三体問題研究用アプレット

日付： 2007-05-12 19:13:00

鴨方町の国立天文台

　2002/8/24

　今日は隣の鴨方町の国立天文台の一般公開日だ。去年は抽選で当たった人しか入れなかったが、今年は抽選がないので出かけてみることにした。

　敷地内はのどかだ。白ゆりが所々に咲いている。今日は人がいるが、普段はもっとのどかなのだろう。

　先着60名様だけ１８８センチ望遠鏡の鏡を見せてくれるというので並んだ。私は３８番だった。

　で、これがその鏡。率直な感想．．．意外と小さい。右隅に写る人影は私だ。見学は30人くらいずつドームの回転部分に乗せて動かし、水平に向いた望遠鏡を覗かせるという方法だ。結構面白かった。

　望遠鏡と解説のおじさん。「クイズラリーの答えは１．７トンですよー」と答えをばらしていた。

　こちらは隣のドームにある９１センチ望遠鏡。１８８センチもそうだが、だいぶ年季が入っている。

日付： 2002-08-24 00:00:00

三体問題研究用アプレットの使い方

３体問題とは．．．

2つの星の軌道を計算するのは簡単。でも星が３つ以上になると、とても計算が面倒になるという問題（だったかな）。

でもパソコンが普及したので、面倒な計算も簡単にできるようになりました。そこでこのアプレットを作ってみたわけ。三つの星たちが描く不思議な軌道をお楽しみください。

○アプレットの超簡単な使い方。

0　アプレットを開きます

１　シナリオボタンを押して実行したいシナリオを選びます。

２　開始ボタンを押して計算を開始します。

３　計算をはじめると、キャンバスに星の軌道が描き出されます。

４　終了ボタンを押すと、計算終了

５　星のパラメータを少し変えて再実行すると、軌道が意外な方向に変わるかもしれません。いろいろ試してみてください。

○アプレット各部品の説明

１　キャンバス

　　計算をはじめると、ここに星の軌道が描かれます。

　　キャンバスの座標は中心が(0,0)。

　　上下方向はｙ座標で、上がマイナス。上下端の座標はそれぞれ-400､+400です。

　　左右方向はｘ座標で、右がプラス。左右端の座標はそれぞれ、-400､+400です。

２　開始ボタン

　　これを押すと”５パラメータ”のデータを使って計算をはじめます。

３　終了ボタン

　　計算を終了させます。

４　クリアボタン

　　キャンバスに描かれる軌道を消しますごちゃごちゃして見づらくなったときに使います。

５　パラメータ

　　３つの星のデータを入れる欄。

　　上から１，２，３行目がそれぞれ星１，２，３のデータになります。

　　X座標：星のX方向の座標を指定します。

　　Y座標：星のY方向の座標を指定します。

　　重量　：星の重さを指定します。

　　X速度：星のX方向の速度を指定します。

　　Y速度：星のY方向の速度を指定します。

　　いずれの欄も半角数字を入力してください。数字以外の文字が入っていると、開始ボタンを押しても計算が始まりません。

６　中心星

　　ほおっておくと、星たちはキャンバスの外へ逃げていってしまいます。そこで、この欄に星の番号、1〜3を入れると、その星が、常にキャンバスの中心になるよう配置されます。軽い星を指定すると、かなり面白い軌道が描かれます。

７　軸星

　　中心星が指定されているときだけ有効。1〜3の星番号を入れます。指定された星は常に中心星の右側になるように描かれます。

　　星同士の位置関係を見たいときに指定します。

８　シナリオボタン

　　あらかじめ登録してあるパラメータを呼び出します。

９　シナリオ説明ボックス

　　シナリオの説明が入ります。

○アプレットの使い方

１　パラメータを入力する

　　3つの星のパラメータを入力します。入力する文字は半角英数字です。スペースも入れてはだめ。シナリオの数値を参考に書きかえるとよろしいでしょう。パラメータの保存はできません。

２　計算する

　　開始ボタンを押して、計算をはじめます。キャンバスに軌道が描かれはじめます。

３　計算終了

　　頃合いを見て終了ボタンを押し、終了します。

４　必要に応じて．．．

　　中心星、軸星を指定します。これも半角英数字で入力してください。

日付： 2001-07-07 21:55:00

惑星早見盤

惑星早見盤

　このアプレットは時刻と観測緯度/経度から恒星と太陽、月惑星の位置を計算して表示するものです。

　恒星のＤＡＴＡはＳＡＯ星表から持ってきています。太陽、月、惑星の位置計算方法は「新こよみ便利帳」という本の方法を使わせてもらっています。ＤＡＴＡが古いのですが、そこそこの精度が出ています。でも．．．このアプレット、もしかしたらバグがあるかもしれないので、重要な観測をされるときはこの計算結果を信用しないでください。

使い方

下のアプレットのテキストボックス内に観測したい日時と場所を入力して、「表示」ボタンを押します。

現在、緯度によっては地平線が乱れるバグがあります。

日付： 2001-06-17 09:00:00

ラインCCDを用いた走査式天体カメラ

　このカメラは、バーコードリーダーなどに使う1次元ＣＣＤを用いて天体写真を撮るものです。一応試写にも成功しています。あまり意味はありませんが(^_^;;特許も出願してみました。
　詳しい撮影方法は他のページに書いてあります。

　普通のＣＣＤカメラに比べて、はるかに画素数が少ないので、電子回路も簡単で、比較的簡単に作れます（といっても大変でしたけどね）。

○試作０号機

　アイデアは思い付いたけど、実際に撮影できなければ意味がない。そんなわけで、作ってみました。しかし．．．全く動かない(T_T)。原因は不明。しかし、このころ電子工作歴ほとんど０だった私、いろいろ勉強にはなりました。

