Astrometría CCD elemental: Cálculo distancia a la luna

[El Duo de Dos]

Estimados, esta comunidad de EP cómo siempre quiere estar un paso adelante, así que hemos programado una actividad increible, inédita, única: Vamos a medir la distancia a la Luna!!

Dejando las bromas de lado, lo que proponemos es aprovechar que en el próximo eclipse de Luna del 20 de febrero la mayoria de la comunidad va a sacar fotos y coordinar la actividad para que podamos entre todos calcular por el método de paralaje la distancia a nuestro satélite.

El método que proponemos es a través de fotografías lo que convierte a la experiencia en una aplicación elemental de lo que se conoce como astrometría CCD.

Para ello necesitamos que saquen 2 fotos en penumbra, 3 fotos en la zona de transición (penumbra-umbra) y 3 fotos en umbra.

En realidad una foto sería sufieciente, pero queríamos hacer varias por las dudas (no poner todas las fichas a una sola toma). De paso probamos en distintas etapas del eclipse.

Los requisitos para las fotos son:

1) Deben tener exposición suficiente como para que salgan, no menos de 3 estrellas pero cuantas más aparezcan es mejor y menos ya no sirve.

2) La Luna puede salir un poco "quemada"´ pero al menos una parte sustancial de su contorno debería lograrse distinguir lo más claramente posible, por ejemplo la parte que está en la región de sombra.

El plan que proponemos es el siguiente:

-Las 2 fotos en penumbra deben sacarse el día 20/02 a las (hora argentina-excepto San Luis )

11h 20min 00seg

11h 30 min 00 seg

-Las tres fotos en la zona de trasición el día 21/02 a las:

0h 0min 0seg

0h 30min 0seg

0h 45min 0seg.

-Las 3 fotos en umbra deben sacarse a las

1h 00min 31seg

1h 30min 00 seg

1h 51min 31seg

(Con bastante exposición quizás logremos que se vea la luz cenicienta).

-En el campo de la foto debe salir Saturno.

Para lograr el éxito, es importante que la hora de las tomas sea la más exacta posible, por lo que sugerimos coordinar los relojes con

http://wwp.greenwichmeantime.com/

o

http://tycho.usno.navy.mil/what1.html

Cuando logremos el cometido haremos un paper relatando la experiencia, detallando los cálculos y con los créditos correspondientes, que haremos llegar a diversas instituciones.

Espeamos haber sido claros, cualquier consulta estamos a su disposición.

Quien se anota?????

[Ernesto]

Fernando/Miguel: Muy bien por reflotar el proyecto!! Felicitaciones!!

Yo ya había comprometido la participación; ahora seguro que la Agrupación Bahiense de Aficionados a la Astronomía tendrá algún otro integrante en esta actividad...

Abrazos

[El Duo de Dos]

Gracias Ernesto! Descontabamos tu participación . La vez anterior nos llegó el fin de año y después el encuentro astrocofrádico y se tuvo que postergar. Ahora quizas se presente una oportunidad única con el eclipse, en donde todos estarán sacando fotos de la luna de todos modos, y no quisimos desaprovecharla.

Un abrazo

[El Duo de Dos]

Repasando, nos dimos cuenta que nos olvidamos un dato importante: Aparte de suministrar las fotos deberíamos conocer latitud y longitud exactas desde donde se obtuvo la foto y, si se puede, altura sobre el nivel del mar.

Muchas Gracias.

[Chuli]

Yo me prendo!

Una consulta, por el tema de las estrellas que tienen que verse: la Luna debe estar centrada o puede ser sacada por la mitad? No creo deba ser centrada pero por las dudas consulto.

Otra cosa, tiene que salir Saturno si o si? porque va a estar a más de 3º, y se necesita un campo muy grande.

Saludos!

[El Duo de Dos]

Hola Chuli.

Gracias por el interés.

Lo único imprescindible es:

1) Que salgan 3 estrellas (mínimo) en la foto sino no sirve.

2) que se respete la hora con el mayor celo.

3) Que alguna región de la luna este medianamente bien definida de modo de inferir donde esta el centro del astro en la foto.

La luna no tiene que estar en el centro de la imagen. Si, al menos una parte de la luna debería estar medianamente bien definida de modo que uno pueda inferir donde está el centro de la misma.

Saturno no es imprescidible para nada, lo pusimos más que nada como una referencia del campo que esperabamos debería contener la foto.

