Skupina fyziky meteorů Ondřejov

Jan 13, 2025

Evropská bolidová síť

Dlouhodobý experiment pro systematické přístrojové zaznamenávání bolidů

Sepsal: Pavel Spurný

Výzkum bolidů je vědecký obor, který má v České republice velmi dlouhou tradici, dokonce se dá říct, že byl založen Dr. Zdeňkem Ceplechou, tedy nejen u nás, ale celosvětově, a dlouhodobě v něm dosahujeme řady velmi významných výsledků. Cílem výzkumu bolidů jsou meteoroidy, které jev bolidu při průletu atmosférou způsobují. Jsou to drobná tělesa Sluneční soustavy pocházející z komet a z asteroidů. Jsou natolik malá, že je dosud až na velmi vzácné výjimky, kdy to však je jen na velmi krátký čas před srážkou se Zemí, není možné pozorovat jednotlivě v odraženém světle na oběžných drahách kolem Slunce. Tudíž jediný způsob jak je můžeme důkladněji zkoumat je během krátkého okamžiku jejich srážky se Zemí, kdy v atmosféře zazáří a vyvolají jev meteoru, který v případě jasných úkazů nazýváme bolidem. Vhodným záznamem těchto krátkých atmosférických jevů můžeme určit přesně jak dráhy v atmosféře, tak i původní dráhy meteoroidů ve Sluneční soustavě a z toho usuzovat na jejich genetické souvislosti s mateřskými tělesy. Kromě toho jsme však schopni určit i údaje o jejich struktuře a složení, což lze opět vztáhnout na jejich mateřská tělesa. Ve vzácných případech, kdy část původního tělesa přečká průlet atmosférou a dopadne na zemský povrch jako meteorit, je dokonce možné analyzovat tento materiál v laboratoři. Jedná se o nejcennější případy instrumentálně pozorovaných pádů meteoritů, tzv. meteority s rodokmenem, tj. meteority se známou předsrážkovou dráhou ve Sluneční soustavě. Význam studia malých těles Sluneční soustavy dokládá například i vypuštění několika nákladných kosmických sond ke kometám a asteroidům v posledních letech. Výzkum bolidů však může přinést údaje o mnohem větším počtu těchto těles. Navíc během průniku velkých meteoroidů atmosférou můžeme detailně studovat procesy, které průlet takového tělesa provází a pomocí toho teoreticky popsat průběh a možné důsledky případných katastrofických srážek s ještě podstatně většími tělesy.

A proto jsme pro tyto účely vytvořili rozsáhlý pozorovací systém, tzv. Evropskou bolidovou síť, jejímž centrem je Česká republika, nicméně speciální přístroje pro pozorování bolidů jsou rozmístěny i na území jiných států především střední, ale i západní Evropy. Koordinaci této sítě, stejně jako zpracování veškerých napozorovaných dat provádíme po celou dobu její existence v Astronomickém ústavu AV ČR v Ondřejově. Tento dlouhodobý experiment od samého začátku v roce 1963 průběžně rozvíjíme (viz popis níže) v souladu se soudobými technickými možnostmi tak, aby data, která o bolidech získáme, byla co nejpodrobnější, nejúplnější a nejpřesnější. Zároveň s tím neustále rozvíjíme vlastní metody zpracování a interpretace těchto vlastními prostředky získaných dat. Díky tomu máme v tomto oboru astronomie výsadní postavení ve světovém měřítku po řadu desetiletí.

Níže je stručný popis toho jak tento experiment Evropské bolidové sítě u nás vznikl, rozvíjel se a detailněji je pak popsán jeho aktuální stav.

1. Historie

Zásadním milníkem pro vznik bolidové sítě na našem území (a zároveň i ve světě) bylo fotografické zaznamenání prvního pádu meteoritu s rodokmenem (tedy se známým původem ve Sluneční soustavě), tzv. příbramských meteoritů ze 7. dubna 1959. Byl to výsledek tehdy pouze dvojstaničního fotografického sledování meteorů, které probíhalo od roku 1951 v Ondřejově a v době přeletu bolidu na druhé stanici v obci Sedlec-Prčice. Bolid letěl tak vhodně, že přestože se tenkrát nejednalo o celooblohové pozorování, tak byl dobře zaznamenán kamerami na obou stanicích (obrázek 1) a díky brilantnímu zpracování těchto záznamů především Dr. Zdeňkem Ceplechou (obrázek 2) byl také velmi důkladně a přesně popsán. Když k tomuto podrobnému popisu byly nalezeny ještě 4 meteority (obrázek 3), byl tento významný světový primát na světě. Byl to první případ na světě, kdy lidstvo mělo v rukou mimozemskou horninu a znalo její původ.

