La capture des bolides

 

Observatoire de Fontenay le Marmion.

J'ai en cours d'achèvement une nouvelle station avec une caméra plus sensible (0.0003 lux). Elle est pointée vers le SUD-EST pour croiser d'autres caméras vers la région parisienne. Le but étant de trianguler des trajectoires pour en déterminer l'origine et le point de chute éventuel. Comme elle est placée dans le jardin, j'ai creusé une tranchée de 12 m pour enterrer les fils d'alimentation et la vidéo. Par sécurité j'ai acheté un boitier de surveillance en aluminium 220v et installé une ligne 24v isolée. Cela oblige de cabler deux transfos, un 220v - 24v au départ et un 24v - 220v à l'arrivée.

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Pour ne faire fonctionner la caméra que pendant la nuit, j'utilise un arduino qui lit un GPS, détermine le sunset et sunrise et commande un relais pour mettre en route l'alimentation de la caméra. C'est le système programmé par Stéphane Jouin qui marche parfaitement. J'ai seulement ajouté un afficheur deux lignes. L'afficheur donne le sunrise et le sunset, en dessous l'heure et le nombre de satellites détectés. Il alterne toutes les 12 secondes avec un autre affichage qui donne la date, la latitude et la longitude. Il sera ajouté un détecteur de pluie en test qui coupera la caméra lors d'averses.

A gauche l'arduino alimenté par l'USB du PC commande l'afficheur deux lignes en façade et le relais à droite.

Une fois l'heure du coucher du soleil détectée, le relais est enclenché et connecte l'arrivée 220v qui alimente le transfo au centre. Une sortie 24v alimente la ligne entérée qui va à la caméra.

Par sécurité lors d'interventions sur la caméra, un interrupteur en façade coupe le secteur.

 

Pour la ligne entérée j'utilise du cable et des connecteurs pour les paraboles TV. Le pilone de la caméra sert à fixer les paraboles.

Les vidéos de météores capturées sont ensuite envoyées vers BOAM, dont je suis un des programmeurs avec Tioga et Stéphane. C'est une base de données qui regroupe une dizaine de stations en France. L'intérêt est de constater des observations communes et d'échanger nos détections pour en affiner les trajectoires. A l'heure où vient de se créer le réseau professionnel Fripon avec lequel nous espérons des échanges si nos caméras font des détections communes, les amateurs qui souhaitent poster leurs détections peuvent nous rejoindre sur BOAM. Plus nous serons nombreux et plus nos chances de croiser des détections seront grandes.

Voici une vidéo d'un bolide filmé le 23/12/2013 à 03:14:13 TU.

 

Détections sur 1 mois
Multidétections
Voici l'ensemble des détections du mois de décembre 2013, soit 313 météores. Les météores sont détectés à 100 km de haut environ. La portée horizontale s'étend jusqu'à 270 km environ.

L'intérêt de partager les détections sur BOAM est de faire les mêmes détections à plusieurs. J'ai eu la chance le 10/12/2013 de faire un triplé avec BOL (577 km) et NWART2 (483 km).

La carte des utilisateurs de la base BOAM est visible ici.

La capture des bolides par la méthode photographique ou radio commence tout juste à se développer dans le monde amateur en France et il reste encore des régions vierges, donc avis aux amateurs !

Le logiciel de capture des météores est UFOCapture de Sonotaco dont on peut trouver ici le mode d'emploi en français. Le lire attentivement avant de choisir une carte de numérisation et de paramétrer le logiciel. Ce logiciel est cher (105.00 €) mais il est sans concurence et possède des fonctions de filtrages évitant d'enregistrer les avions, les oiseaux les insectes. Seuls les rayons cosmiques laissent une trace . On peut télécharger une version complète valable 30 jours pour se familiariser avec le logiciel. Il existe une version gratuite très basique et sans filtre qui peut suffire, et on retrouvera alors tout le bestiaire du ciel !
Les deux image au dessus sont tracées par UFOAnalyseur (gratuit) qui reprend les détections d'UFOCapture et détermine de quel essaim ils viennent et UFOorbit qui croise les multidétections

Quelques sites à visiter :

http://marcodechaligny.free.fr/page_astro/All_Sky_Cam04.html
Station All Sky Camera de Cérilly
http://www.jouin.eu/
Station de Toinou

la caméra se trouve chez securitec

Mon ancienne station :

Le losange encadré d'orange correspond au champ de la caméra à 30 km et le rouge à 100 km d'altitude. En haut délimité en jaune le champ de la caméra de Stéphane Jouin, situé à May sur Orne à quelques kilomètres. L'observatoire de Savigny-le-Temple est délimité en bleu clair. Le recoupement de nos observations permettront de déterminer la trajectoire du bolide par triangulation.

