Welkom op de homepage van Adri Gerritsen   -   sterbedekkingen, eclipsen en overige bedekkingsverschijnselen

In verreweg de meeste gevallen worden sterbedekkingen langs visuele weg waargenomen. Het grote voordeel van deze methode is vooral gelegen in het feit dat er weinig kosten mee zijn gemoeid: de aanschaf van een simpele stopwatch (met kwarts-uurwerk) is namelijk voldoende. Er kleeft echter ook een belangrijk nadeel aan het visueel waarnemen. Zo zal de reactietijd van de waarnemer die op deze wijze wordt geïntroduceerd, te allen tijde doorwerken in de nauwkeurigheid van de waarneming als geheel. In de praktijk zal zelfs de meest ervaren waarnemer op deze wijze slechts bedekkingen timen waarvan de nauwkeurigheid in het meest gunstige geval beperkt blijft tot 0.1 seconden.

De andere kant van het verhaal is het gebruik van een videocamera met time-inserter. In dit geval is de nauwkeurigheid ongekend hoog: 0.01 seconden. Bovendien ben je hiermee in nog een ander opzicht in het voordeel: de bedekking kan keer op keer bekeken worden, hetgeen van een visuele waarneming bepaald niét kan worden gezegd.
Dan nu het minder goede nieuws: het prijskaartje. Om deze wijze van registratie met succes toe te kunnen passen, heb je in ieder geval een goede lichtgevoelige camera én een time-inserter nodig. Daarnaast moet het beeld ook nog eens op een videorecorder / camcorder vastgelegd kunnen worden. Al met al bedragen de totale kosten al gauw € 1000,- of méér; een aardige investering dus ...

Dit roept de vraag op of er wellicht een techniek bestaat die de voordelen van lage kosten combineert met de hoge nauwkeurigheid van videotechnieken. En jawel, die mogelijkheid is er: de webcam.
Het type webcam dat voor een grote doorbraak heeft gezorgd als het gaat om toepassingen op het terrein van de amateur-astronomie, is de Philips ToUcam Pro. Deze USB-camera, die tijdens de introductie zo rond de € 70,- kostte, is vooral bekend geworden als hét ideale hulpmiddel voor astrofotografen. Indien toegepast in combinatie met beeldbewerkingsprogramma's zoals Registax, zijn namelijk fantastische resultaten te behalen. Zelf heb ik hiermee de afgelopen jaren ook het nodige geëxperimenteerd en ik moet zeggen, het resultaat viel niet tegen (in het hoofdstuk Webcam is hierover meer te lezen).

Op een gegeven moment kwam bij mij de vraag op in hoeverre de webcam óók mogelijkheden biedt als het gaat om het registreren van sterbedekkingen. Er is natuurlijk maar één manier om daar ook werkelijk achter te komen en dat is de weg van vallen en opstaan.
In de zomer van 2003, de warmste van de afgelopen 500 jaar, kwam het verlossende antwoord: het is inderdaad mogelijk om sterbedekkingen met een webcam vast te leggen. Toegegeven, het was nou niet bepaald een échte verrassing, maar toch ... Nee, veel interessanter was de vraag waar de grenzen van zo'n webcam nou precies liggen. Gevoelsmatig weet je namelijk dat deze primair is ontworpen voor andere doeleinden, zodat je niet mag verwachten dat deze kan wedijveren met een zeer lichtgevoelige videocamera zoals de WAT-120N. Het is zelfs maar de vraag of je met een webcam bedekkingen kunt vastleggen die zich visueel gezien op de rand van het waarneembare bevinden.

Of een bepaalde sterbedekking waarneembaar is, wordt in hoofdzaak bepaald door de magnitude van de ster, de maanfase en de grootte van de gebruikte telescoop. Daarnaast spelen nog andere factoren, maar deze leggen (iets) minder gewicht in de schaal.
Uit ervaring weet ik dat met mijn telecoop, een 153 mm Newton, om en nabij eerste kwartier bedekkingen waarneembaar zijn van sterren tot magnitude 10 á 11. Deze grens wordt voornamelijk bepaald door het contrast tussen de ster en het asgrauw schijnsel van de donkere maanrand.

