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sábado, 8 de octubre de 2011

#4.- Un poquito sobre el software

"Si un oyente asiente con la cabeza cuando estás explicando tu programa, despiértale."
Perlis.

Soy un aficionado a la astronomía que nunca pone el ojo en el telescopio, si no es para sincronizar la montura al principio de la noche. Y eso solo por el buscador, porque que los dos tubos están cerrados por las cámaras CCD. Una principal y otra para guiado.

Por cada uno al que le pueda parecer esto que digo una barbaridad, seguramente habrá otro que esté de acuerdo conmigo. Como decía mi paisana la Faraona: "Lo mismo me da una cosa que la otra. A mí me es inverosímil". Yo también estoy dispuesto a dar la razón a los dos, por diferentes que sean, pero tengo solo un punto de vista y lo tengo fijo en la pantalla del ordenador, mirando solo a través de las cámaras. La cámara es el mejor invento que he tenido, porque no solo permite ver mas cosas que con el ojo a simple vista, sino que permite medir. Creo que sin la posibilidad de medir lo que se ve por el tubo, yo ya hace tiempo que me habría aburrido de esto. Hay gente a la que le gusta medir, y gente que prefiere no hacerlo. Pero de los que son como yo, ha habido siempre. De hecho, cuando en la edad de piedra se pusieron los megalitos de Stonehenge, los astrónomos de entonces ya estaban midiendo. Y si no, ¿por qué Stonehenge está orientado según la linea de los equinocios?. El resto de cosas que se le atribuyen quizás sea exagerar un poco rebuscando, pero la orientación es incontestable.  Otra cosa es la interpretación que hicieran aquellos señores de los datos que iban acumulando. A veces servían para predecir el resultado de una batalla, o para adivinar como sería el reinado de un príncipe recién nacido. Error. Otras, para determinar la época de siembra o de recolección, cuándo salir a pescar o para anticiparse a las migraciones de los rebaños de animales salvajes. Acierto, ¿no?. 

Pero el que se basa en la información que puede sacar de los ficheros "fits" que va guardando no tiene mas remedio que enredarse con software. Esto puede ser terrible. Por una parte, porque el software es como una caja negra, que le metes unos números por la parte de entrada y te devuelve otros por el de salida. Lo que nunca vemos es lo que ha pasado dentro. Y esto tiene un poco de peligro.

Tiene peligro, es cierto, pero no hay que preocuparse en todos los casos, por ejemplo, mi montura la mueve un programa en el PC conectado a la electrónica y a los motores. Yo le digo que apunte a cierta posición determinada por unas coordenadas de ascensión recta y declaración. El telescopio se mueve durante unos momentos y después, se para. La cantidad de cosas que ha hecho el programa en ese tiempo habrán sido muchas y mas o menos complicadas, pero en este caso, puedo desconocerlas y quedarme tan tranquilo. Yo voy a saber mas tarde si lo ha hecho bien o mal, y no habrán consecuencias graves si no se ha parado donde se espera, siempre que estemos atentos a eso.

En otros casos conviene, aunque no siempre es posible, intentar averiguar cómo el programa trata los datos, en qué se basan sus algoritmos, y eso en astronomía significa invariablemente vérselas con las matemáticas, y habrá quien lo lleve mejor y quien no lo lleve en absoluto. En fin, si usted usa software para practicar su afición ya sabe de lo que estoy hablando. Para qué seguir. Por ejemplo, si estamos usando filtros para fotometría y queremos transformar los resultados a una escala estándar, dudo que lo consigamos si no tenemos alguna idea de lo que estamos haciendo.

El software en mi caso es muy necesario y hay que estar ágil con su manejo. Si han pasado seis meses desde que calculé el momento del mínimo de una binaria eclipsante, es posible que me vea repasando el manual de nuevo. Como esto sucederá seguramente al día siguiente de las observaciones, no habrá mas problema porque es de día, con tiempo y si no es hoy pues lo haremos mañana, no hay que olvidar que estamos hablando de un hobby. Si el problema lo tengo con el programa de control de la cámara guía, es de noche, hace frío y estoy incómodo, quiero registrar un fenómeno que sucederá a una hora y ya se está echando el tiempo encima, entonces la cosa pinta de otro modo. Debería estar pasándolo bien, y lo que tengo es un disgusto.

En mi caso, lo que me salva un poco es la planificación. Nunca salgo a observar sin haber planificado antes lo que voy a hacer cuando esté arriba. No es pasarlo mal, sino lo contrario, permite pasar tiempo con la astronomía durante los ratos libres del día, se puede tener prevista una sesión con varios días de antelación, por ejemplo, levantandote temprano durante la semana, no tendrás telescopio seguramente, pero se puede ir pensando, anotando y planificando lo que voy a hacer el fin de semana que viene. Me gusta entretenerme de ese modo. Por cierto, planificar puede ser necesario, pero nunca es suficiente. El fin de semana se nubla y ya puedes empezar de nuevo. Pero se entretiene uno.