Obrázek 1. Baterie deseti fotografických kamer v Ondřejově, z nichž některé zachytily průlet bolidu Příbram. Nad kamerami jsou dva sektory sloužící na určování rychlosti bolidu. Na obrázku je také pozorovatel Miroslav Novák, který kamery dlouhodobě (až do roku 1993) obsluhoval, nicméně v době přeletu bolidu Příbram to byla teprve jeho šestá pozorovací noc.

Obrázek 2. Výzkum bolidu a meteoritů Příbram vedl Dr. Zdeněk Ceplecha, který prohlíží největší a zároveň první z nalezených meteoritů, meteorit Luhy (váha 4,45 kg).

Obrázek 3. Nalezené příbramské meteority. Zleva doprava: Luhy, Dražkov, Hojšín (v ruce) a Velká (rozdělen do 2 kusů).

Tento mimořádný úspěch tehdy československé astronomie inspiroval Dr. Ceplechu ke snaze takový výsledek zopakovat a hlavně získat podobná data o mnohem větším počtu těles této kategorie (tedy větších meteoroidů), o kterých tehdy nebylo známo prakticky nic. A jelikož se jedná o místně i časově velmi vzácné jevy, bylo nutné z daného místa zaznamenávat pokud možno celou oblohu a zároveň těmito pozorováními pokrýt co největší území. Z tohoto důvodu tým kolem Dr. Ceplechy vyvinul první jednoduchou celooblohovou kameru založenou na fotografování vypouklého zrcadla (obrázek 4) a tyto kamery byly od roku 1963 postupně rozmisťovány po celém území tehdejšího Československa. Kamery stejného typu, vyrobené v ústavu Maxe Plancka v Heidelbergu v tehdejším západním Německu, byly od roku 1968 rozmístěny nejen na území Německa, ale i v Rakousku a díky úzké spolupráci mezi naším a německým týmem vznikla postupně tzv. Evropská bolidová síť, jejíž centrum bylo v Ondřejově. Obloha byla těmito přístroji zaznamenávána jednoduchým fotoaparátem na kinofilm, a tudíž rozlišení nebylo příliš velké. Přesto se však podařilo zaznamenat a na tu dobu i velmi dobře popsat desítky větších bolidů nad střední Evropou – ukázka bolidu vyfoceného touto kamerou je na obrázku 5. Příbramský úspěch se však touto technikou zopakovat nepodařilo. Zatímco německá část sítě pracovala jen s malými úpravami se stejným vybavením několik desítek let (celkem víc než 50 let), naše část prošla několika zásadními modernizacemi, které jednak významně zvýšily přesnost a rozsah získaných dat a také nezanedbatelně zvýšily efektivitu pozorování.

Obrázek 4. Zrcadlová celooblohová kamera na hvězdárně v Ondřejově – základní přístroj první bolidové sítě na světě.

Obrázek 5. Snímek bolidu „Čechtice“ z 15. října 1968 (jasná světelná stopa začínající poblíž zenitu (středu snímku) a pokračující přibližně jižním směrem) pořízený zrcadlovou celooblohovou kamerou z Ondřejova. Protože tato kamera je pevně spojená se zemí a fotila na jeden snímek celou noc, tak stopy hvězd jsou různě dlouhé části kružnice podle jejich vzdálenosti od nebeského pólu, který na snímku zjednodušeně můžeme brát jako polohu Polárky, která je na obrázku zobrazena téměř jako bod.

