Créez votre propre système de prise de vue panoramique astronomique avec une caméra Raspberry Pi

Alors que je rentrais chez moi en voiture une nuit récemment, j’ai vu une météorite spectaculairement lumineuse traverser le ciel devant moi. Je me suis dit qu’un morceau de débris interplanétaire de bonne taille devait être en train de s’écraser non loin de là. Ma pensée suivante fut que si je connaissais la direction de cette traînée lumineuse, et si au moins une autre personne dans ma région possédait également cette information, nous pourrions établir une triangulation et réduire la zone d’atterrissage possible. Je ne suis évidemment pas le seul à avoir envisagé cette possibilité, et j’ai rapidement découvert que des personnes ont effectivement réussi à trouver des météorites de cette manière. Un exemple est survenu en 2012, lorsque qu’une boule de feu a illuminé le ciel de la Californie du Nord. Des images de la météorite ont été enregistrées par un projet appelé CAMS (Caméras de surveillance des météores pour tous les ciels) – un projet de la NASA et de l’Institut SETI. Ces observations ont permis d’estimer la trajectoire et la zone d’atterrissage de l’objet, et la couverture de l’événement dans le San Francisco Chronicle a conduit à la découverte de ce qui est devenu la météorite de Novato. CAMS n’est pas le seul projet de ce genre à la recherche de météorites. Un autre est le Global Meteor Network, dont la mission est d’observer le ciel nocturne avec “un instrument scientifique de qualité mondiale”. Les organisateurs de ce réseau fournissent même des conseils sur la façon dont chacun peut construire une caméra adaptée basée sur le Raspberry Pi et comment contribuer à des observations qui peuvent aider à déterminer les orbites des astéroïdes parents qui ont engendré certains météores. J’ai été tenté de rejoindre la cause, mais après avoir lu davantage sur le sujet, j’ai découvert d’autres stratégies pour construire une caméra pour observer le ciel nocturne. En fin de compte, j’ai décidé que je voulais capturer des images en couleur attrayantes plutôt que de contribuer aux données du Global Meteor Network, qui utilise des caméras en noir et blanc en raison de leur plus grande sensibilité. Les composants nécessaires comprennent un microordinateur Raspberry Pi (boîtier non montré), une caméra de haute qualité Raspberry Pi, une lentille, un couvercle de lentille transparent en forme de dôme, une alimentation de 5 volts et un connecteur étanche à travers la paroi du boîtier étanche (non montré) contenant la caméra. James Provost J’ai donc choisi de construire une caméra tout-sky d’un type différent, qui est également basée sur un Raspberry Pi mais qui utilise la caméra couleur Raspberry Pi de haute qualité, suivant l’exemple d’un projet appelé, logiquement, Allsky Camera. Le matériel pour ce projet comprend un Raspberry Pi et soit la caméra HQ Raspberry Pi, soit l’une des caméras planétaires spécialement conçues par ZWO. Pour être vraiment “tout ciel”, la caméra devrait être équipée d’une lentille fisheye avec un champ de vision de 180 degrés. Reconnaissant que ma maison est entourée d’arbres, j’ai opté pour une lentille avec un champ de vision plus étroit (120 degrés). Un Raspberry Pi 4 moderne est recommandé, mais j’ai utilisé un Raspberry Pi 3 Model B de plusieurs années simplement parce que je l’avais sous la main. J’ai décidé d’utiliser une caméra Raspberry Pi HQ à 60 dollars plutôt qu’une caméra ZWO car elle offrait une résolution plus élevée. Pour protéger ce matériel des éléments, j’ai logé le Pi, la caméra et un adaptateur mural adapté pour alimenter le Pi à l’intérieur d’un boîtier en plastique étanche à 25 dollars. L’ouverture découpée pour la lentille de la caméra est recouverte d’un dôme en acrylique transparent à 16 dollars. Le premier dôme que j’ai acheté déformait les images, mais j’en