036 +/- 0.002 , 0.036 +/-...
, ''R'' , 0.0065 +/- 0.0006 , -0.0310 +/- 0.0006 , 0.033 ...
, ''I'' , 0.007 +/- 0.001 , -0.027 +/- 0.001 , 0.027 +/- ...
-- B バンドはカウントが小さい(S/Nが低い)ため、偏波の有意...
-- B バンド以外では偏波率が 3% 前後と計算された。
- 過去の観測によれば、''機械偏光はおよそ 1% 前後''である...
* 現状の問題点 [#jce61ba1]
今回は POL の視野に入れて観測することをひとまずの目標とし...
- 標準星は取っていない。
-- 今回は、通常と異なる焦点に POL をつけているうえ、前例...
-- 機械偏光は測定できない。ただしカセグレン焦点なのでほぼ...
-- 偏波の PA は測定できない。したがって今回は偏波の向きは...
- さほど観測時間を割いていないため、特に B バンドは S/N ...
- 簡単のため、誤差はきちんと求めていない。
-- 測光誤差は SExtractor の出力するエラー値から、単純な四...
-- SExtractor の出力を信じているだけなので、実際のエラー...
-- スカイレベルのゆらぎは PSF サイズ程度で相関しているの...
- 較正データは簡易的なものを使っている。真面目に測定する...
-- トワイライトフラットではなく、ドームフラットを用いてい...
-- フラットフレームのカウントが、ものによっては低い。
-- ダークフレームの取得に失敗があり、フラットと同じ積分時...
- 偏波の PA と画像の対応関係が要確認
-- 過去に例のない条件で使っているうえ、経験者のあやふやな...
-- 本来は強偏光標準星を使って調べるべきもの。ただし今はPO...
また同日に他の衛星も試してみたが、見つけられなかった。天...
終了行:
[[Staff]]
[[人工衛星観測手順まとめ>Staff/Satellite_Tracking]] も参...
#contents
* 概要 [#aac19be1]
静止衛星をPOLで観測し、手順を確立した。解析の結果、偏波率...
* 観測対象 [#kf9ac1bc]
''Express AM-5''
- ロシアの静止衛星。通信用途の衛星で、ひまわり8号の近くに...
- 打ち上げ重量 3.6t、乾燥重量 1t 級の大型通信衛星らしい。...
- 見かけ等級は 10-12 等。
- 位置は精度 +/- 0.1 deg 以内で制御されているらしい。
&ref(Express-AM5_Satellite_lite.jpg);
- おまけの情報 (わりとどうでもいい)
-- 参考リンク1: [[地上での作業風景>https://www.youtube.co...
-- 参考リンク2: [[基本的な情報>https://en.wikipedia.org/w...
* 観測諸元 [#w55463d8]
- 日時: 2018年2月16日22:30-23:00 (JST) 頃
- 装置: なゆた + POL
- 積分時間: 最大4秒 (1, 2, 4 秒をそれぞれ10フレームずつ)
- フィルター: BVRI (4 bands)
* 観測に当たっての問題点 [#n5b266a0]
- なゆた望遠鏡は、そのままでは人工衛星を追尾できない。「...
-- 「ファイル駆動モード」は、時系列で''赤経・赤緯''を並べ...
-- 軌道要素から (RA, DEC) に直す計算をして、UCC のインプ...
#ref(ExpressAM5_AzEl_180216.png);
-- 上図は軌道要素から計算した Az, El の時系列プロット。静...
- 上記で計算した (RA, DEC) を UCC に入力すると、望遠鏡が...
-- JAXA のサイトで検算したところ、PyEphem を使ったスクリ...
-- (RA, DEC) ==> (Az, El) の変換が、UCC と PyEphem では若...
-- ハンドセットを使って PyEphem で計算した (Az, El) に手...
- POL は絶望的に視野が狭いので、これをどうするか。
* 解決策 [#f3e11180]
- まず POL と MALLS ガイドカメラのオフセット (いわゆる「...
-- 適度に明るい天体(ターゲットのなるべく近くにあるもの)を...
-- 今回はガイドカメラ画像の (323, 232) 辺りに入っていた。...
#ref(./ExpressAM5_POL.jpg,70%);
-- POL でフォーカスを合わせているので、MALLS ガイドカメラ...
- 観測対象を上記の座標に入れれば、POL の視野にも入ってく...
* 実際の手順 [#da25acfc]
+ POL でターゲット近くの適度な明るさの星を入れる。KeyHand...
-- この状態でフォーカスの調整をしておく。
+ 追尾している状態のまま、UCC の「焦点モード切替」ウィン...