První zásadní modernizace začala v roce 1974, kdy byl vyvinut nový podstatně kompaktnější typ celooblohové kamery (viz obrázek 6), který byl založen na používání velkoformátového objektivu typu rybí oko Zeiss Distagon s ohniskovou vzdáleností 30 mm a světelností 3,5. Tyto kamery během 3 let kompletně nahradily dosud používané zrcadlové kamery. To byl zásadní pokrok v přesnosti získaných dat, celá obloha zaznamenávaná nejprve na fotografické desky a posléze na plochý film měla v průměru 8 cm. Tím velmi výrazně stouplo rozlišení a v kombinaci s vysokou kvalitou těchto objektivů přirozeně i přesnost, která neměla do té doby obdoby. K tomu, díky velké světelnosti a vyšší citlivosti používaných fotografických desek či plochých filmů, výrazně stoupl i počet zaznamenaných bolidů. Navíc díky pointované verzi těchto kamer, kterou jsme provozovali paralelně s pevnou kamerou na dvou stanicích (Ondřejov a Churáňov na Šumavě), bylo možné určit i čas přeletu zaznamenaných bolidů. Příklady snímků s bolidy pořízených těmito kamerami jsou na obrázku 7. Souběžně s těmito celooblohovými kamerami jsme v Ondřejově za účelem pořizování spekter jasných bolidů provozovali ještě baterii velkoformátových kamer, která ovšem pokrývala jen část oblohy (pás v rozmezí 30–60 stupňů výšek nad obzorem). Ukázka záznamu takového spektra je na obrázku 8. Pořád ale bylo nutné naše kamery obsluhovat každou jasnou noc, což vyžadovalo značné nároky na jejich obsluhu a tedy na personál na jednotlivých stanicích. Tento stav trval až do další etapy modernizace naší bolidové sítě, tedy do její automatizace, která přišla s nástupem nového tisíciletí.

Obrázek 6. Nový podstatně kompaktnější typ celooblohové kamery, který byl založen na používání velkoformátového objektivu typu rybí oko Zeiss Distagon s ohniskovou vzdáleností 30 mm a světelností 3,5. Byl vyvinut v roce 1974 a během následujících 3 let tyto kamery kompletně nahradily dosud používané zrcadlové kamery na všech našich stanicích bolidové sítě.

Obrázek 7. Bolid „Mělník“ z 22. června 1979 fotograficky zaznamenaný pevnou a pointovanou kamerou typu rybí oko v Ondřejově. Kombinace těchto snímků sloužila k určení času přeletu bolidu. Přerušování světelné stopy bolidu na snímku z pevné kamery (v tomto případě 15× za sekundu) je způsobeno rotujícím sektorem těsně nad fotografickou emulzí a slouží k určení rychlosti tělesa v atmosféře. Pointovaná kamera se otáčí rychlostí otáčení Země kolem vlastní osy, a tudíž i když se jedná o 3 hodiny dlouhou expozici, tak hvězdy jsou zaznamenány jako body na rozdíl od pevné kamery a naopak objekty na obzoru jsou „rozmazané“. Bolid na snímku letí od jihu na sever, tj. na snímcích ze spodu nahoru.

Obrázek 8. Spektrum bolidu „Benešov“ ze 7. května 1991 vyfotografované spektrální kamerou v Ondřejově. Vlevo je část nultého řádu (tedy samotného bolidu), uprostřed celý první řád a vpravo je část druhého řádu spektra. Spektrum bolidu je přerušováno rotujícím sektorem s frekvencí 14,9 přerušení za sekundu. Jedná se o jedno z nejpodrobnějších spekter jaké kdy bylo od bolidu pořízeno.

2. Automatizace bolidové sítě (především té části EN, která přímo spadá pod správu a financování ASU)

Zcela zásadní zlom ve fungování a také efektivitě pozorování v té části Evropské bolidové sítě, která spadá pod přímou správu a financování Astronomického ústavu AV ČR přišel s novým tisíciletím. Tento další významný milník v činnosti naší bolidové sítě spočívá především v plné automatizaci pozorování a také v komplexnosti zaznamenaných dat. To znamená, že výstupem již není jen pořizování fotografických snímků, ale v první fázi automatizace i radiometrických záznamů (tedy průběhu svícení bolidů s vysokým časovým rozlišením, tzv. světelných křivek) a posléze s nástupem digitální techniky další důležité rozšíření o video záznamy a také spektrální záznamy. K tomu se přidalo ještě i rozšíření bolidové sítě o další stanice. To vše dohromady přineslo jednak řádově vyšší efektivitu pozorování, tzn. zcela zásadní zvýšení počtu zaznamenaných bolidů (z několika desítek na více než tisíc ročně!) a také, což je neméně důležité, i kvalitu a komplexnost informací o každém zaznamenaném bolidu. To s sebou samozřejmě přineslo i významný nárůst objevných výsledků, což je přirozeně hlavní smysl provozování celého tohoto rozsáhlého experimentu.

