今天我们的客座博主大卫·加里森将继续他关于MathWorks参与2017年日食的系列文章。

下面是本系列的第2部分。

内容

第1部分的回顾

在第1部分在本系列中，我讨论了将于2017年8月21日发生的日全食，日全食路径将经过美国大陆。国家太阳天文台正在进行一项名为公民美食实验．该项目将让志愿者团队沿着全食路径分布，在日食期间捕捉日冕的图像。这将为太阳天文学家提供前所未有的大量数据，他们可以用这些数据来研究日冕动力学，试图了解日冕中的温度如何比太阳表面的温度高几个数量级。MathWorks是这个项目的发起人之一，几名MathWorks的工作人员是志愿者之一。

在这篇文章中，我将谈谈项目志愿者，他们将在日食当天使用的设备，以及志愿者团队是如何被训练的。

项目志愿者

正如我所提到的，公民CATE实验将使用分布在美国各地的望远镜来观察和记录日食的数据。这些望远镜将由每个地点的一组志愿者操作。日食路径上的每个州都有一个协调员，负责组织本州的志愿者，以确保他们拥有日食所需的设备和培训。日食路径上的州有俄勒冈州、爱达荷州、怀俄明州、内布拉斯加州、堪萨斯州、密苏里州、肯塔基州、田纳西州、北卡罗来纳州和南卡罗来纳州。

该项目最初的目标是招募60个志愿者团队。这些资金将来自企业赞助者以及美国宇航局和国家科学基金会的拨款。目前，参赛队伍已达68支。额外的8个团队都是自费的。

这是一个公民科学项目，所以大多数志愿者都是业余爱好者。志愿者中会有一些专业的天文学家——教授和博士生。剩下的将是大学团体、高中、天文俱乐部和个人。例如，怀俄明州拥有最多的11个站点，其中有7个站点由当地高中的团队运营。怀俄明州也有一个站点，将由来自纽约的天文俱乐部运营。

这个项目最棒的一点就是吸引了对科学技术感兴趣的年轻人的参与。这里有一些年轻志愿者的照片。左边是Arianna Roberts, Harrison Roberts的女儿，我们MathWorks的志愿者之一。哈里森和他的家人将在南卡罗来纳州的一个地点进行观察。右边是我和我的两个儿子，托马斯和威廉。我们将在田纳西州的一个地点进行观察。我们的第三位MathWorks员工是Andrei Ursache。安德烈和他的两个女儿埃琳娜和科瑞娜将在南卡罗来纳州的一个地点进行观察。

设备

每个公民CATE小组将在每个观测地点使用相同的设备。这将确保所有站点的数据可以结合起来，得到90分钟的全食图像，因为日食正在穿越美国大陆。

望远镜:这些望远镜是由晨星过滤器．这意味着该望远镜的孔径为80毫米(约3.1英寸)。的孔径是衡量望远镜的光收集能力的指标。通常光圈越高越好——在观察昏暗物体时，光圈的聚光能力越强。对于太阳天文学来说，一个80毫米口径的望远镜已经足够大了。一个折光式望远镜是一种用透镜聚焦光线的仪器。另一个主要类型是a反射式望远镜用镜子来聚焦光线。每个望远镜将配备一个白光全光圈滤光片。滤光片只能在日全食时取出。

安装和驱动系统:望远镜安装在一个德国赤道支架上，由Celestron．这种坐垫的优点是，当天体在天空中移动时(由于地球的旋转)，它可以被设置为跟踪。支架上有两个马达，可以缓慢移动望远镜，使目标在视野中保持一段时间。

摄像机:每个望远镜上都将安装摄像机，以便在全食期间捕捉日食的图像。摄像机是Point Grey Grasshopper3 5.0 MP Mono USB3 Vision摄像机。这些相机是单色的，分辨率为2448 * 2028像素(约500万像素)。它们使用的是索尼IMX250 CMOS传感器。它们的最大帧率约为每秒75帧，曝光范围为0.006微秒至32秒。摄像机控制和图像捕获将使用MathWorks图像采集工具箱完成。

软件:每个志愿者还将有一台笔记本电脑，运行用MATLAB和图像采集工具箱编写的应用程序。在全食期间，相机将通过一系列不同的曝光时间循环。每个周期大约需要2秒。在日食结束后，图像处理工具箱将用于从每个多次曝光周期创建一个高动态范围(HDR)图像。一个有2.5分钟全食的站点将得到大约75张HDR图像。

这是一张配有照相机的望远镜的照片。

培训志愿者

在4月和5月期间，州协调员组织了本州所有志愿者队伍的培训。我们和其他10个志愿者团队一起在田纳西理工大学参加培训。

我们要学习的第一件事是如何组装三脚架、支架和望远镜。这包括安装马达，使望远镜能够跟踪太阳。然后我们学习了如何连接相机和PC机来捕捉图像。我们一完工，就被告知要把所有东西都拆下来重新做一遍。教练们想确保我们真的学会了一切是如何运作的。

午饭后，我们把所有的设备都拿到外面去学习跟踪太阳和使用相机。令人惊讶的是，最难的事情是“捕捉太阳”。这意味着将望远镜对准太阳。一旦你在望远镜上放上一个白光滤光片，所有的东西都变黑了——只有太阳有足够的亮度穿透滤光片。所以你必须手动移动望远镜，直到太阳进入视野。一旦完成，望远镜支架上的马达就会跟踪太阳。

培训的最后一步是拆卸所有的东西并打包运输。我们把设备运回了马萨诸塞州这样我们就可以为日食练习了。我们会在日食前几天把它运回田纳西州。

有什么问题吗?

如果你对业余天文学感兴趣，或者对Citizen CATE实验有任何问题或意见，请在这里．

接下来:为Eclipse练习

现在就到这里。在下一篇文章中，我将描述团队是如何为日食进行排练的。我将详细讨论如何使用MathWorks软件从eclipse捕获和后处理图像。最后，我将展示一些由一些团队进行的试运行的图像。

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