ASTMON - Monitores de contaminación lumínica.

ASTMON (acrónimo del inglés que significa AllSky Transmision MONitor) es un nuevo instrumento desarrollado para la caracterización y medida de la contaminación lumínica (ver album de fotos). Consiste en un detector CCD (3500x2500 píxeles y 5.5micras) que lleva incorporado una rueda porta filtros de hasta 5 posiciones y un objetivo ojo de pez, que provee al instrumento de un campo de visión de 180 grados en todas las direcciones.

Puesto que ASTMON se encuentra instalado en el observatorio de Calar Alto (Almería), en el Parque Nacional de Doñana, y muy pronto se encontrará instalado en la Universidad complutense de Madrid, se convierte en un referente obligado para las medidas de contaminación lumínica.

Gracias los diferentes filtros incorporados, las medidas son realizadas en diferentes bandas espectrales las cuales han sido elegidas en el sistema fotométrico de Johnson, habitualmente utilizado en astronomía.

Puesto que son conocidos los brillos o magnitudes de las estrellas en dicho sistema fotométrico, es posible calibrar el brillo del fondo del cielo al compararlo con la magnitud de las estrellas. De esta manera, el resultado que se obtiene está referenciado siempre a un valor de cero instrumental, por lo que se pueden elaborar mapas de brillo superficial del cielo,  comparables entre diferentes lugares de observación. A pesar de ello, el sistema admite cualquier otro sistema fotométrico como sistema de medida y calibración puesto que los filtros son fácilmente intercambiables.

 

De esta manera, se puede establecer una correlación entre el valor del brillo superficial del cielo obtenido en un filtro y el tipo de lámpara que está provocando la contaminación estudiada.

El instrumento está diseñado como un todo, ya que contiene todo lo necesario para poder realizar las medidas. Tanto el ordenador como toda la electrónica de control están integrados en el mismo. El conjunto está preparado para soportar condiciones de intemperie, para lo cual, el instrumento está alojado en un cajón aislado térmicamente y con diversos mecanismos de ventilación para controlar la temperatura dentro del habitáculo.

El proceso de medida es completamente automático y no precisa de ningún operador humano, siempre y cuando se trate de estaciones fijas. Las estaciones móviles tan solo requieren una puesta en estación por parte de un operador, siendo el resto de los procesos igualmente automáticos. Esta instrumento realiza todas las tareas necesarias para obtener una medida del brillo superficial del cielo (y por tanto medida de la contaminación lumínica) sin necesidad de tener conocimientos previos en procesado de imágenes astronómicas.

El sistema comienza automáticamente las medidas al atardecer cuando da lugar el comienzo de la noche astronómica. En este punto, el programa ordena la puesta en funcionamiento de todas las corrientes y procesos electrónicos e informáticos tal que al final se obtenga una imagen directa del cielo en un filtro dado. Una vez que la imagen es pre-procesada por software con el objeto de eliminar ruido y diferencias de sensibilidad a lo largo de la misma, éste procede con la medida del flujo del fondo de cielo para todas las direcciones del cielo. Con esta información se genera una imagen donde el valor de cada pixel contiene el valor del brillo superficial en esa dirección del cielo ya expresado en unidades de  magnitudes estelares por segundo de arco cuadrado. En este paso se aplican los algoritmos clásicos habitualmente utilizados en la astronomía profesional. El proceso se repite ininterrumpidamente con todos los filtros presentes en la rueda porta filtros.

Complementariamente, el programa es capaz de identificar automáticametne las estrellas del campo de visión. Este proceso lo realiza al proyectar las coordenadas esféricas conocidas de las estrellas sobre la imagen directa obtenida por la CCD. ASTMON puede por tanto medir el flujo de cada estrella y compararlo con el valor teórico de la misma pudiendo por tanto medir la extinción atmosférica en cada dirección donde haya una estrella. Esto es de vital importancia para la astronomía profesional o física de la atmósfera. Actualmente tampoco hay ningún sistema que pueda medir la extinción estelar en un campo de visión tan grande.

 

Así mismo, y como consecuencia de la identificación de las estrellas del campo de visión, el sistema obtiene un mapa de cobertura de nubes, pudiendo ser utilizado secundariamente como sensor de nubes. El programa de control divide el área del cielo en diferentes sectores los cuales son representados con un código de colores indicando el tanto por cierto de estrellas visibles en cada sector, entendido como el número de estrellas visibles en ese instante dividido entre el número de estrellas que deberían de verse en esa zona.

Cuando llega el final de la noche astronómica, el programa detiene todos procesos de medida, y apaga todos los dispositivos quedando en hibernación hasta que de nuevo  el comienzo de la siguiente noche astronómica, en que se repite todo desde el principio.

Todos los datos generados son almacenados en el disco duro del ordenador de control.

El sistema es orientado con respecto a las estrellas siempre de la misma manera a través de un sistema compuesto por una brújula, un nivel ojo de buey y una rutina del programa. Esto permite comparar espacialmente todos los resultados obtenidos a lo largo del tiempo o relacionarlos con las distintas ubicaciones geográficas.