In de nacht van 16 mei 2005 waren de omstandigheden erg gunstig om de grenzen van de webcam eens te gaan verkennen. De voor 46% verlichte maan stond redelijk hoog aan de hemel en diverse interessante bedekkingen lagen in het verschiet.
Eén van de bedekkingen die mijn aandacht trok, was die van X 14502, een ster van magnitude 9.2. Visueel gezien was de ster een vrij gemakkelijk doelwit. Maar of dat voor de webcam óók gold, viel nog te bezien ...

Toen de opname eenmaal was gemaakt, kon de aldus verkregen avi-film opnieuw worden afgespeeld. Al snel werd duidelijk dat de ster minder goed te zien was in vergelijking tot de visuele waarneming. Eén van de oorzaken die hiermee in verband kan worden gebracht, is de signaal-ruis verhouding van de webcam. Toch viel het resultaat niet tegen, omdat de ster, ondanks de magere seeing, de gehele opname redelijk goed zichtbaar bleef.

Het maken van een avi-film heeft zeker toegevoegde waarde, omdat je achteraf de opname nog eens kunt terugzien. Toch schieten we hiermee niet écht veel op, aangezien we op deze wijze alleen antwoord kunnen krijgen op de vraag wat er is te zien en niet wanneer. Er is dus behoefte om de beelden te kunnen relateren aan een bepaald tijdstip. Dit is echter gemakkelijker gezegd dan gedaan, omdat een USB-signaal zich van nature, in tegenstelling tot een videosignaal, nu eenmaal niet leent om er met behulp van een time-inserter tijdinformatie aan toe te voegen. Je zou bijvoorbeeld nog kunnen denken aan het meefilmen van een klok, maar ook dat blijkt bij nader inzien geen oplossing te zijn. Om te beginnen is het zaak de klok voortdurend in beeld te hebben, hetgeen niet mogelijk is als je tegelijkertijd ook nog eens de bedekking wilt vastleggen. Het in beeld brengen van de klok aan het begin en einde van de opname is al evenmin aantrekkelijk, omdat je daarmee allerlei deuren openzet die uitnodigen tot het maken van fouten. Daar komt nog bij dat de tijd nauwkeurig dient te zijn tot op 0.01 seconde en als zodanig ook aan een video-frame moet kunnen worden gerelateerd.



DCF 77

Omdat het niet mogelijk is om met een USB-signaal twee afzonderlijke beelden samen te voegen tot één geheel, zal er een andere oplossing moeten worden gezocht. Een methode die veel sterbedekkers hanteren als het gaat om het ijken van hun tijdsignalen, gaat uit van een tijdsignaal dat doorlopend wordt uitgezonden door een lange golf zender die staat opgesteld in de Duitse plaats Mainflingen, gelegen in de buurt van Frankfurt, en uitzendt op een frequentie van 77.5 kHz.

Het begin van WOTAP

De uitgangspunten waren nu geformuleerd. Er moest een programma komen dat, gebruik makend van een avi-film, de afzonderlijke video-frames kon verwerken en de tijdsignalen van DFC77 kon decoderen.
De naam voor het programma was snel gevonden: Windows Occultation Timing Analysis Program, ofwel kortweg WOTAP. Het programma, dat zou worden geschreven in Visual C++, moest voldoen aan bepaalde criteria. Het ging in dit verband om:

• gebruikersvriendelijkheid

De eerste ontwerpen voor het programma werden gemaakt in de week volgend op de bewuste Sterbedekkersdag van 28 mei 2005. Het zou uiteindelijk een proces worden van vallen en opstaan, testen, testen en nog eens testen. Vooral de aspecten gebruikersvriendelijkheid en betrouwbaarheid blijken een grote wissel te trekken op de intelligentie die moet worden ingebouwd. Zo moet namelijk te allen tijde worden voorkomen dat het programma een foutief tijdstip berekend dat vervolgens door een argeloze waarnemer wordt gerapporteerd als zijde correct.

