Distorsione di campo

[mbergomi]

Riporto qui l'AI-15 del meeting sinergia SHARKs:

Quantificare distorsione di campo di SHARK-NIR e come calibrarla

--> Abbiamo possibilità di inserire una griglia di calibrazione nello strumento?
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OUTPUT DISCUSSIONE
Definire ed acquistare una griglia per la verifica della distorsione di campo in laboratorio.

[dgreggio]

Replying to mbergomi:

Riporto qui l'AI-15 del meeting sinergia SHARKs:

Quantificare distorsione di campo di SHARK-NIR e come calibrarla

La distorsione di campo nominale dipende dal quadrato del campo di vista. Per definizione è nulla al centro e cresce con il quadrato della distanza radiale dal centro del campo di vista. Nel piano focale scientifico la distorsione a 12.7arcsec (massimo FoV radiale) è 340um ovvero 272mas.
Per ogni altro campo basta fare la proporzione con i quadrati. Ad esempio al FoV radiale di 1arcsec la distorsione sarà (1/12.7)^{2*272 = 1.69mas.}

Nel documento SHARK-NIR-INAFP-SCI-FDR il requirement dell'astrometric accuracy è 3mas, ma non è specificato il campo di vista. Oltre alla distorsione intrinseca mi aspetto altre voci nell'error budget astrometrico (ad esempio errore nella stima del centroide dell'oggetto) che però non saprei quantificare. Non credo sia stato redatto un error budget a riguardo.

Rimando a Valentina D'Orazi per valutare il campo di vista in cui è richiesta l'astrometric accuracy di 3mas. Se fosse 1arcsec radiale non mi sembra che ci sia un grosso guadagno nel calibrare la distorsione. Per campi maggiori di 2" invece ha senso.
In questo caso bisognerebbe decidere se calibrare in cielo su ammassi noti o se predisporre una griglia di calibrazione interna (ammesso che sia fattibile). La calibrazione in cielo avrebbe il vantaggio di vedere anche l'effetto di distorsione causato dal telescopio, mentre se viene fatta con un'unità di calibrazione interna a SHARK vedremo solo la distorsione dello strumento. Comunque la distorsione del telescopio è nominalmente inferiore rispetto a quella di SHARK.

[vdorazi]

Chiaramente per i pianeti la parte piu' interessante e' dentro 1 arcsec,
ma possiamo avere BD o compagni stellari piu lontani. Ad ogni modo la domanda e' molto semplice: prima cosa da sapere e'
SI PUO" METTERE LA GRIGLIA ? se no, allora faremo solo calibrazione in cielo. Se si' e' cmq utile averla come ulteriore opzione di calibration (ma non fondamentale). Aspetto di sapere se possiamo mettere la griglia, altrimenti chiudiamo il ticket e facciamo calibrazione usando i globular clusters.

[lmarafatto]

Dopo discussione con Valendì, Dino e Raffaele (Gratton) è fortemente consigliato fare una prima calibrazione delle distorsioni di campo già in fase di AIV, con una griglia che potrà anche essere rimossa da SHARK-NIR al termine di tale calibrazione.
Per quanto riguarda invece l'eventualità di avere una griglia come parte della calibration unit di SHARK-NIR (in sostituzione di una delle 2 fibre per la phase diversity), ho parlato con Davide il quale sta simulando come le flessioni dello strumento in diverse condizioni di gravità agiscano sulla distorsione di campo.
Il requisito scientifico è calibrare la plate scale sul detector meglio di 5 mas (goal 0.5 mas). [SHARK-NIR-INAFP-CAL-FDR Issue 0.1]

[lmarafatto]

Riporto qui sotto i risultati delle simulazioni fatte da Davide:

Ciao Luca,

ho fatto quello che ci siamo detti oggi:

1) Ho considerato una griglia di stelle 25x25 che copre il FoV di SHARK (18x18 arcsec)

2) Per ogni orientazione della gravità della FEA (X-, Y- e Z-) ho registrato la posizione delle stelle nel piano focale

3) Ho confrontato le posizioni delle stelle per ogni spostamento di gravità (X- à Y-, X- à Z-, Y- à Z-) correggendo solamente lo shift rigido registrato per la stella a centro campo

Lo spostamento residuo massimo registrato è:

1) 1.2mas per Z- à Y-

2) 1.0 mas per Y- à X-

3) 0.2 mas per X- à Z-

Le stelle a bordo campo sono quelle che hanno distorsione più variabile

Ciao,

Davide

Gli effetti delle flessioni sembrano dunque essere di secondo ordine e comunque all'interno dei requisiti, anche considerando che quanto simulato da Davide sono dei casi abbastanza peggiorativi.
Nonostante ciò, i casi 1) e 2) simulati da Davide sono un fattore 2 peggiore del goal (ma un fattore 5 meglio del requisito minimo richiesto).
Personalmente sarei propenso a chiudere il ticket dicendo che non serve la griglia all'interno della calibration unit di SHARK, ma passo la palla a Valendì per l'ultima parola.

