SQM-рекорды

[Грехов Михаил]

Такой вопрос назрел. Есть яркость ночного неба. Измеряется специальным устройством - SQM-метром. Это в общем то всё понятно. Но:

1. Каким макаром производится измерение с точки зрения электроники (сверхчувствительный фотодиод? накопление сигнала с длительной экспозицией?). Производится ли заводская поверка и калибровка каждого прибора? Или самостоятельно можно? Насколько они точные и адекватные? Зависят ли показания от температуры прибора, свежести батареек, возраста самого прибора и других факторов?

2. Что считать теоретически идеальным небом? Какой мировой самый рекордный показатель (ну там наверное в Чили каком-нибудь)? Что в практике Российских ЛА встречалось как наилучшие показатели и к чему стремиться?

3. Помимо света неба есть ещё естественное освещение. (Млечный Путь, яркие планеты). Значит по идее показания прибора могут быть лучше, когда Млечный Путь за горизонтом и нет планет совсем. Тут какие вариации по показаниям возможны?

Покупать его НЕ планирую. Тема просто из любопытства.     

[1212Lupus]

1. SQM'ов существует несколько, самый распространённый сейчас -- SQM-L.
Чувствительным фотоприёмником является TSL237 с оптическим фильтром HOYA CM-500 -- преобразователь потока света в частоту. Чем ярче, тем выше частота на выходе фотоприёмника. Подсчёт импульсов даёт яркость.
Подробности про спектральную чувствительность и другие характеристики можно почитать в статье: "Night Sky Photometry with Sky Quality Meter".
Точность +/-0.1^m/"², все девайсы калибруются производителем фотометром EXTECH Instruments 401027. Диапазон отображаемой яркости -- до 24^m/"²(измерения в ванне ), другой порог -- примерно от 6^m/"² с копейками, точнее не помню. Девайс показывает и температуру (на практике -- где-то до -3^о С), фотосенсор имеет коррекцию по температуре.
Поле зрения SQM-L -- 10^о по уровню 0,5 (см. рисунок -- сравнение SQM-L и обычного SQM), т.к. имеет встроенную линзу.

2. Согласно документу, яркость атмосферного свечения 23,5^m/"². Сюда добавляем Млечный путь, противосияния и т.д. Это и есть теоретический предел. Другие источники (раз, два, особенно рекомендую -- три, в La Palma как раз максимум и достигается) устанавливают минимум яркости неба в V-полосе в 21,9-22,0^m/"². За Россию не скажу, пока самоё тёмное место, которое я измерял в Беларуси -- 21,88^m/"².

3. По собственным измерениям Млечный Путь вносит дополнительную яркость 0,05^m/"² -- с учётом точности прибора можно не учитывать.

[Aluminium]

3. По собственным измерениям Млечный Путь вносит дополнительную яркость 0,05^m/"² -- с учётом точности прибора можно не учитывать.

То есть? Это изменение яркости за счёт Млечного Пути? Какая при этом суммарная яркость?

[ogre]

А можно ли в качестве измерителя SQM использовать фотоаппарат? Когда-то ради любопытства занимался измерением шумов/характеристик дд матриц. Измерить накопившийся заряд при экспонировании, определить собственный шум матрицы можно в домашних условиях. Хороший физик/математик, как мне кажется, сможет привести результаты измерений к общепринятым попугаям. Конечно, о полноценной замене измерителя речь не идет (по понятным причинам), но как подручное средство оценки, imho, вполне.

[1212Lupus]

То есть? Это изменение яркости за счёт Млечного Пути? Какая при этом суммарная яркость?

Да, это добавка от Млечного Пути. Яркость неба в области зенита вне млечного пути была 21,45 ^m/"², с учётом МП -- 21,4 ^m/"².

А можно ли в качестве измерителя SQM использовать фотоаппарат?

Я пробовал ЭТОЙ методикой -- в городе получается ещё сравнимо с SQM-L, в тёмных местах завышало засветку...

[Max_canaryskies]

Вообще-то ночь на ночь не приходится.
22.3 мой канарский рекорд, за всю историю видел однажды, при том, что обычно в этом месте 21.3-21.5.
Такие ночи бывают пару раз в году, а то и 1. Обычно им предшествует западный ветер в течении нескольких дней.
При этом вулкан с балкона на расстоянии 30км днем виден настолько четко, как будто воздуха вообще нет. Млечный путь виден с побережья несмотря на засветку, а с гор на всех соседних островах за сотню километров просматриваются мельчайшие детали. Дневное небо становится темно-синего цвета, а в дневное время легко можно получить ожоги кожи.
Небо при этом 

[Вася Курочкин]

О показаниях SQM.  Недавно в банальной зеленой зоне (по данным карты 2010г) SQM показывал 21,75...   На небе было звезд довольно много... впрочем, не больше, чем положено быть в нормальной зеленой зоне.  И только лазерная указка выдавала "фальшивку" - при ее использовании было видно, что луч проходил через два низких слоя дымки (не выше чем в 100м над землей), вызванной, должно быть, тем, что в то время в селах жгли траву.  Это одна сторона. И другая - те самые, редчайшие особо прозрачные ночи - тогда SQM тоже может быть ниже "нормы" для данной зоны засветки. Пост Макса тому подтверждение.      Ключевым отличием в результате (проницании, то есть) здесь является высота дымки: низкая дымка в более-менее темном месте, как правило, подсвечена гораздо слабее той, которая витает в верхних слоях тропосферы: в последнем случае ее подсвечивают и города, до которых более сотни километров!    В результате низкая дымка или слоистая облачность в месте без локальной засветки снижает яркость неба, ну а высокая дымка (облачность) - повышает.                     Там, где вокруг на сотни километров нет источникой засветки с Земли, высотная дымка может и снижать яркость неба (потому как ничем не подсвечена снизу), но при этом, конечно, все равно снижает проницание, поглощая некоторую часть фотонов из космоса.