El ángulo de paralaje de saturno (que también lo tiene) que pueden apreciar dos observadores separados 1000 km es 0.1seg de arco, mucho menos de lo que seríamos capaces de medir.

Les comentamos como, en principio, tenemos planeado el tema.

Tenemos que medir, lo más exactamente que podamos, la diferencia angular, respecto al fondo de estrellas que tendrá la luna fotografiada desde distintos lugares a la misma hora.

Obtenidas las fotos, para medir el ángulo se puede:

1) superponer las estrellas (en photoshop) en las distintas fotos y medir el ángulo como contamos en

about2444.html

2) Usar un programa que desarrollamos que entrando AR y DE de las estrellas que aparecen en la foto y otros datos calcula AR y DE de cualquier punto (centro de la luna en nuestro caso) en la foto. Con los distintos AR y DE se obtiene el ángulo mencionado facilmente.

Pensamos usar las dos metodologías. En principio parece mejor la segunda y funciona mejor cuanto más estrellas aparezcan pues se hace, una especie de promedio.

Para que la foto contenga más estrellas sería más recomendable un campo muy amplio.

No obstante, y a la inversa , cuanto más focal se use es mejor para medir más precisamente (el fov de cada pixel es menor). .

El reto sería sacar la mayor cantidad de estrellas con la focal más larga (más zoom).

Pero en aras de no hacerlo tan complicado y más inclusivo (requiriendo menos equipo) recomendamos una foto de campo amplio, sin teles, utilizando sólo cámara.

De todas maneras si se respetan los puntos 1) 2) y 3) ya está y si quieren usar teles y pueden obtener una foto con muchos aumentos y 3 estrellas al menos bienvendido!.

A partir del 12 (más o menos) la luna estará al principio de la noche sobre el oeste. Si quieren podemos ir haciendo una pruebas y ajustando detalles. ¿Les parece?

Abajo mandamos un ejemplo no muy logrado, quizas se pueda lograr un poco menos de campo (más aumentos), pero una "cosa" así capaz que ande, no es dificil.

Saludos

[EstebanElFlaco]

Me parece muy bueno y me anoto como loco, mi pregunta es si las fotos son son teles o en piggy back... y otra cosa, Miguel esta de vacaciones ya, asiq queda todo en manos de Fer...

saludos!

[Fernando Mazzone]

Esteban. Dado que me "desenmascaraste" de esa forma recurrí a mi identidad según el registro civil

Como explicabamos en el mensaje anterior sugerimos el piggyback si es guiado mejor, sino...no importa.

Miguel se va de vacaciones pero estará de vuelta para el evento., quedate tranquilo..

Abrazos.

[EstebanElFlaco]

yo te desenmascare? si aparece el nombre de los dos abajo de cada msj... jaja!

espero que sea una linda noche...

[Solrac]

Yo como Ernesto, ya me había anotado el año pasado, asi que vuelvo a anotarme para el evento!

Saludos!

Carlos

[Baxter]

fer, muy interesante el proyecto, si puedo y el cielo deja me prendo.

a donde se puede averiguar a que altura del mar se encuentra uno?

[Chuli]

Para aumentos intermedios entre un piggy back y el teles, se podría usar binoculares y el zoom de la cámara al palo.

Claro que se tiene el problema de tenerlo fijo, pero bue, hay que arreglarselas...

[EstebanElFlaco]

sebas lo mejor es con GPS, sino en google earth tambien te da la asm.

saludos!

[Chuli]

Para Alta Gracia, en el monumento a Sarmiento, el Google Earth da 579 m. No se que error tendrá...

Como dice Esteban, lo mejor es el GPS, pero también tienen error.

[Baxter]

genial chuli, gracias por el dato, estoy un poco mas arriba (4 cuadras oeste) cerca del sierras hotel, tenia entendido que estaba a 800, pero creeria que no era tan acertado

[EstebanElFlaco]

de nada...

[Baxter]

perdon estebi!!!

gracias loco!

[Chuli]

Según la página de infoclima, Alta Gracia está a 516 m.

Hacé un promedio Baxter!!!

[Baxter]

perfecto, gracias por darme los datos

un abrazo

[Fernando Mazzone]

Estimados:

Siguiendo con los preparativos de la medición de la distancia a la luna les comento algunas apreciaciones personales, mas que nada orientadas a la determinación de que campo deberíamos usar ese día.