Resta invece la richiesta di fare una calibrazione delle distorsioni di campo con una griglia in laboratorio.

[vdorazi]

concordo su tutti quanto scritto dal Dottor Marafatto.
La griglia non serve nell'unita' di calibration, ma ricordiamoci assolutamente di farla in lab perche' poi sombre essere complicate ricavare (anche la distortion di campo) dai globular clusters.

[lmarafatto]

Per quanto riguarda la calibrazione delle distorsioni in laboratorio leggo che:

dal doc CAL-001 è richiesto "Image scale better than 5 mas (goal 0.5 mas) over FoV, image" sull'Astrometry Plate Scale, e "Better than 1 mas over FoV" sulla Distortion Map.
Infine nel doc SCI-FDR trovo un "Astrometric accuracy: 3 mas" per il caso dei pianeti extrasolari.

Io avrei trovato questa griglia commerciale della Edmund Optics: ​https://www.edmundoptics.com/p/25-x-25mm-0125mm-spacing-glass-distortion-target/15362/
in cui i punti sono messi a +/- 1 um = +/- 2 mas.

Potrebbe già andare bene o servirebbe qualcosa di più spinto?

P.S: E se usassimo il DM in waffle mode? O dite che riusciremmo a fare troppi pochi waffles per una buona calibrazione delle distorsioni?

[dgreggio]

Replying to lmarafatto:

Per quanto riguarda la calibrazione delle distorsioni in laboratorio leggo che:

dal doc CAL-001 è richiesto "Image scale better than 5 mas (goal 0.5 mas) over FoV, image" sull'Astrometry Plate Scale, e "Better than 1 mas over FoV" sulla Distortion Map.
Infine nel doc SCI-FDR trovo un "Astrometric accuracy: 3 mas" per il caso dei pianeti extrasolari.

Io avrei trovato questa griglia commerciale della Edmund Optics: ​https://www.edmundoptics.com/p/25-x-25mm-0125mm-spacing-glass-distortion-target/15362/
in cui i punti sono messi a +/- 1 um = +/- 2 mas.

Potrebbe già andare bene o servirebbe qualcosa di più spinto?

P.S: E se usassimo il DM in waffle mode? O dite che riusciremmo a fare troppi pochi waffles per una buona calibrazione delle distorsioni?

I waffle li escludo perchè riescono a controllare regioni entro poche lambda/D dal centro campo quindi molto meno dell'intero FoV

Per quanto riguarda la precisione dei punti di quella commerciale riusciamo a stimare la precisione con cui si riesce a determinare la posizione di un punto (immagine del punto della griglia) sulla camera scientifica?
Diciamo che se la precisione fosse 1/5 di pixel corrisponderebbe a 3 mas che sommati in quadratura ai 2 mas fa 3.6mas di errore. Poi c'era 1 mas stimato per le flessioni e non mi sovvengono altre voci del budget. Quindi saremmo dentro al budget dei 5 mas, ma senza troppo margine.

Davide

[mbergomi]

Griglia acquistata, corretto?

[lmarafatto]

La griglia della Edmund Optics è stata acquistata ed è già a Padova, resterà da capire se ci permetterà di raggiungere le accuratezze richieste, anche se i numeri che dice Davide dovremmo essere in grado di raggiungerli (TBC).

[elcarolo]

Dopo una chiaccherata con Raffaele, la questione sembra piu' chiara.
Qui il link delle minute: ​https://docs.google.com/document/d/1vk3spEeH71eOwBydz9TAxegru6op3LKYX2RKfUXntmY/edit?pli=1

[elcarolo]

Test in lab con la griglia:ABORTED, avremo dovuto tagliare la griglia poiche' troppo ingombrante da inserire, la procedura di inserimento nel cammino ottico richiedeva inoltre lo smontaggio di alcune parti, non essendoci nessun beneficio scientifico nel test (per il quale la distortion grid era stata richiesta), e' stato deciso dal PI e dal team di abolire il test.
Si calibrera' la distorsione in cielo una volta a LBT.