Después de mi primer fracaso con el buscador de estrellas de cartón y plástico, yo uso un programa de planetario digital, Skymap. Los hay que son fenómenos, y serán mucho mejores, pero soy un forofo de este programa desde hace, ya ni me acuerdo. Con esto sé donde va a estar la luna cuando quiero observar algo, y que no me la vaya a encontrar en la cara, o sabré si el mínimo de una eclipsante se va a producir detrás de la antena de la tele de mi vecino, o en un sitio que no encuentre estorbo. Tengo una chimenea de una fábrica no muy cerca, pero de noche, cuando no se ve el humo, he estado observado en esa dirección, guardando cantidad de imágenes, y he tenido que tirar todo al día siguiente, porque lo único que te dicen los resultados es: -Nada tiene sentido. Hasta que no caí en la cuenta de lo que pasaba, me creí el mas torpe de este mundo. Este programita que yo creo que se ha quedado antiguo, y no sé si ya se actualiza, es mi mejor herramienta. No necesito mas, incluso, se conecta con el driver ASCOM del gémini. Click en el sitio, botón derecho, go to, y lo clavas. Debería dejar de sorprenderme, pero no.

Para la captura de imagenes uso AstroArt. Maneja muy bien las dos cámaras al mismo tiempo, y le tengo cogido el truco a los scripts. Son programitas en Basic, con instrucciones específicas para mover la montura, empezar una exposición, cambiar un filtro, etc. Con esto, cuando hago series largas en variables, a veces me voy, veo una película, en los intermedios subo a ver cómo va la cosa y poco mas. Atención al cambio por la meridiana, que mi montura es ecuatorial... no hay mas. Cuando hace frío, mis orejas, y la punta de mi nariz, a gran distancia de mi cara, me lo agradecen.

Para procesar series fotométricas uso Canopus/Photored. Es un programa muy sólido, está pensado para fotometría y astrometría de asteroides, pero va fenómeno para variables. El programa es duro, tiene muchas opciones, y puedes cometer un error que te dé los resultados equivocados, y en este caso no lo sabrás si el error no salta a la vista, pero una vez que aprendes a usarlo te gusta.

Para estrellas dobles tengo Reduc, de Florent Losse, que entrega su autor gratuitamente si se lo solicitas. Va fenómeno y es muy fiable. Está hecho por una persona que sobre todo está inflado de medir dobles, no echarás nada de menos. Yo había gastado un montón de horas haciendome mis rutinas con macros de excel y cuando ya me funcionaban encontré esto. Tiré lo que tenía hecho, pero con mucho gusto.

Con todo, hay necesidades que sigo sin cubrir suficientemente bien, sobre todo relacionadas con la planificación de las sesiones. Y hay un caso de un programa muy bueno que tiene publicado el GEA (Grup d'estudis astronomics) pero no me funciona en mi máquina, que rueda sobre windows 7. Se trata de AVE (Análisis de Variabilidad Estelar), vea tambien esto, y se trata de una herramienta para calcular el ToM, hora exacta en que se produce el mínimo de un eclipse para una estrella binaria eclipsante. Aplica el método de Kwee & van Voerden, un algoritmo muy sencillo pero muy inteligente para encontrarlo sin mirar las observaciones en el vértice de la curva, sino la forma de las dos ramas descendente y ascendente, formadas normalmente por una nube de puntos debidos a los errores en las medidas. Me encantaría explicar aquí la lógica de este procedimiento pero nos vamos a ir muy lejos. Como el algoritmo no es muy difícil, lo podemos encontrar aquí, me hice mi programa en Java, que me funciona muy bien (el mérito es del algoritmo, no del programador) y ya corre en mi sistema operativo.

Si alguien tuviese el mismo problema, dejadme un mensajito, y puedo enviárselo (cero €). Los datos los guardo en la base de datos del servidor WampServer, de Romain Bourdon (romain@romainbourdon.com) y se descarga desde su página. Funciona con Apache, PHP, MySQL y no se cuantas cosas mas, pero también puede funcionar sobre un fichero de texto que tuviese los datos de hora y magnitud en dos columnas y se prepara en un momento.

