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Universidad Complutense de Madrid
INFORME FINAL DE LA BECA DE COLABORACIÓN
ASTRONOMÍA CON WEBCAM
Lucía García Sánchez-Carnerero
Tutelada por el profesor Jaime Zamorano
Curso 2007-2008
Astronomía con webcam
Lucía García
Durante el curso académico 2007-2008 me fue concedida una beca de colaboración con el
Departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera de la Facultad de Físicas de la
Universidad Complutense de Madrid. De este modo, me fueron asignadas distintas misiones con
el objetivo de incrementar el potencial de distintas aplicaciones del observatorio UCM.
Detallaré brevemente a continuación las tres acciones principales que me fueron encomendadas.
En primer lugar, realizar un inventario y comprobar el potencial de los sistemas de cámaras tipo
webcam del Departamento. En segundo lugar, diseñar y construir un dispositivo económico para
seguir la actividad solar. Finalmente, el núcleo principal del trabajo, poner a punto la cámara de
gran campo del observatorio UCM. El trabajo para mejorar la situación de esta cámara es
especialmente interesante, puesto que podría utilizarse en un futuro para la medida diaria del
brillo de fondo de cielo y la extinción sobre nuestro observatorio.
De este modo, como parte del primero de nuestros objetivos realizaríamos imágenes de
astronomía planetaria. Obtuvimos imágenes de Marte, en oposición el 24 de diciembre de 2007 y
de Saturno, en oposición el 24 de febrero de 2008. El detalle de las imágenes es suficiente como
para distinguir estructuras en los planetas.
Por otro lado, registramos la actividad del cometa 17PHolmes, que aumentó de luminosidad
notablemente en octubre de 2008. Comparando los resultados obtenidos mediante el sistema
webcam con los de una cámara digital para comprobar que la webcam, a pesar de ser un
dispositivo mucho más barato, ofrece resultados mejores para objetos astronómicos muy
luminosos. Finalmente, realizamos un seguimiento con varios instrumentos del eclipse de luna
del 21 de febrero de 2008. Este evento tiene una especial relevancia puesto que se retransmitió
en directo desde la web del observatorio UCM, y el número de visitas fue tan elevado que se
colapsó el servidor.
El segundo de nuestros objetivos tenía sus precedentes en el trabajo académicamente dirigido de
Pablo Marcos Arenal de 2004-2005. Nosotros decidimos retomar la línea de trabajo del
buscador, para intentar construir un dispositivo autónomo más barato que el de Pablo Marcos,
que aunque sólo detectara las manchas más grandes, pudiera dedicarse en exclusiva a
monitorizar la actividad solar.
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Astronomía con webcam
Lucía García
Desafortunadamente, debido a la escasa actividad que ha tenido el Sol durante el presente curso
académico, los resultados no fueron favorables. Finalmente concluimos que ninguno de los dos
aparatos era suficientemente potente como para resolver el tamaño de las manchas de ese día.
Sin embargo, el equipo debería ser comprobado en una época de alta actividad solar. Se
recomienda no perder la oportunidad de estudiar el Sol en torno al año 2012.
El tercero de nuestros objetivos se convirtió en el núcleo principal del trabajo: La puesta a punto
de la cámara de gran campo del observatorio UCM. Durante su estancia en prácticas, Bogdana
Kozlovska realizó medidas de extinción atmosférica y brillo de fondo de cielo en las bandas del
rojo y el infrarrojo cercano. Este año tratamos de incluir un filtro para cortar el paso del
infrarrojo, pero nuestras medidas eran demasiado débiles para hacer fotometría. Se nos ocurrió
una forma de mejorar el método de adquisición de imágenes a partir de la modificación del
software utilizado hasta el momento, que realizaba de forma autónoma la captura de las
imágenes. Hasta ese momento, dicho software tomaba imágenes en escala de grises, desechando
la información de color que nuestra cámara es capaz de captar. Comenzamos a tomar imágenes
en varios formatos que incluyen información RGB y tratar por separado la información de los
tres canales adquiridos. Aunque esta ha sido la mejora más notable, no hay que olvidar otras
características nuevas del script como su adaptación para tomar imágenes en modo diurno y
nocturno de modo automático, o la creación de un vídeo diario con las imágenes adquiridas.
La cámara de gran campo llevaba unos años instalada de tal forma, que habitualmente tomaba
las imágenes a través del cristal de una ventana. Los reflejos de las farolas del campus, la
suciedad de la ventana, la poca calidad óptica del cristal de doble capa y la falta de paralelismo
entre el vidrio y la óptica de la cámara eran motivos más que suficientes para tratar de montar un
sistema que nos permitiera sacar la cámara al exterior.
Hasta la fecha existía un sistema para realizar captura de imágenes en exteriores. Este sistema
constaba de un compartimento estanco donde se colocaba la cámara, sobre un trípode de
fotografía. El problema fundamental que presentaba dicho sistema, era que la cámara carece de
un obturador u otro sistema de protección ante la luz solar directa. Por este motivo no se podía
dejar el equipo adquiriendo imágenes de un modo automático, puesto que el sol podría dañar el
chip. Durante este curso diseñamos y construimos un sistema de protección para la cámara de
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Astronomía con webcam
Lucía García
gran campo. Nuestro dispositivo, no sólo protegería el equipo de la lluvia, sino que para suplir la
ausencia de obturador en la cámara, incluiría un sistema automático que taparía el objetivo
durante el día y lo destaparía por la noche. Para ello, utilizamos un motor de corriente continua
que haría girar una tapa opaca hasta el final de carrera correspondiente. Para detectar la
intensidad de la luz solar utilizaríamos un sensor de luminosidad y para gestionar el movimiento
un relé. Todo el montaje ha dado resultados satisfactorios y nos ha permitido adquirir imágenes
con una calidad mucho mayor a la obtenida durante cursos anteriores.
Fig. 1 Cubierta de protección de la cámara de gran campo
Madrid a 4 de julio de 2008
VºBº
Emiliano Hernández
Director del Departamento de
Astrofísica y CC. de la Atmósfera
Lucía García Sánchez-Carnerero
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