To vše bylo možné uskutečnit nejen díky mimořádnému úsilí malého týmu (menší části naší pracovní skupiny) zapojeného přímo do tohoto experimentu, ale také díky zásadní finanční podpoře ze strany Akademie věd ČR, kde nejprve v rámci první automatizace provozu sítě od roku 1999 do roku 2005, byl tento experiment významně investičně podpořen nejprve vývojem a následně i výrobou a tedy vybavením všech stávajících stanic bolidové sítě novou automatickou bolidovou kamerou (viz obrázek 9).

Obrázek 9. První automatická bolidová kamera pro pozorování bolidů (AFO) na stanici Kunžak. Tato plně automatická kamera, spíše však tomu odpovídá kvůli komplexnosti typu záznamů termín observatoř, zaznamenává bolidy fotograficky, fotoelektricky a akusticky. Základní zobrazovací systém zůstává objektiv typu rybí oko Zeiss Distagon 3,5/30 mm a fotografické záznamové médium je plochý film o rozměru 9×12cm. Zásobník filmů má 32 pozic a vystačí přibližně na 1 měsíc provozu. Základní parametry a výhody AFO jsou taktéž popsány v obrázku.

Tato automatizace spočívala především v tom, že na pořizování snímků nebylo již třeba lidské obsluhy. Kamera si sama správně vyhodnotila stav počasí v předem daném intervalu pro pozorování a podle toho pořizovala celooblohové snímky oblohy. V každé noci to byl buď jeden snímek v případě bezměsíčných nocí, nebo byla expozice rozdělena na dva snímky a to s Měsícem a bez Měsíce. V kameře byl zásobník na 32 filmů, což v průměru stačilo na jeden měsíc provozu bez nutnosti zásahu obsluhy. I když focení stále ještě probíhalo na ploché filmy (ukázka snímku bolidu pořízeného touto kamerou je na obrázku 10), tak významným přínosem bylo, že tato kamera již byla vybavena radiometrem, tj, citlivým a rychlým fotometrem. Zásadní parametr tohoto radiometru je nejen citlivost, ale také časové rozlišení, přičemž nejprve to bylo 500 vzorků za sekundu a od roku 2009, kdy jsme vyvinuli radiometr druhé generace, už je to 5000 vzorků za sekundu (při zachování citlivosti přístroje). Toto řádové zvýšení časového rozlišení nebylo samoúčelné, neboť z předchozího provozu jsme zjistili, že častokrát se na světelné křivce bolidů vyskytují velmi krátké řádově milisekundové záblesky, a tak bylo nutné popsat i tyto mimořádně krátké jevy, o kterých se předtím nevědělo. Nasazení radiometrů do standardního provozu sítě byl velmi významný pokrok, neboť nejen že jsme měli podrobné světelné křivky bolidů (obrázek 11), ale co bylo neméně důležité, i přesný čas bolidu (na minimálně setiny sekundy!), což dříve bylo možné jen díky kombinaci snímků z pevné a pointované kamery, které byly jen na dvou stanicích, takže k mnoha zaznamenaným bolidům tento údaj buď zcela chyběl, nebo nebyl spolehlivý. Další neméně důležitá funkce radiometru spočívá v tom, že se v reálném čase přímo v kameře tato data vyhodnocují a pomocí vyvinutého algoritmu se přímo detekují jevy, které odpovídají bolidům a kamera tak sama takto v reálném čase vyhodnotí, že zaznamenala bolid a odešle o tom zprávu na vybrané adresy. Tyto radiometry jsou standardní součástí každé naší kamery. Díky komplexnosti tohoto přístroje již ho správně nenazýváme kamerou, ale automatickou bolidovou observatoří, nejprve analogovou (zkratka AFO) a po zavedení digitální techniky její digitální verzí (DAFO).

Obrázek 10. Celooblohový snímek bolidu z 10. října 2010 pořízený automatickou bolidovou kamerou AFO na stanici Lysá hora. Délka expozice tohoto snímku je 10 hodin a 35 minut.

Obrázek 11. Ukázka radiometrického záznamu světelné křivky bolidu z předcházejícího obrázku (EN101010) pořízená stejnou kamerou AFO na stanici Lysá hora. V tomto případě se jedná o původní radiometr s časovým rozlišením 500 vzorků za sekundu. Pro srovnání je přidán i výřez z celooblohového snímku tohoto bolidu.