　左：０号機の表側。基板左にあるＩＣがＣＣＤセンサ。右：０号機の裏側。緑色のものがＣＣＤを制御するためのマイクロコンピュータ。

○試作１号機

　０号機の失敗を生かして設計しました。動くことの確認を目標にし、構造はできうる限りシンプルにしました。ＣＣＤも制御信号が簡単なものを選定。やっと動きました。試写にも成功（ピンぼけだけど）。

　１号機の写真。市販のマイコンキットにいくつかのＩＣとＣＣＤセンサを取り付けただけ。試写は基板の上に右に写っている治具を載せ、その上にレンズを載せて撮影しました。

　で、試写結果がこれ。星の写った部分を拡大しています。全体画像はなくしちゃいました。四角１つ１つがＣＣＤの１ピクセルに当たります。

　楕円型のものが星。多分アルデバランという名前の星です。かなりピンぼけでした。やはり上のような治具じゃうまくピント、合わないですね。

○試作２号

　成功に気をよくした私。もう一つ今度は実用に近いものを作ることにしました。まず、１号機に使ったＣＣＤはピクセル数が少ないので、倍の数のＣＣＤを使うことにしました。また、ピント合わせができるように、きちんとした筐体に収めることにしました。

　ＣＣＤは前回と違い、制御信号が複雑なうえ、駆動電圧も違うので、回路がかなり複雑になりました。そこでマイクロコンピュータ２台を使って動かすことにしました。で、動かしてみると．．．なぜか、なかなかうまく行かない(T_T)。で、止めちゃいました。

　最近になって回路に致命的な欠陥があることに気付きました。

２号機。今一つの結果でした。

○今後は．．．

　懲りずにまた作ろうと思ってはいます。でも、時間がなくて．．．。３号機はきちんとしたカメラ筐体を作ろうと思っています。金属を機械加工に出したりしてね。

日付： 2001-06-17 09:00:00

インターネット上から望遠鏡を操作する原理

　ここで私のところの望遠鏡をインターネット上からいかに動かすのかを説明します。自前のサーバーを持っていないので、プロバイダのサーバーを中継ぎにする、ちょっとややこしい方法です。

１　私のパソコンは．．．

　　常時接続環境にあって、一定時間間隔でサーバーに最新の星図ＤＡＴＡ等を発送しています。

2　あなたがアプレットを開く

　　あなたがアプレットのあるページを開くと、自動的にアプレットや星図DATAがあなたのパソコンに送信され、開かれます。（普通そうですね(^_^;;　）

３　あなたがDATAを発送する

　　あなたがアプレットにＤＡＴＡを記入して発送ボタンを押すと、記入したＤＡＴＡ（撮影位置、ハンドルネームなど）がサーバーに送られて保存されます。

４　私のパソコンがＤＡＴＡを取り込む

　　私のパソコンは定期的にサーバー上の保存されているDATAを読み込み、新しいDATAがあれば取り込みます。

５　望遠鏡を動かす

　　私のパソコンは望遠鏡に命令を出して、DATAの指定する撮影を行わせ、画像を取り込みます。

６　画像を発送

　　私のパソコンは取り込んだ画像をあなたに送り返します。

　　このあたりはまだ作ってません。

日付： 2001-06-17 09:00:00

インターネット天文台

○現在の状況　2001/1/31

望遠鏡、一応動くようになりました。でも単身赴任先のアパートに置いてあるので、 まだ星に向けたことがありません。細かな微調整もまだ。 実際に観測できるまでにはもうしばらく時間がかかりそうです。

組み立てた状態。赤道儀は市販のものを流用してます。

上から見た状態。左の木箱の中にＣＣＤの駆動回路を入れてます。 右側の金属筒がカメラ本体。キットをアメリカから購入しました。

前から見たところ。「望遠鏡」と言っても実際はカメラ用の望遠レンズをつかってます(^_^;;。

○困っていること

天文用のCCDカメラは一般用と違い、冷却する必要があります。 そこでペルチェ素子と呼ばれるものをCCDに付けて冷却するのですが、 困ったことに大量の電流を流す必要があります。何と7A/12V。 こんな電源どうやって作れば良いのやら．．．ただいま思案中。

○パソコンで望遠鏡を動かす方法

いくつか方法はあると思いますが、一番簡単なマイコンを使う方法を採用しました。 モーターの制御はマイコンが行い、マイコンはパソコンに制御されます。 パソコンとマイコンはシリアルケーブル(RS232C)で通信します。 マイコンはモーター制御用に2個、つい信用に1個使いました。 ちなみにマイコンは1個350円くらいで買えます。

○観測用のページ

どなたでも観測できるようにJAVAアプレットを使った観測用ページを作ってみました。 左の大きな画面が現在観測可能な範囲。恒星や星雲星団、変光星などが描かれています 。観測したいところをクリックすると右側の上に観測目標の緯度と軽度が出ます。 下の蘭に必要事項を記入して送信ボタンを押すと天文台にデータが発送されます。 観測した画像はメールで送付されるか右下の四角内に表示されます。

○インターネット天文台の実現方法

　インターネットで天体観測するには、下記のような方法で行います。

　　１観測者からから観測したい目標のデータを受け取る。

　　２位置データをデータベースに格納する。

　　３現在望遠鏡の向いている位置から一番近い観測目標を検索する。

　　４望遠鏡を動かす。

　　５撮影を行い、画像を保存する。

　　６画像を観測者に送る。

○ファーストライト

観測に必要なCCDカメラ、自作していましたが、最近やっと撮像に成功しました。 （下の画像）画面下に写っているのが部屋の常夜灯(^^;)です。 上に出ている細長いものは漏れてきた光（多分)。色は識別しやすいように適当に付けてます。

日付： 2001-02-01 09:00:00