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マニュアル

Last-modified: 2021-10-25 (月) 01:28:02 (37d)
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観測開始

観測装置(WFGS2)の準備

  • OBS1からWIZにログイン
    obs1$ ssh nhao@wiz -X
  • 1-2個、ターミナルを開いておくと便利。
    wiz$ xterm &
  • 装置セットアップ(望遠鏡はEL=90とするのが無難)
    wiz$ SetupWFGS2.sh; fin
    • fin, fin2 はOBS1から音を鳴らすコマンド。上記のようにすると、コマンド完了後に音が鳴る。なくてもよい。
    • このスクリプトによって以下の作業が実行される
      • カメラ電源ON
      • INDI server (FLI, ZWO カメラの制御 )を立ち上げる (別窓)
      • wheelを制御するためのサーバを立ち上げる (別窓)
      • main camera (FLI)、slit view camera (ZWO) への接続、冷却開始
      • ds9 を立ち上げる
      • スリット、フィルター、グリズム用 wheel の位置初期化
      • 波長較正ランプ OFF、OUT
      • 半波長板 OUT
  • (注)スクリプトは、wheel初期化やCCD冷却が完了する前に終了する。
    • wheel初期化までの所要時間 (目安): 3分(スクリプトセットアップ前のwheelの位置にもよる)。
    • CCDの冷却完了までの所要時間 (目安): x 分
  • wheelの初期化に失敗することがある。"server for wheel moter control" 窓のメッセージを見て、4つのwheel (番号: 0-3) の初期化が正常に完了したことを確認すること。失敗した時は以下を試す。
    • 全てのwheel を初期化したいとき
      wiz$ wh_init_all
    • 特定のwheelのみを初期化したいとき
       wiz$  wh <wheel_number:0-3> init
      (例) wiz$ wh 3 init
      wheel_number: 0=slit, 1=filer1, 2=filter2, 3=grism
    • また失敗するなら、次のコマンドでwheelを少し動かしてから、再度初期化。
       wiz$  wh <wheel_number:0-3> +|-<number_of_steps>
      (例) wiz$ wh 3 +1000
    • それでもダメなら望遠鏡のELを90度にしてもう一度初期化コマンドを実行
  • ログシートを開く
    OBS1 で
    obs1$ wfgs2logc

望遠鏡の準備

  • (望遠鏡制御についてはなゆた操作簡易マニュアルも参照のこと)
  • UCC マシン上の 望遠鏡制御ソフト (ucc_run)を使って、以下を実行。
  • 可視光撮像観測モードの観測準備
  • エンクロージャの回転同期を入れる
  • エンクロージャスリットを開ける
  • ミラーカバーを開ける
  • 視野回転の設定
    • AZ/EL同期: ON
    • 画像の上方向(+Y)を北にするときは、指令位置角=-45
    • 画像の向きと 視野回転 指令位置角の関係
         画像の上方向(+Y)の位置角 = 指令位置角 + 45
         指令位置角 =  画像の上方向の位置角 - 45
         (位置角の定義: N=0, E=+90)

フォーカス合わせ

  • ucc_run でフォーカス合わせ用の天体に望遠鏡を向ける。
  • フィルターが正しいこと、スリット、グリズムが退避していることを確認する。以下のコマンドでwheelのステータスが表示される。
     wiz$ st
  • 設定を変えるときは、
     (フィルター設定) wiz$ fl filter_name; fin2
     (スリット設定) wiz$ sl open; fin2  
    (グリズム設定)wiz$ gr open; fin2 
  • 使用するフィルターを挿入する
    wiz$ fl filter_name; fin2
    • filter_name = open, g, r, wha, i, z, v, b, rc, ic, lwp
    • 分光の時は、lwp (オーダーカット)または、一番合わせたい波長に近いフィルターを選ぶ
  • テスト撮像する
    wiz$ wfgs2 -t exptime; fin
    • exptime: 露出時間 (sec)
  • ds9の表示を調整する。
    wiz$ ds9set
  • ds9: File > Display Header... で FITS header を表示し、CCDの冷却が完了(-30度に到達)したことを確認 (今後、GUIのCCD 温度モニターを作成予定)
  • フォーカス合わせ用スクリプトを実行
    wiz$ autofocus exptime focus_start focus_end [num_sample]; fin
    (例) wiz$ autofocus 1 -6.1 -5.8; fin
    • exptime: 露出時間 (sec)
    • focus_start, focus_end: 副鏡focus軸スキャン開始位置、終了位置。focus_start < focus_end でないといけない。
    • num_sample: サンプリング回数。省略すると5