3. Digitalizace bolidové sítě a její aktuální stav (především té části EN, která přímo spadá pod správu a financování ASU)

S nástupem digitální fotografie a techniky vůbec a díky ještě větší finanční podpoře, která spočívala v udělení prestižní Akademické prémie vedoucímu bolidové sítě Dr. Pavlu Spurnému v roce 2012 (převzal vedení bolidové sítě od zakladatele Dr. Z. Ceplechy v roce 1993), došlo k ještě většímu, dá se říci bez nadsázky, k převratnému modernizačnímu kroku, kdy nejen že veškeré pozorování bylo plně zautomatizováno, ale díky moderním technologiím, které jsme byli schopni díky všem předchozím zkušenostem plně využít, celý experiment ještě více zefektivnit, rozšířit a i veškeré procesy s pořizováním, přenosem a zpracováním dat zcela zásadně urychlit. Tento proces, který až do této doby znamenal nejprve přebíjení zásobníků s filmy na stanicích (to bylo nutné v průměru každý měsíc), následně fyzický transport pořízených snímků do Ondřejova, poté jejich vyvolání, skenování a až pak teprve proměřování a vyhodnocování, což bylo vše v řádu dnů, nebo spíš několika týdnů, digitalizace změnila tak, že všechna tato data máme online v reálném čase a zcela automaticky. Jak už bylo zmíněno, s digitální érou se velmi významně zvýšila efektivita pozorování, tedy nejen kvalita ale také kvantita, tedy počet zaznamenaných bolidů. Je to dáno jednak tím, že digitální kamery (DAFO – viz obrázek 12) mají větší citlivost než všechny předchozí kamery používané v naší bolidové síti a to je ještě podpořeno taktéž větší citlivostí video kamer, které aktuálně používáme.

Obrázek 12. Digitální automatická bolidová kamera (observatoř) pro pozorování bolidů (DAFO) na stanici Kunžak. Tato plně automatická digitální observatoř, zaznamenává bolidy fotograficky a fotoelektricky. Základní parametry a taktéž i výhody AFO jsou popsány v obrázku.

K tomu se ale významnou měrou přidává i fakt, že DAFO lépe využívají pozorovací čas. Jednak není nutné zahajovat expozici při úplně jasné obloze, tedy nejsou kladeny tak striktní nároky na vhodné pozorovací podmínky a tudíž je významně lépe vykrytý pozorovací čas, který se navíc významně prodloužil o soumrakové období, protože expozici lze začít významně dříve a skončit déle, protože lze během pozorování podle stupně nasvícení oblohy vhodně měnit citlivost kamery. Celkově jas pozadí nehraje nyní tak významnou roli na počet zaznamenaných bolidů jako u předchozích používaných typů kamer, kdy se exponovalo klasickou metodou na fotografickou emulzi. To hraje i velmi důležitou roli při exponování oblohy při nocích, kdy výrazně svítí Měsíc. Velmi důležitým doplňkem výrazně zvyšujícím komplexnost našich pozorování je spektrální verze těchto základních přístrojů naší sítě, tzv. SDAFO. SDAFO jsou rozmístěné přibližně na polovině našich stanic a pořizují spektra pro bolidy jasnější jak -7. magnituda – další podrobnosti viz také stránka o spektroskopii bolidů. Ukázka bolidu zachyceného zároveň v přímém světle (DAFO) a spektrálně SDAFO je na obrázcích 13 a 14. Zároveň pro tento bolid je na obrázku 15 i radiometrická křivka ze stejné DAFO, tedy již s časovým rozlišením 0,2 milisekundy, tedy 5000 vzorků za sekundu.

Obrázek 13. Celooblohový snímek bolidu z 27. února 2017 EN270217_023122 pořízený digitální automatickou bolidovou kamerou DAFO na stanici Kocelovice. Délka expozice tohoto snímku je 35 sekund. Bolid na snímku letí od JZ téměř přes zenit na SV. Přerušování světelné stopy je způsobeno elektronickou clonou 16krát za sekundu (celá sekunda je dvojnásobný úsek) a slouží k určení rychlosti a brždění tělesa v atmosféře.

Obrázek 14. Fotografické spektrum téhož bolidu EN270217_023122 pořízené digitální automatickou spektrální kamerou SDAFO na stanici v Kunžaku, které poskytuje důležité informace o složení původního meteoroidu.