[Aluminium]

Да, это добавка от Млечного Пути. Яркость неба в области зенита вне млечного пути была 21,45 ^m/"², с учётом МП -- 21,4 ^m/"².

То есть Млечный Путь добавляет примерно 24,7 ^m/"². Негусто, хотя для исключительно тёмного неба эффект будет более существенным и достигнет погрешности... Если измеренные данные верны.

[Вася Курочкин]

Да, это добавка от Млечного Пути. Яркость неба в области зенита вне млечного пути была 21,45 ^m/"², с учётом МП -- 21,4 ^m/"².

То есть Млечный Путь добавляет примерно 24,7 ^m/"². Негусто, хотя для исключительно тёмного неба эффект будет более существенным и достигнет погрешности... Если измеренные данные верны.

Яркие области Млечного Пути уверенно видны при SQM 19,5m.   Если бы они добавляли 24,7m, увидеть их было попросту невозможно - ведь получается контраст 1:100.

[Aluminium]

Яркие области Млечного Пути уверенно видны при SQM 19,5m.   Если бы они добавляли 24,7m, увидеть их было попросту невозможно - ведь получается контраст 1:100.

Тоже об этом подумал. Но, как я понял, измерялась засветка неба в целом, а не яркость Млечного Пути. Так что остаётся место для ярких областей.

[Грехов Михаил]

Вот Липус пишет, что в ванной, где совсем темно - 24m, а идеальное перфектное небе в Беларуссии - 22,8m (округлим до 23m). Значит по идее так получается, что погрешность прибора может быть в 2.5 раза меньше, чем самый тёмный фон неба. Итого около 40%.  То есть по идее быть может так, что небо может быть темнее (в какую-нибудь "ту самую" ночь на Канарах), а прибору уже не хватает точности и все измерения уже "от лукавого"?. Такое может быть?

Почему используют такой фильтр перед чувствительным элементом? Можно же узкополосник на видимый диапазон с резкими краями и максимумом в 98%?

Чувствительность датчика весьма неравномерна в зависимости от длины волны (максимум около 700нм). Значит ли это, что свечение OH радикалов в атмосфере, которые светят в красном будет восприниматься прибором как более высокое чем свечение кислорода в зелёном?  Однако скажем для визуала (когда глаз имеет максимум в сине-зёлёной части спектра) при свечении кислорода прибор будет несколько врать и недооценивать его влияние? Или в электронику все зависимости зашиты каким-то образом и всё ок?

А вообще по дымке и пыли - об этом я не догадался. Её присутствие в незасвеченном месте мнимо улучшает показатели и прибор покажет перфектное небо, однако это не так. 

[Пчеловод]

Ну и сленг у вас "перфектное небо".
Ужас.

[Stepanov]

Интересно, там фотоприемник охлаждаемый?

[Эрнест]

3. По собственным измерениям Млечный Путь вносит дополнительную яркость 0,05^m/"² -- с учётом точности прибора можно не учитывать.

По моим измерениям SQM-L в Атакаме (см. http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.php?f=14&t=643#p5372) разность в яркости ярких облаков в Стрельце (направление на центр МП) и полюса Млечного Пути составляла примерно 0.75m/sec2. Под Питером контраст между яркостью МП и направлением на его полюс не столь заметен (в среднем 0.15m/sec2 по облакам в Лебеде), но так-же легко ловится при помощи SQM-L

[1212Lupus]

а идеальное перфектное небе в Беларуссии - 22,8m (округлим до 23m)

Вы плохо посмотрели -- я писал, что самое тёмное, которое я пока замерил 21,88m. Но есть у нас куча ещё более тёмных мест недалеко от ж/д, куда я планирую забраться. Думаю, там будет не тусклее 22m. 

Почему используют такой фильтр перед чувствительным элементом? Можно же узкополосник на видимый диапазон с резкими краями и максимумом в 98%?

Конечно можно, у стоимость прибора увеличится на $150, т.е. более чем в два раза. Но раз и так нормально, то зачем? Фильтр выбран именно для того, чтобы приблизиться к визуальной кривой чувствительности.

А вообще по дымке и пыли - об этом я не догадался. Её присутствие в незасвеченном месте мнимо улучшает показатели и прибор покажет перфектное небо, однако это не так. 

SQM-L показывает яркость неба, а не проницание. Эти величины связаны через атмосферную экстинкцию. На sat.belastro.net я уже раньше писал про влияние дымки -- рад, что мои соображения сходятся с мнениями других. В Беларуси высотная дымка всегда будет приводить к поярчанию неба, а туман -- а так, и эток (в зависимости от локальной засветки).

Интересно, там фотоприемник охлаждаемый?

Нет, термокомпенсация табличная в контроллере.

Эрнест, данные по МП интересные -- я, честно говоря, специально не проверял, только мимоходом. Изучу этот вопрос при случае.