Abajo les mando una superposición de “fotogramas” obtenidos del carts du ciel correspondiente a las 23h21m del 20/02 desde Bahía Blanca y Mendoza ( a modo de ejemplo elegí esta locaciones). Como verán haciendo coincidir las constelaciones la luna queda desfasada un ángulo de, aproximadamente, 8 min de arco. Este ángulo tenemos que medir!!! Es relativamente chiquito pero está a nuestro alcance con algunos segundos de error.

Se suscito la cuestión de cual sería el mejor campo. Yo insito en que me parece que lo mejor es que usemos un campo bastante amplio. Les mando “fotogramas” de la zona en cuestión a las 23h22min (desde Río Cuarto) con distintos campos. El último correspondería al campo obtenido a través de un teles.

En la zona en cuestión, el objeto más brillante, después de la luna, es saturno (mag 0.6). A Saturno lo podríamos considerar una estrella fija, dado que su ángulo de paralaje es muy pequeño: 0.1 seg de arco, mucho menos que lo que abarca un píxel de la cámara y por ende indetectable. Los que le siguen son: regulos (alfa leo) mag 1.35, eta leo mag 3.52 y rho leo mag 3.85. Un buen campo parece una foto que abarque estos tres objetos aproximadamente 18 grados de cielo de alto y ancho. Para que se den una idea es el campo que en mi cámara s consigue con 2x de zoom.

Como les decía, por un lado cuanto más aumentos usemos (más distancia focal) sería mejor a los efectos de medir sobre la foto. No obstante hay que tener en cuenta lo siguiente.

Como puede apreciarse en el fotograma que les mando con un campo de 1,5 grados (más o menos lo que yo logro con mi teles y un ocular de 25mm y la cámara acoplada afocalemente) las estrellas que quedan en el campo tienen magnitud por encima de 7.

Estas estrellas son fácilmente capturadas en una foto, pero hay que tener en cuanta que la luna se mueve respecto al fondo de estrellas a razón de 0.5 seg de arco por segundo. Nuevamente, en mi cámara (y esto no debe variar mucho dentro de las digicam) acoplada afocalmente al teles un píxel abarca aproximadamente 2 seg de arco. De modo que después de 5 segundos de exposición (y con el mejor guiado) la luna ya “saltaría” de un píxel a otro. Así lo que se ganaría por los aumentos se perdería por este motivo. En tanto que con la cámra con un poco de zoom, se pueden hacer exposiciones de 15seg tranquilamente.

Por estas consideraciones me parece que lo mejor son los campos amplios, con uno 2x de zoom aproximadamente.

Otra cuestión son los tiempos de exposición. Aquí, yo no tengo mucha idea ni experiencia. He leído en un libro de astrofotografía que cuando la luna se encuentra en la región de umbra no le llega luz solar directa, no obstante todavía le sigue llegando la luz solar que se refracta en la atmósfera terrestre. La cantidad de esta luz es imprevisible, depende del día el lugar. No obstante, pareciera que sobre la umbra podríamos darle mucha exposición. Cuando la luna este miti y miti penumbra-umbra es probable que la parte en penumbra se queme. Si alguien tiene experiencia con los eclipses lunares bienvenido sea su aporte.

No obstante el eclipse es largo y la idea es que sobre el momento podemos ir probando, distintos tiempos de exposición y acoplando la cámara al teles en una exposición corta de 4 o 5 seg (yo lo pienso hacer). Recuerden que lo importante es que salgan estrellas y respetar los tiempos, no todos tienen que captar las mismas estrellas.

Si les parece podemos comunicarnos por sms en aquel momento. El mio es:

(358)-4170209 .

Saludos.

[EstebanElFlaco]

todo perfecto, ahora una pregunta Fer... saco las fotos con la mejor resolucion no?

me sumo, mi celular esta abajo... saludos!

[Fernando Mazzone]

Hola Esteban. Si dale la mejor resolución. Habría que ver después como nos pasaremos las fotos sin que pierdan calidad.

Abrazos

[Ernesto]

Buenas, acá dejo mi celular: 0291-156480182; ya agendé los de Fernando y Esteban.

Abrazos.

P.D. ¿Aún no se aclaro el tema de cuántos seg. de exposición darle a las tomas, no?

[El Duo de Dos]

Gracias Ernesto, agendado el número.

Fijate que remitimos, como tema nuevo, una experincia concreta, hablamos de los tiempos de exposición usados en ese post. Si querés seguimos charlando en ese tema.