Norsk meteornettverk

I Norsk kameranettverk arbeider vi med å etablere et nasjonalt nettverk av kameraer som overvåker himmelen. Den nødvendige teknologien har nå blitt forbrukervare, men det knytter seg noen tekniske utfordringer til å utnytte teknologien til vår bruk. Presise beregninger av meteorenes ferd gjennom lufta avhenger av at kameraene gir presise koordinater for hvor meteorene krysser himmelen. Til dette må kameraets retning og linsas geometri og forvrengning være nøyaktig kjent.

I det siste tida har jeg forsøkt å automatisere denne kalibreringsprosessen som ikke bare vil spare tid, men også gi bedre nøyaktighet enn manuell kalibrering. Stjernene er til god hjelp for denne kalibreringa. Ved å studere bilder fra kameraet, kan stjerner identifiseres, og stjernenes posisjoner kan beregnes gitt tidspunktet og kameraets geografiske posisjon. Ved å finne stjerner over en stor del av bildet og beregne deres posisjoner, kan en sammenheng mellom posisjon i bildet og himmelposisjon (asimut og høgde) beregnes. Kameraene som vi bruker, har som regel fiskeøyeprojeksjon, og vi kan få en direkte sammenheng mellom x- og y-posisjoner i bildet ved å reprojisere over til en ekvirektangulær projeksjon. Men vi må altså kjenne kameraets nøyaktige retning og rotasjon, og dessuten er ingen linser prefekte og forvrengninger må korrigeres for.

Ved hjelp av verktøy som ffmpeg, ImageMagick og egenskrevne C-program for finne svake stjerner i videoer klarer jeg å finne stjerner ned til magnitude 4 i videoopptak fra kameraene som står i Oslo. Lengste tillate eksponering med disse kameraene er bare 1/5 sekund, så det er helt nødvendig å analysere mange bilderammer for å finne de svakeste stjernene. Når flest mulig stjerner er funnet, må de identifiseres, slik at deres posisjoner på himmelen kan beregnes. Til dette bruker jeg astrometry.net. Astrometry.net virker imidlertid ikke på fiskeøyeprojeksjoner og virker generelt dårlig på vidvinkelbilder, så bildene må reprojiseres og astrometry.net må løse et smalere felt om gangen.

Videoen under viser resultatet av automatiske kalibreringer gjort av kameraene i Oslo. Gjennomsnittlig feil ligger på ca. 3 bueminutt. Det meste av bildet har denne nøyaktigheten eller bedre, men feilen ut mot hjørnene er en del større. 3 bueminutt gir en usikkerhet på 175 meter på et objekt 200 km unna, som er et godt resultat. I praksis vil «dark flight» da utgjøre en større usikkerhet. Vær og vind kan blåse meteorer flere kilometer bort fra banen som kan beregnes ut fra den lysende delen av ferda, og sjøl om dette modelleres ut fra værsituasjonen, må vi regne med en usikkerhet på noen hundre meter som ei nedre grense for hvor presist vi kan beregne et nedfallsområde for meteoritter. Et typisk søkeområde kan kunne snevres inn til 0,5 × 10 km, som vil gi realistiske muligheter for funn også i det generelt vanskelige norske terrenget.

Se videoen på full skjerm for å se detaljer.