Obrázek 15. Ukázka radiometrického záznamu světelné křivky bolidu z předcházejícího obrázku (EN270217_023122) pořízená stejnou kamerou DAFO na stanici Kocelovice. V tomto případě se jedná o radiometr druhé generace s časovým rozlišením 5000 vzorků za sekundu. Pro srovnání je přidán i výřez z digitálního celooblohového snímku tohoto bolidu.

Nezanedbatelnou výhodou DAFO oproti AFO jsou též významně menší rozměry a váha DAFO, která je podstatně kompaktnější a lehčí, tudíž se s ní daleko snadněji manipuluje a snadněji se pro ní vybírá a připravuje stanoviště. Navíc jsou na každé naší stanici fotografické kamery DAFO doplněny jednou či více videokamerami, které slouží především k lepšímu popisu dynamiky, fragmentace a na některých stanicích (Ondřejov a Kunžak) i spekter zaznamenaných bolidů (obrázky 16 a 17).

Obrázek 16. Baterie citlivých IP video kamer s rozlišením 2688 × 1520 px (4 Mpx) na stanici v Kunžaku. Tyto kamery jsou vybaveny spektrálními mřížkami s 1000 vrypy na mm a data jsou pořizována s frekvencí 25 snímků za sekundu.

Obrázek 17. Příklad složeného záznamu velmi jasného kometárního bolidu pořízeného spektrálními video kamerami v Kunžaku. Na horním snímku je přímý složený snímek bolidu (nultý řád) a část -1. řádu. Na spodních snímcích je složený záznam ze sousedních kamer, kde je 1., -1. a části 2. a -2. řádu. Bolid v maximu dosáhl absolutní jasnost -14 magnitud.

Další důležitý přínos těchto videokamer spočívá v tom, že je možné zaznamenávat i velmi jasné bolidy během dne, tedy když je Slunce nad obzorem a fotografické kamery ještě nepracují – kompozitní snímek z videozáznamu takového denního bolidu je na obrázku 18. To sice nepřináší velké počty zaznamenaných bolidů navíc, ale zato jsou to již velmi jasné bolidy, které s větší pravděpodobností končí pádem meteoritů, a tudíž jsou to ty obvykle nejdůležitější případy. A poslední námi vyvinutý přístroj, který v naší bolidové síti využíváme, je velmi rychle naváděná video kamera, tzv. FIPS (Fireball Intelligent Positioning System – viz obrázek 19), která v detailu sleduje let bolidu s frekvencí 60 snímků za sekundu a slouží k detailnějšímu popisu morfologie jevu bolidu včetně jeho fragmentace v atmosféře (viz obrázek 20).

Obrázek 18. Kompozitní snímek z videozáznamu pořízeného IP kamerou na stanici Veselí nad Moravou ukazuje průlet denního bolidu EN250622_195416, který skončil pádem meteoritů u obce Pusté Úlany na západním Slovensku.

Obrázek 19. Rychlonaváděcí systém FIPS (Fireball Intelligent Positioning System) se skládá ze dvou částí, celooblohového detekčního systému (vlevo) a sledovacího rychle naváděného systému (vpravo). Ten je vybavený citlivou videokamerou s frekvencí 60 snímků za sekundu a slouží k popisu morfologie zachyceného bolidu.

Obrázek 20. Ukázka výřezů z detailního videozáznamu bolidu EN260623_204511 pořízeného rychlonaváděcím systémem FIPS na observatoři v Ondřejově. Tento záznam slouží k podrobnějšímu zkoumání fragmentace meteoroidu. Relativní čas pro jednotlivé snímky je vztažen k absolutnímu času 20:45:11 UT.

Toto všechno ale zcela zásadně změnilo náš přístup k práci s daty. Každá stanice vyprodukuje každý den desítky gigabytů dat a tak bylo potřeba vyvinout nový systém jak tato data přenášet, předzpracovávat a archivovat vše, co může být třeba v budoucnu potřebné i pro jiné účely. Navíc tato data musí být pro následnou práci trvale přístupná. To samozřejmě znamená, že jsme museli pro toto vše vybudovat patřičné zázemí. Pro vlastní správu těchto dat jsme pořídili velmi výkonné a kapacitní servery, které v současné době mají úložnou kapacitu téměř 700 TB dat (viz obrázek 21). Navíc musí mít dostatečnou výpočetní kapacitu, aby bylo možné rychle po každé noci všechny pořízené a na serveru průběžně během noci uložené snímky prohledat a nalézt a spárovat zaznamenané bolidy. Tato práce není zcela automatizovaná, aby nic důležitého neuniklo, tak to vyžaduje odborný dohled a finální potvrzení zaškoleného pracovníka. Velmi významnou nadstavbou toho všeho je pak databáze, kde jsou všechny bolidy archivované a k nim se postupně po změření a spočítání přidávají i výsledky, se kterými dál pracujeme.

