MATLAB和2017 Eclipse -第2部分:培训志愿者

发布的罗兰美国舒尔，2017年6月27日

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今天，我们的客座博主大卫·加里森(David Garrison)将继续他关于MathWorks参与2017年日食的系列文章。

第一部分:公民CATE实验
第二部分:培训志愿者
第3部分:为日食排练
第4部分:对Eclipse进行成像这是本系列的第1部分。

下面是本系列的第2部分。

内容

回顾第一部分

在第1部分在本系列中，我讨论了将于2017年8月21日发生的日全食，届时日全食路径将经过美国大陆。国家太阳观测站正在进行一项名为公民CATE实验．该项目将有志愿者团队沿着日全食的路径分布，在日食期间捕捉日冕的图像。这将为太阳天文学家提供前所未有的大量数据，他们可以利用这些数据来研究日冕动力学，试图了解日冕中的温度如何比太阳表面的温度高几个数量级。MathWorks是这个项目的赞助商之一，几名MathWorks员工是志愿者。

在这篇文章中，我将谈谈项目志愿者，他们将在日食当天使用的设备，以及志愿者团队是如何接受培训的。

项目志愿者

正如我提到的，公民CATE实验将使用分布在美国各地的望远镜舰队来观察和记录日食的数据。这些望远镜将由每个站点的一组志愿者操作。日食路径上的每个州都有一名协调员，负责组织本州的志愿者，确保他们拥有日食所需的设备和培训。日食路径上的州有俄勒冈州、爱达荷州、怀俄明州、内布拉斯加州、堪萨斯州、密苏里州、肯塔基州、田纳西州、北卡罗来纳州和南卡罗来纳州。

该项目的最初目标是招募60个志愿者团队。这些项目的资金将来自企业赞助商以及美国宇航局和国家科学基金会的拨款。目前，参赛队伍已达68支。这额外的8个团队都是自费的。

这是一个公民科学项目，所以大多数志愿者都是业余爱好者。志愿者中会有一些专业的天文学家——教授和博士生。其余的将是大学团体、高中、天文俱乐部和个人。例如，怀俄明州有11个站点，数量最多，其中有7个站点由当地高中的团队运营。怀俄明州也有一个网站，将由来自纽约的天文学俱乐部运营。

这个项目最棒的一点就是有对科学和技术感兴趣的年轻人参与进来。这里有一些年轻志愿者的照片。左边是Arianna Roberts, Harrison Roberts的女儿，Harrison Roberts是我们MathWorks的志愿者之一。哈里森和他的家人将在南卡罗来纳州的一个地点进行观察。右边是我和我的两个儿子，托马斯和威廉。我们将在田纳西州的一个地点进行观测。我们MathWorks的第三位志愿者是Andrei Ursache。安德烈和他的两个女儿埃琳娜和科瑞娜将在南卡罗来纳州的一个地点观察。

设备

每个公民CATE小组将在每个观测地点使用相同的设备。这将确保所有站点的数据可以结合起来，在日食穿越美国大陆时获得90分钟的全食图像。

望远镜:望远镜为80毫米折射望远镜，由晨星过滤器．这意味着望远镜的孔径为80毫米(约3.1英寸)。的孔径是衡量望远镜的光收集能力的指标。通常光圈越高越好——在观察昏暗物体时，光圈收集光线的能力越强。对于太阳天文学来说，80毫米口径的望远镜已经足够大了。一个折光式望远镜是一种用透镜聚焦光线的装置。另一种主要类型是a反射式望远镜它用镜子来聚焦光线。每台望远镜都将配备一个白光全孔径滤光片。只有在太阳完全日食时才能取下滤镜。

安装和驱动系统:望远镜安装在德国制造和捐赠的赤道架上Celestron．这种类型的支架的优点是，它可以跟随一个天体在天空中移动(由于地球的旋转)。支架上有两个马达，它们缓慢地移动望远镜，使目标在一段时间内保持在视野内。

摄像机:每台望远镜上都安装了相机，以便在全食期间捕捉到日食的图像。相机是点灰Grasshopper3 5.0 MP Mono USB3 Vision相机。这些相机是单色的，分辨率为2448 × 2028像素(约500万像素)。他们使用的是索尼IMX250 CMOS传感器。它们的最大帧率约为每秒75帧，曝光范围为0.006微秒至32秒。相机控制和图像捕捉将使用MathWorks图像采集工具箱完成。

软件:每位志愿者还将拥有一台笔记本电脑，可以运行用MATLAB和图像采集工具箱编写的应用程序。在日全食期间，相机将循环一系列不同的曝光时间。每个周期大约需要2秒。日食结束后，图像处理工具箱将用于从每个多次曝光周期创建高动态范围(HDR)图像。一个日全食持续2.5分钟的站点将获得大约75张HDR图像。

这是一张望远镜的照片，上面有相机。

培训志愿者

在4月和5月期间，州协调员为他们州的所有志愿者团队组织了培训。我们和其他10个志愿者团队一起参加了在田纳西科技大学的培训。

我们要学习的第一件事是如何组装三脚架、支架和望远镜。这包括安装电机，使望远镜能够跟踪太阳。然后我们学习了如何连接相机并将其连接到PC上捕捉图像。我们刚做完，就被告知要把所有东西都拆开，重新做一遍。培训师想确保我们真的学会了一切是如何运作的。

午饭后，我们把所有的设备带到外面，学习跟踪太阳和使用相机。令人惊讶的是，最难做的事情是“捕捉太阳”。这意味着将望远镜对准太阳。只要你在望远镜上装上一个白光滤光片，所有的东西都变黑了——太阳是唯一明亮到足以穿透滤光片的东西。所以你必须手动移动望远镜，直到太阳进入视野。一旦完成，望远镜支架上的马达就会跟踪太阳。

培训的最后一步是拆解所有东西并打包运输。我们把设备运回了马萨诸塞州这样我们就可以为日食练习了。我们会在日食前几天把它运回田纳西州。