撮像

  • ucc_run で目標天体に望遠鏡を向ける。
  • テスト撮像する
    wiz$ wfgs2 -t exptime; fin
  • 天体の撮像位置を調整する。
     wiz$ xyoffset2
    を実行後、
    • まず、ds9画像上で、天体をクリックする。
    • 次に、その天体を結像させたい位置をクリックする。
    • そうすると、望遠鏡オフセットが実行され、意図した位置に天体が結像されるはず(実際は、2回のクリック位置の差をオフセット量に変換しているだけなので、必ずしも「天体」をクリックする必要はない)。
    • テスト撮影して確認する。
    • (注) ucc_runの惑星モードで追尾しているときは、xyoffset2 は使えない。
  • 本番撮像をする
     wiz$  wfgs2 -e exptime [object] [repeat]
    (例) wiz$ wfgs2 -e 60 M67 3; fin
    • exptime: 露出時間 (sec)
    • object: 天体名 (default = Unknown)
    • repeat: 画像取得繰り返し回数 (default = 1)

偏光

  • ucc_run で目標天体に望遠鏡を向ける。
  • スリット=open、フィルター=使うフィルター、グリズム=open にする
    wiz$ sl open
    wiz$ fl filter_name
    wiz$ gr open 
  • 半波長板を挿入する
    wiz$ hwp --in 
  • テスト撮像する
    wiz$ wfgs2 -t exptime; fin
  • 天体の撮像位置を調整する(真ん中に持ってくる)。
     wiz$ xyoffset2
  • 偏光用アパーチャを挿入する
     wiz$ sl pol-ap
  • テスト撮像し、必要なら位置調整をする
  • ウォラストンプリズムを挿入する
     wiz$ gr wolpri
  • テスト撮像する(撮像位置、フォーカスを再確認)
  • 本番観測する
     wiz$  wfgs2 -p exptime [object] [repeat-set]
    • exptime: 露出時間 (sec)
    • object: 天体名 (default = Unknown)
    • repeat: セット繰り返し回数 (default = 1)。 1セットは、半波長板 0度、45度、22.5度、67.5度の4露出。
  • 標準星の観測
    • ucc_run の "Pol_Standard_OPT_Schmidt"という天体リスト (Schmidt et al., 1992, AJ) から、備考欄に "Recommended" と書かれている天体を観測することをお勧めする。
    • 無偏光標準星のときはwfgs2コマンドのオプションを"-up" に、強偏光標準星のときは"-sp" に変える。
       wiz$  wfgs2 -up exptime [object] [repeat-set]
       wiz$  wfgs2 -sp exptime [object] [repeat-set]
      • こうすることで、FITS header の "obsnote"欄に、それぞれ、"UP", "SP" という文字列が追加される。
  • 偏光観測が終わったら
    • 半波長板を退避する (画像を見ても気づきにくいので、忘れずに!!)
      wiz$ hwp --out
    • スリットをopenに
      wiz$ sl open
    • グリズムをopenに
      wiz$ gr open

分光

準備

  • ucc_runで望遠鏡を目標天体に向ける
  • スリットを挿入する
     wiz$  sl slit-mrr; fin2
  • (もしまだなら)オーダーカットフィルターを挿入する
     wiz$  fl lwp; fin2
  • グリズムを挿入する
     wiz$  gr g300; fin2