Obrázek 21. Servery pro správu dat z Evropské bolidové sítě. Kromě vysokého výpočetního výkonu disponují i vysokou diskovou kapacitou o celkovém objemu dat téměř 700 TB.

Aktuální rozmístění stanic a vybavení jednotlivými přístroji je na obrázku 22 a jejich souřadnice v tabulce 1. Těmito stanicemi efektivně pokrýváme území o rozloze kolem jednoho milionu km² – viz obrázek 23. To nám umožňuje získávat údaje o bolidech prakticky v reálném čase na velkém území střední Evropy.

Obrázek 22. Současný stav rozložení stanic centrální části Evropské bolidové sítě. Na všech 21 stanicích jsou moderní digitální celooblohové automatické bolidové kamery (DAFO) + na 10 stanicích širokoúhlé spektrální bolidové kamery (SDAFO) + na 2 stanicích rychlonaváděcí systém FIPS a na stejných dvou stanicích celooblohový spektrální video systém ASVC. Celkem 15 stanic je v ČR, 4 na Slovensku a po 1 v Rakousku a Německu.

Obrázek 23. Území, nad kterým zaznamenáváme bolidy (zvýrazněná elipsa). Efektivně pokrýváme území většiny střední Evropy o rozloze kolem jednoho milionu km².

To jak změnila digitalizace naší práci, nejlépe dokumentuje počet zaznamenaných bolidů – viz tabulka 2. V této tabulce jsou data za posledních 10 let, kdy naše stanice byly vybaveny již jen digitálními kamerami a je z nich zřejmé, že vícestaničních bolidů, tj. takových, ke kterým lze získat úplná data minimálně o atmosférické a heliocentrické dráze, je v průměru více než 1300 za rok. To je za jeden rok tolik, jako za celou existenci sítě před její automatizací, tj. za prvních 40 let! Současná kapacita našeho týmu nám však neumožňuje našimi standardními metodami zpracovat úplně všechny tyto případy, a tak určitá část zahrnující až na výjimky především ty velmi krátké a zároveň i málo jasné bolidy, od kterých lze očekávat výsledky, které by neodpovídaly našim vysokým standardům spolehlivosti a kvality, zatím zůstává nezpracovaná. Nicméně především k těm jasnějším a na trvání delším, ke kterým máme úplné záznamy ze všech druhů přístrojů (tj. nejen fotografické snímky, ale i videozáznamy a radiometrické a spektrální záznamy), máme tak komplexní data a v takovém rozlišení, že nám umožňují popsat každý takto zaznamenaný bolid v takové přesnosti, rozsahu a úplnosti jako nikdy předtím. Nedílnou součástí tohoto experimentu jsou vlastní, taktéž významně zdokonalené metody výpočtů a nově vyvinuté prostředky pro komplexní zpracování a analýzu našich dat. Úmyslně se však vyhýbáme zcela automatickému zpracování dat, které jak ze zkušenosti víme jednak nedokáže využít plný potenciál takto experimentálně různorodě získaných dat a hlavně nedokáže popsat daný bolid s takovou spolehlivostí a přesností, jakou lze našimi metodami dosáhnout. Zcela prvořadým cílem našeho snažení po celou dobu existence tohoto jedinečného experimentu není množství dat, ale především jejich kvalita, tedy přesnost a úplnost. A toto vše dohromady jednoznačně řadí tento experiment nejen v minulosti ale i aktuálně k těm vůbec nejlepším na světě.

4. Další úzce spolupracující části Evropské bolidové sítě

Významnou součástí Evropské bolidové sítě je aktuálně část která pokrývá především země Beneluxu a je spravovaná kolegy z Dutch Meteor Society (DMS). Je založena na sice jednodušších přístrojích, ale princip fungování odpovídá principům a standardům centrální části sítě, kterou přímo spravujeme.