Les artefacs :

Vous savez ce sont ces trucs bizarres pas vraiment identifiés qui apparaissent dans les images (un vaisseau de poulpes géants poussé par un hyperdrive venu envahir nos océans par exemple... )
Plus sérieusement, la plupart du temps il s'agit soit de rayons cosmiques (au moins un par nuit qu'on identifie facilement car ils apparaissent sur une seule image) ou de parasites électriques (démarrage d'appareils ). Il y a une documentation très intéressante dans la documentation de Sonotaco sur des phénomènes d'orage assez rares. Ces phénomènes sont très brefs, visibles sur une seule image et sont donc quasi invisibles à l'oeil nu.

Autres solutions à envisager

Attention aux caméras notées jour/nuit. Leur sensibilité est très élevée mais c'est au détriment de la vitesse. Elles font la sommation de plusieurs vues pour avoir cette sensibilité. Voici un test d'une de ces caméras très courantes aujourd'hui.

Test préliminaire sur la Vision WC57WD.

Rappelons d'abord que la caméra est une caméra de surveillance avec un mode nuit amélioré, ce n'est pas une caméra pensée pour l'astronomie.
La caméra en mode couleur donne une belle image avec un rendu des couleurs plutôt agréable bien qu'un peu clair. La qualité est nettement supérieure à une webcam et la lumière est bien maitrisée sur toute l'image y compris sur le grand angle de 2.8 mm F1.4. La transition en mode N&B donne effectivement un surcroit de lumière et l'on voit à l'image le passage des filtres devant le CCD (on peut heureusement fixer le mode N&B ou couleur). Il y a de nombreuses options paramétrables à travers un menu qui s'affiche dans l'image. On peut commander à distance la caméra par une liaison RS485. Ainsi (entre autres) il est possible d'activer l'AGC, la vitesse d'obturation, et le temps d'intégration du CCD (le shutter lent). Il s'agit d'un temps d'obturation inférieur à 1/50e de seconde. La caméra mémorise plusieurs trames ce qui se traduit par des sacades à l'image mais qui permet de capturer plus de lumière. C'est donc de là que vient l'indication d'une très grande sensiblité du CCD. Sur le ciel en mode shutter lent elle est plus sensible que des caméras très sensibles, on pouvait s'y attendre, mais c'est au détriment du nombre de trames enregistrées. Elle semble toutefois plus bruitée. Le nombre de points chauds est par contre assez catastrophique et il faudra traiter les vidéos avant de les utiliser.

Voici rapidement quelques images tests.

Ces images sont générées par UFOCapture. Le but est de montrer la trace d'un bolide sur toutes les images enregistrées. L'image n'est donc pas augmentée en dynamique et ne montre pas plus de détails que sur une seule image du film. Les images sont simplement moyennées. J'ai redimensionné les images. Ici les vues sont en mode grand angle 2.8 mm F1.4 ce qui est le cas le plus défavorable.

AGC Low, pose 3 sec. (1/50e * 160)
Durée de la vidéo 6 sec moyennées en une seule image.
Image dans le noir (avec le capuchon sur l'objectif). On remarque en bas à droite la luminescence de l'ampli de sortie du CCD. Tous les points blancs sont des pixels chauds et ils apparaissent avec un défaut, entre parenthèses. Le grain est assez marqué.

AGC Off, pose 3 sec. (1/50e * 160)
Durée de la vidéo 6 sec moyennées en une seule image.
Même conditions mais sans l'AGC. Les défauts sont nettement moins marqués.
Ce sont ces réglages que j'ai conservé.

 

Film de 6 secondes moyenné en une seule image équivalent à une seule pose de 3 sec.
Remarquez qu'on retrouve les points chauds et la luminescence du CCD , une simple soustraction d'image permet d'y remédier. A gauche sur le pignon ce n'est pas une fenêtre mais son reflet ! La magnitude 5.5 est atteinte sur cette vue où l'on voit Saturne sous le Lion et Regulus.

Film de 6 secondes moyenné en une seule image. A droite passage d'un avion. On voit bien la trajectoire hachée par tranche de 1,8 secondes. En haut à gauche un satellite qui apparait en pointillé. Il est curieux que les tracés soient décalés.

 

Image couleur au couchant. Les nuages sont bien reproduits avec nuances.
Dans la réalité les arbres étaient moins sombres, le controle est assez sommaire.
Dans une pièce les couleurs sont bien reproduites. je n'ai toutefois pas fait beaucoup d'essais en mode couleur.

Image plein format traitée avec Iris. 160 images ont été ajoutées et moyennées puis le dark a été soustrait. On atteind la magnitude 6. Les pixels chauds apparaissent en noir après soustraction et le bruit de l'amplificateur de sortie a complètement disparu.

Je dirais en conclusion que cette caméra offre des performances assez remarquables sans aucun refroidissement. En utilisant un traitement d'images (Iris par exemple) il est possible d'augmenter la dynamique depuis le film enregistré et de soustraire le dark et ses défauts. On peut à moindre frais accéder au traitement d'images en astronomie.