Dos ejemplitos del aspecto de este programa mostrando la solución (las magnitudes son instrumentales):




Para planificar las observaciones de estrellas variables eclipsantes me encontré un problema. Si lo que quería era trazar una curva de luz completa, entonces es mas sencillo, porque escoges una estrella y hay que ir solapando trozos de curva y al final es mas difícil, vale, hay que estar despierto cuando solo te falta un trocito que sucede a las dos de la tarde o a las cuatro de la madrugada. Pero eso se lo organiza uno sin necesidad de muchas complicaciones. Sin embargo si lo que buscamos es el ToM, y, digamos, tengo cuatro horas esta noche para observar entre las once y las tres. ¿donde miro?. Me hace falta saber las estrellas que tienen un mínimo previsto entre esas horas, mas menos un 20% del periodo comprendido en ese tiempo también, y que ese mínimo no sea de magnitud 18 porque no lo voy a ver, y que la altura a que se produce no esté por debajo de 30º porque tengo casas alrededor (y porque es buena costumbre hacer fotometría siempre por encima de esa altura), y que seleccione estrellas digamos, solo del tipo EA y EW en la constelación de Hércules, y con periodo inferior a un día, yo que sé, por ejemplo.

Lo que está claro es que si tengo algo que me contesta a estas preguntas, y me las presenta de forma gráfica, con la trayectoria de las estrellas candidatas sobre un gráfico con la hora en ordenadas y la altura en abcisas, el tema se resuelve y en ese tiempo meto casi seguro dos o tres estrellas a observar con datos suficientes para obtener el ToM con suficiente confianza.

Aquí lo importante es de donde sacamos los datos. Hay dos fuentes, una por supuesto, el General Catalogue of Variable Stars GCVS, que tiene su pagina aquí, y el Mt. Suhora Astronomical Obeservatory, del Cracow Pedagogical University, mira aquí su página. Este último proporciona predicciones de mínimos para bastantes estrellas y no siempre coincide con el GCVS. No soy nadie para hacer crítica o recomendaciones, pero a mí me da datos mas precisos Mt. Suhora que GCVS, lo que pasa es que hay estrellas que cubren los dos, y otras que solo encuentras con datos en uno solo de ellos.

Los dos dan ficheros para descargar. Por tanto, gracias. Ya los tengo. El resto es programación sencilla aunque un poco pesada para quien dejó de programar hace bastantes años (¡que tiempos!). Tambien me hicieron falta formulitas que saqué de páginas de internet que ya ni me acuerdo, pero hay que ver cuánta información hay por ahí suelta. Cuidado donde miramos, porque a veces te dan un terminito equivocado o un signo cambiado y te tienen horas y horas rascándote la cabeza. Lo que recomiendo a quien quiera hacerse rutinas para astronomía es el libro Astronomical Algoritms, de Jean Meeus (inglés). No sé cómo me llegó a mí porque hace muchísimo tiempo. Creo que es difícil, pero se encuentra.

Al final, lo tengo hecho. Seleccionas los criterios de filtrado en esta página:


y aprietas el botón "Filtra". Ya tienes todas las estrellas que cumplen los criterios. Luego clicas "Pasos" y te da los que vas a tener encima de la cabeza entre las horas dadas y sobre la altura dada. Eso se fija en otra ventana con el boton "Setup", junto con el desfase horario para la UT, y otras preferencias.

Si pulsamos "Detalles" con una estrella seleccionada, nos da la información de los catálogos, No toda, solo esta:


En azul si hay datos del GCVS y en rojo si los hay de Mt. Suhora. Ya solo queda clicar en el botón gráfica y me da lo que buscaba:



He seleccionado cuatro estrellas, en azul, de manera que en cuanto termino con una estrella puedo empezar enseguida con la otra. Si tengo dos candidatas, me puedo ir a la mas alta, que veré con menos masa de aire. Los puntos verdes están en las coordenadas de hora y altura del momento del mínimo. El punto amarillo es el momento en que habría que empezar a observar cada estrella para pillar un porcentaje de la curva de luz fijado previamente en "Setup", y distribuido alrededor del mínimo. El punto rojo marca el final de la observación. Las lineas rosas son las trayectorias de cada estrella por el cielo. He usado lineas rectas porque de verdad, no me merece la pena refrescarme otra vez las curvas cónicas para esto. Me basta con esta aproximación. Las trayectorias se quiebran en el ToM, y en el paso por la meridiana, si hay. Si no, será una línea siempre ascendente si la estrella la vas a encontrar al Este, o descendente si la tendrás todo el tiempo por el Oeste. Por cierto también tendrás que dar en "Setup" tu latitud y longitud, por razones obvias. Una cosa muy util, me dí cuenta despues de hecho, y es que sabes cuando tendrás que hacer un "flip" a la montura si la estrella va a cruzar la meridiana. Cuando me da lo mismo, entonces elijo otra que no lo cruce y me lo ahorro.

Ahora desde no hace mucho, estoy empezando a medir estrellas dobles. Me bajé los datos del WDS, son cientoypico mil, y los pasé a una hoja de cálculo Excel. Filtrando sobre las columnas de interés voy reuniendo puñaditos de estrellas que cumplan ciertos criterios para observar en una noche. Eso es lo que tengo ahora. Pero creo que terminaré haciendo otro programita para preparar las sesiones. Si lo termino, ya lo traeré por esta página.


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