Západní část EN se stanicemi ve státech Beneluxu začala v roce 1978 dvěma stanicemi v Nizozemsku, které pracovaly s analogovými fotoaparáty Canon AE-1 vybavenými objektivy Canon f/5,6-7,5 mm v Elsloo a Leidenu. Tyto stanice byly vybaveny starším typem rotujících sektorů umístěných před objektivy kamer, pracujících rychlostí 8,33 otáček za sekundu. Síť byla zřízena a provozována kolegy z DMS.

Od počátku digitální éry se síť rychle rozšiřovala. Na začátku roku 2025 síť pracuje s 15 stanicemi a další dvě se připravují. Rozmístění stanic je na obrázku 24. Stanice západoevropské části sítě využívají výrazně jednodušší kamery (viz obrázek 25) než je např. DAFO v centrální části sítě, ale co se zobrazovací techniky týče, tak je to stejné či velmi podobné. Tyto kamery jsou rovněž vybavené plnoformátovým fotoaparátem Canon EOS 6D s objektivem typu rybí oko Sigma f/3,5-8 mm a s elektronickým sektorem LC-Tec FOS pracující rychlostí 16 přerušení za sekundu s jednosekundovým označením na celé sekundě. Celkově je tato kamera výrazně menší, což je dáno např. tím, že je to vlastně jen zobrazovací část, řídící počítač a další komponenty musí být umístěné odděleně, obvykle uvnitř pozorovacího stanoviště. Tyto kamery také neposkytují zcela nepřetržité sledování oblohy (mají jen jeden zobrazovací systém na rozdíl od DAFO), protože neexponují během vyčítání pořízeného snímku, takže může dojít k určité ztrátě informace, pokud bolid letí právě v době vyčítání snímku. Kvalita snímků je navíc také rozdílná v tom, že zatímco kamery DAFO snímají oblohu přímo (objektivy jsou během expozice odkryté), tak tyto kamery mají objektivy trvale pod průhlednými kopulkami, což snižuje kvalitu zobrazení zvláště pro bolidy, které jsou pro danou kameru relativně blízko obzoru. Fotoaparáty Canon jsou v těchto kamerách ovládány softwarem poskytnutým Astronomickým ústavem AV ČR a snímky se přímo nahrávají na centrální server Evropské bolidové sítě v Ondřejově. Dvě stanice jsou vybaveny objektivy Zeiss Distagon f/2,8-15 mm se zabudovanými mřížkami jako spektrografy umístěnými v Dwingeloo a Utrechtu, další je plánována ve Wooldu. K tomu je od dubna 2023 v provozu vysokorychlostní fotometr stejný jako v kamerách DAFO pro zaznamenávání světelných křivek bolidů kombinovaný s celooblohovou videokamerou (ADJ) Astronomického ústavu AV ČR na meteorické observatoři Zdeňka Ceplechy ve Wooldu (viz obrázek 26) a další se plánuje od jara 2025 na stanici Dourbes nedaleko francouzských hranic. Tím by všechny jasné bolidy zaznamenané v západní části sítě měly mít standardně kvalitní fotometrická data jako je to v centrální části sítě. To je zásadní nejen pro přesnější a spolehlivější určování jasnosti bolidů a jejich počáteční hmotnosti, ale také pro určování dalších důležitých fyzikálních parametrů průletu meteoroidů atmosférou a modelování jejich fragmentační historie.

Navíc je v plánu další rozšíření této části Evropské bolidové sítě směrem k mateřské části tak, aby byly obě části EN lépe propojené, což bude znamenat nárůst vícestaničních bolidů mezi západoevropskou a středoevropskou částí sítě. K tomu dvě nedávno zřízené stanice v belgických Ardenách pokrývají i velkou část severní poloviny francouzského území, což znamená další významné rozšíření. Pro předběžné zpracování má DMS od kolegů z ASU AVČR licenci na používání jejich softwaru FishScan a FIRBAL. Předběžnou redukci provádí DMS, konečná analýza zajímavých vícestaničních bolidů je prováděná v Ondřejově.

Obrázek 24. Mapa stanic západoevropské části Evropské bolidové sítě. Jednotlivé stanice na území Holandska, Belgie a také Německa jsou označeny bílými čtverci s černým středem.

Obrázek 25. Celooblohová digitální kamera používaná na stanicích západoevropské části Evropské bolidové sítě.

Obrázek 26. Autonomní detektor jasu kombinovaný s celooblohovou videokamerou (ADJ) na meteorické observatoři Zdeňka Ceplechy ve Wooldu (Holandsko).