ai commandé un autre qui a fonctionné beaucoup mieux. J’ai également acheté un boîtier d’un Raspberry Pi à 11 dollars (qui comprenait un ventilateur) et un long câble d’extension, que j’ai coupé et connecté à un connecteur étanche monté sur cloison. Cela signifie que je peux laisser l’unité à l’extérieur même lorsqu’il pleut. En suivant les conseils fournis dans une très bonne vidéo tutoriel, j’ai trouvé facile de configurer le logiciel Allsky Camera sur mon Pi, en le faisant fonctionner en configuration “sans tête” – c’est-à-dire sans moniteur ni clavier. J’y accède sans fil depuis un ordinateur portable via mon réseau local à l’aide de SSH. La trajectoire d’une météorite à travers l’atmosphère peut fournir des indices sur l’emplacement de toute partie qui survit et révéler l’orbite du corps parent autour du soleil. Avec les images de la traînée de météores capturées par deux caméras, cette trajectoire peut être déterminée : la position d’une traînée lumineuse par rapport aux étoiles en arrière-plan dans une image définit un plan, et l’intersection de deux plans définit la trajectoire. James Provost J’ai tout mis en marche, mais la caméra ne fonctionnait pas du tout. J’ai donc suivi la section de dépannage appropriée dans la documentation abondante du projet et essayé ce qui était conseillé là-bas – d’activer l’accélération graphique “Glamor” sur le Pi. Malgré tout, aucune image n’est apparue. Finalement, j’ai découvert quelques ajustements à faire dans un fichier de configuration nécessaire lorsque l’on utilise la caméra HQ sur un Pi 3B, ce qui m’a permis d’obtenir une image désespérément floue du plafond de mon bureau. Grâce à des essais et erreurs, j’ai réussi à régler correctement la mise au point manuelle de la caméra. Et petit à petit, j’ai appris à ajuster les nombreux paramètres disponibles dans le logiciel Allsky Camera, soit en éditant un fichier de configuration, soit plus simplement à travers une interface Web fournie par le logiciel. Par exemple, j’ai appris que je devais réduire la résolution des images utilisées pour créer des vidéos accélérées, afin que les images enregistrées à l’impressionnante résolution native de la caméra HQ (4 056 x 3 040 pixels) ne submergent pas les capacités de traitement et de stockage de mon Pi. Bien que cela nécessite de modifier un fichier de configuration, d’autres paramètres peuvent être ajustés à l’aide de l’interface Web, qui facilite également la visualisation d’images en direct, la navigation dans les images collectées précédemment et la visualisation et l’enregistrement de vidéos accélérées. Une chose qui m’a intrigué dès le début était de savoir dans quelle mesure une telle caméra fonctionnerait pour capturer des météores en plein vol, étant donné que la caméra prend des images fixes et non des vidéos. Mais mes préoccupations se sont dissipées après avoir capturé des images du ciel nocturne au-dessus de ma maison, dont certaines ont capté la lumière des avions en passage. Les longues traînées de lumière sur ces images ont mis en évidence que le temps d’exposition doit être d’au moins quelques dizaines de secondes. Je savais qu’il s’agissait d’avions, et non de traînées de météore, car les traînées comprenaient des traces parallèles (des feux de bout d’aile) et des pulsations évidentes des stroboscopes. J’espère encore capturer un jour des météores avec ce petit appareil. Pour cela, je pourrais aller camper dans les montagnes à la mi-août, lorsque les Perséides sont à leur apogée. Ma famille et moi avons fait un tel voyage il y a des années, mais je n’avais pas encore de caméra tout-sky à l’époque. Je suis donc rentré chez moi avec seulement quelques souvenirs maintenant en train de s’estomper du spectacle merveilleux que la nature avait offert au-dessus de nos têtes. La prochaine fois, j’aurai quelque chose que je pourrai regarder encore et encore !