スリットへの導入

  • スリットビュー(SV)画像をテスト取得。
     wiz$ slview -t exptime
    • exptime: 露出時間 (sec)
  • 取得したSV画像で目標天体が写っていることと、スリットの結像位置を確認。
    • スリットの結像位置は望遠鏡の向きやローテータの向きによって変わるので、天体導入ごとにスリット位置を確認することを推奨。
    • スリットが見えなければ、比較ランプの光をスリットに当てて、スリットの位置を確認(今後、スクリプト化の予定)。
      • ランプ挿入
         wiz$ lamp --in
      • ランプ点灯
         wiz$ lamp --on
      • SV テスト撮影
         wiz$ slview -t 0.01
      • ランプ消灯
         wiz$ lamp --off
      • ランプ退避
         wiz$ lamp --out
  • 目標天体をスリットに導入する
     wiz$ xyoffset2
    を実行後、
    • まず、ds9画像(SV画像のフレーム)上で、天体をクリックする。
    • 次に、その天体を結像させたい位置(スリット上)をクリックする。
    • そうすると、望遠鏡オフセットが実行され、天体がスリットに導入されるはず。
    • テスト撮影 (slview -t exptime )して、スリットに導入されたことを確認する。まだずれている場合は xyoffset2 を繰り返す。

オートガイドの開始

  • 現状のオートガイダーは画像の向きを固定した(視野回転で「AZ/EL同期」の設定にした)場合にしか、使えない。
  • ガイド星を決める
    • 目標天体(点光源)が明るく、スリットからの漏れ光が十分見える場合は、目標天体自身をガイド星とする (on-source guide)
    • 目標天体が暗いとき、あるいはスリット幅広10''部を使うとき等、スリットからの漏れ光が認識できない場合は、SV視野内の別の点光源をガイド星とする (off-source guide)
  • 次のコマンドを実行する
     wiz$ autoguide exptime [half_box_size]
     (例) wiz$ autoguide 1
    • exptime: 露出時間(sec)
    • half_box_size: ガイド星重心を計算するための正方形領域の1辺の長さの半分(pix) (default=50)
    • コマンド入力後、ds9上でガイド目標位置(ガイド星を固定させたい位置。on-sourceであればスリット上)をクリックする。
  • しばらく、ds9のSV画像を眺め、オートガイドが実行されていることを確認する。
    • ガイド目標位置は緑丸で表示される
    • ガイド星が検出されると重心が赤丸で表示される。重心と目標位置のズレが十分小さいか極端に大きい時以外は、重心を目標位置に近づけるように望遠鏡オフセットが実行される。
    • ガイド星が検出されないと、重心が青丸で表示され、望遠鏡オフセットは実行されない。

本番分光観測

 wiz$  wfgs2 -e exptime [object] [repeat]
(例) wiz$ wfgs2 -e 60 M67 3; fin
  • exptime: 露出時間 (sec)
  • object: 天体名 (default = Unknown)
  • repeat: 画像取得繰り返し回数 (default = 1)

波長比較スペクトル取得

スリットの結像位置は望遠鏡や装置の向きによって変わるので、天体導入ごと(ほぼ同じ望遠鏡/装置の向きごと)に比較スペクトルを取得することを推奨。

  • ランプ挿入
     wiz$ lamp --in
  • ランプ点灯
     wiz$ lamp --on
  • テスト取得
     wiz$ wfgs2 -t exptime; fin
    輝線がサチらないように露出時間を調整する。グリズム=g300のとき、exptime=0.4秒程度。
  • 本番取得
     wiz$ wfgs2 -e exptime comparison 3; fin
  • ランプ消灯
     wiz$ lamp --off
  • ランプ退避
     wiz$ lamp --out

フラット

最適なフラット取得方法は確立していない。

ドームフラットの場合

ドームフラットによるフラット画像(少なくとも、撮像モード)は、ローテータの向きにより画像の強弱パターンが変化することが知られている。つまり、フラットスクリーンの反射光は十分均一ではないことが示唆される。これに対応するためには、異なるいくつかのローテータ「指令角度」でフラットを取得し、画像を足し合わせ(平均)することが考えられる。