+ MALLS ガイドカメラで撮像し、星がどこに写っているかを確...
+ 望遠鏡をターゲット(衛星)に向け、ハンドセットで (Az, El)...
+ MALLS ガイドカメラで再度撮像し、衛星が写っていることを...
+ singlestar.py を用い、衛星を上記で求めた POL の視野中心...
% singlestar.py -e 1.0 -f -x 323 -y 232
+ 「焦点モード切替」ウィンドウで焦点モードをPOLに切り替え...
-- この状態でオートガイド (singlestar.py) は Ctrl-C で止...
+ POL で観測を実行する。
* 取得されたデータ [#h79b7020]
- 一次処理済みデータの例: 積分時間2秒、Iバンド
#ref(./I02_image.jpg);
-- 4秒でもサチることはなかったが、スプリアスの数と S/N の...
-- 以下の解析では、BVRI4バンドとも2秒積分 x 10フレームの...
-- 東を上にして取ったときの偏光位置角が、左から 135deg, 4...
-- 今回は北を上にしているため、左から 45deg, 135deg, 90de...
* 測光・偏波率の解析 [#e3b1a677]
** 測光の手順・条件 [#n517ad8f]
- 測光は SExtractor 2.19.5 を用いた。
-- IRAF/imexa を用いて中心座標を求めておき、ASSOC_LIST (...
83.87 185.77
193.07 186.37
311.80 185.13
421.13 188.28
-- 設定ファイルは &ref(./pol.sex); および &ref(./pol.para...
- ターゲット(点源)のサイズが FWHM=4.2pix であったため、こ...
- 簡単のため、エラーは SExtractor が出力する測光エラーを...
** 測定結果 [#u575eaa7]
- 各バンドでのフラックス (カウント・生の数値) は以下の通...
, バンド , 45deg , 135deg , 90deg , 0deg
, B , 3710.806 (37.45) , 3997.701 (37.52) , 3934.577 (37...
, V , 16589.32 (36.12) , 17799.32 (36.09) , 17114.11 (36....
, R , 43378.59 (38.42) , 46303.2 (38.38) , 48390.27 (38.2...
, I , 19753.69 (34.89) , 20834.71 (34.89) , 20768.5 (34.8...
- 上記をもとに、以下の式でストークスパラメーター (Q/I, U/...
Q/I = (F_0 - F_90)/(F_0 + F_90)
U/I = (F_45 - F_135)/(F_45 + F_135)
P = sqrt((Q/I)^2 + (U/I)^2)
- 計算結果は以下の通り。
, バンド , Q/I , U/I , P , 備考
, ''B'' , 0.003 +/- 0.007 , -0.038 +/- 0.0069 , 0.038 +/-...
, ''V'' , 0.006 +/- 0.001 , -0.036 +/- 0.002 , 0.036 +/-...
, ''R'' , 0.0065 +/- 0.0006 , -0.0310 +/- 0.0006 , 0.033 ...
, ''I'' , 0.007 +/- 0.001 , -0.027 +/- 0.001 , 0.027 +/- ...
-- B バンドはカウントが小さい(S/Nが低い)ため、偏波の有意...
-- B バンド以外では偏波率が 3% 前後と計算された。
- 過去の観測によれば、''機械偏光はおよそ 1% 前後''である...
* 現状の問題点 [#jce61ba1]
今回は POL の視野に入れて観測することをひとまずの目標とし...
- 標準星は取っていない。
-- 今回は、通常と異なる焦点に POL をつけているうえ、前例...
-- 機械偏光は測定できない。ただしカセグレン焦点なのでほぼ...
-- 偏波の PA は測定できない。したがって今回は偏波の向きは...
- さほど観測時間を割いていないため、特に B バンドは S/N ...
- 簡単のため、誤差はきちんと求めていない。
-- 測光誤差は SExtractor の出力するエラー値から、単純な四...
-- SExtractor の出力を信じているだけなので、実際のエラー...
-- スカイレベルのゆらぎは PSF サイズ程度で相関しているの...
- 較正データは簡易的なものを使っている。真面目に測定する...
-- トワイライトフラットではなく、ドームフラットを用いてい...
-- フラットフレームのカウントが、ものによっては低い。
-- ダークフレームの取得に失敗があり、フラットと同じ積分時...
- 偏波の PA と画像の対応関係が要確認
-- 過去に例のない条件で使っているうえ、経験者のあやふやな...
-- 本来は強偏光標準星を使って調べるべきもの。ただし今はPO...
また同日に他の衛星も試してみたが、見つけられなかった。天...
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