Begin oktober 2005 is het dan eindelijk zo ver: WOTAP is klaar. Vanaf dat moment worden honderden testen en meerdere testopstellingen uitgevoerd die uiteindelijk duidelijk moeten maken wélke nauwkeurigheid met de webcam haalbaar is. De grootste zorg die op dat moment nog door mijn hoofd spookt, is de vraag in hoeverre beeld en geluid met elkaar synchroon lopen op de avi-film die door de webcam wordt geproduceerd. Indien een mogelijke afwijking namelijk groter zou zijn dan de nauwkeurigheid die je langs visuele weg kunt halen, dan zou het hele project daarmee in feite waardeloos geworden zijn en dus regelrecht de prullenmand in kunnen.

Na de nodige finetuning van het programma te hebben aangebracht, kon ten slotte worden vastgesteld dat WOTAP in staat is om binnen 90% van de gevallen een bedekkingstijdstip met een nauwkeurigheid van 0.05 seconde te bepalen. Gegeven het feit dat je langs deze weg ook nog eens in staat bent om de bedekking keer op keer te bekijken, betekent dit een enorme vooruitgang in vergelijking tot de visuele aanpak die louter gebruik maakt van een stopwatch.

Toen eenmaal duidelijk was dat WOTAP aan de verwachtingen voldeet, kon het aan een breder publiek getoond worden. De officiële presentatie vond plaats op 5 november 2005, tijdens de amateurbijeenkomst in Tilburg.
In de maanden daarna is WOTAP door meerdere personen zeer grondig getest. Afgezien van een aantal onvolkomenheden in de handleiding, zijn er geen eigenaardigheden meer aan het licht gekomen. Met ingang van 1 februari 2006 was de eerste release (versie 1.0) een feit.



WOTAP in de praktijk

Eén van de uitgangspunten van WOTAP geweest dat het een gebruikersvriendelijk programma moet zijn. Dat betekent ondermeer dat geen specialistische voorkennis nodig is om ermee te kunnen werken. Bovendien blijft het aantal handelingen dat je moet verrichten voor het verkrijgen van een bedekkingstijdstip tot een absoluut minimum beperkt.

Om de bepaling van het bedekkingstijdstip te vergemakkelijken, zal WOTAP de beelden, die in de vorm van een avi-film zijn vastgelegd, ontleden in afzonderlijke bitmap plaatjes. Door nu vervolgens beeldje voor beeldje door de film heen te lopen, komen we vanzelf het moment tegen waar we naar op zoek zijn.
Indien de DCF77 tijdseinontvanger duidelijk hoorbare signalen heeft afgegeven (deze moet daarom altijd zo dicht mogelijk bij de microfoon van de webcam geplaatst worden), dan volstaat één enkele druk op de knop om de tijdstippen aan de afzonderlijke beelden te koppelen. WOTAP draagt namelijk zelf zorg voor het decoderen van de secondepulsen waarin de tijdinformatie ligt opgeslagen.
De laatste stap bestaat uit het laten tonen van een rapport met daarin het bedekkingstijdstip dat kan worden gerapporteerd aan instanties zoals IOTA.

De hele procedure, van het selecteren van de avi-film tot het tonen van het bedekkingstijdstip, neemt niet meer dan één minuut in beslag. Het aantal toetsaanslagen blijft tot een minimum beperkt én, last but not least, de nauwkeurigheid van het bedekkingstijdstip bedraagt 0.05 seconde.

Natuurlijk is het ook mogelijk om WOTAP te gebruiken in combinatie met een ander tijdsein dan DFC77. De enige voorwaarde is dat de betreffende zender iedere seconde signalen dient uit te zenden die op het audioscherm van WOTAP als duidelijke pieken te herkennen zijn. Decodering van de signalen is in deze gevallen echter niet mogelijk. U kunt evenwel bepaalde parameters zélf handmatig instellen. Hiermee wordt de kans op het maken van fouten echter wel groter. Het gebruik van een DCF77 tijdseinontvanger verdient dus te allen tijde de voorkeur.



Hoe kom ik aan WOTAP?

WOTAP is een zogeheten freeware programma: u hoeft er dus niets voor te betalen. Uiteraard gelden wel de gangbare regels met betrekking tot het copyright.

Met ingang van maart 2006 is WOTAP versie 1.0 beschikbaar. Het programma kan middels onderstaande link worden gedownload.

Download de self-extracting zipfile van WOTAP versie 1.0

Door de file die aldus wordt gedownload te starten, worden twee afzonderlijke bestanden uitgepakt:

• WOTAP.exe (het programma, versie 1.0)