  • ドーム壁に設置されていた旧フラットランプを撤去し、望遠鏡トップリングへ移設した(2021年2月以降)。
    新しいランプを使用する際の望遠鏡角度、ランプ調光のマニュアルはこちらを参照
  • 望遠鏡高度(EL)の設定
    • ucc_runで望遠鏡の高度を40.2度に設定す
  • エンクロージャ方位(AZ)の設定
    • ucc_runでエンクロージャの同期をOFFにし、
        エンクロージャAZ = 望遠鏡AZ + 68.2 
      となるように、エンクロージャを回転させる。  
  • スリット、フィルター、グリズムを希望の設定にする (コマンド: sl, fl. gr)
  • フラットランプの点灯、調光
    • ucc_run メイン窓「エンクロージャ」> 「エンクロージャ監視制御」窓の「ドームフラット用光源」囲み内の「ON」ボタンを押し、「調光」ボックス内に数値を入れて明るさを調整。
  • 以下のセットを繰り返す。たとえば、 ang( ローテータ指令角度)を -135度から180度まで45度刻みで。
    • ローテータ回転
      wiz$ nayuta -rc ang
    • ang: ローテータ指令角度(位置角ではなくて、機械的な回転角度)
    • ucc_run 「視野回転」窓上でインストラメンタルローテータの実角度が目的の角度になったことを確認する。
      • まあまあ高頻度で動かないことがある(通信の失敗)。その場合は、wiz上でコマンドを再実行、または ucc_run GUI上で操作)。
    • フラット画像取得
       wiz$ wfgs2 -e exptime flat  repeat; fin
       (例) wiz$ wfgs2 -e 5 flat 20; fin
  • フラットランプの消灯

トワイライトフラットの場合

(参考)MINTの場合のおすすめ取得方法(Chromey & Hasselbacher 1996)

  1. おおよそのフォーカスを合わせる。
  2. 望遠鏡AZを、日の出または日の入り方向と反対の方角に向ける。月がある場合は、太陽と月から一番離れている方向を選ぶ。
  3. ELを75度前後にする。
  4. 必要なS/Nにが得られている間、取得を続ける( 露出時間の目安は5秒)。

ダーク

  • 以下のコマンドを実行すると、その晩に観測した画像の露出時間の種類を調べ、ダークを取得するためのスクリプトを作ってくれる。
     wiz$ darkscript.sh
    次のように、スクリプトの内容と、作成されたスクリプト名(フルパス)が表示される。
    sleep 3600 
    wfgs2 -d 1.00 15
    wfgs2 -d 5.00 15
    FinWFGS2
    fin
    ------
    Generated dark script: /home/nhao/tools/darkscripts/DARK190715.sh
  • 必要であれば、作成されたスクリプトを編集する(不要なダーク取得コマンドを削除する、など)
     (例) wiz$ emacs  /home/nhao/tools/darkscripts/DARK190715.sh
  • 実行する
     (例) wiz$ sh  /home/nhao/tools/darkscripts/DARK190715.sh

観測終了

WFGS2のかたづけ

  • 上記のように、自動生成したダークスクリプトを実行する場合は、ダークスクリプトの中に、装置終了処理スクリプト(FinWFGS2)が含まれるので、装置終了処理は不要。
  • 自動生成したダークスクリプトを使わない場合(原則、天体観測後はダークスクリプトを使ってください:自動画像処理のため)は、以下を実行
    wiz$  FinWFGS2

望遠鏡のかたづけ

  • 望遠鏡、エンクロージャをホーム位置に向ける (通常、AZ=0, EL=90)
  • ミラーカバーを閉める
  • ドームスリットを(開けていればベンチレータも)閉める
  • ucc_runで「観測終了」スクリプトを実行する
    • 「観測補助」> 「観測終了」
  • ucc_runを終了する
  • 制御架の電源を切る

その他のかたづけ、確認

スタッフは なゆた観測終了時にチェックするべきこと を確認して帰宅