Как сфотографировать слабые небесные объекты Н.Ступишин презентация

Ю.Клевцова, M42, телескоп системы Клевцова D=300 мм, F=2890 мм, пленка
Fuji G-400, гиперсенсибилизирована в водороде, композиция двух снимков, выдержка 30 мин и 10 мин

докладе:

Съемка с длинными выдержками галактик, туманностей, звездных скоплений

Какое оборудование необходимо иметь, и как его адаптировать для астрофотосъемки

Как оптимально действовать и на что обратить внимание

Фото: Н.Ступишина, IC 1396 в Цефее, Телеар-Н, 3.5/200 мм, t=30 мин, Kodak Supra 400

вращение звездного неба.

Как выглядел бы процесс получения астроснимков,
если бы Земля не вращалась?

Что необходимо для компенсации вращения Земли:

Экваториальная монтировка с часовым приводом

Механизм для точного позиционирования полярной
оси астрографа на полюс Мира

Параллельный оптический канал (гид) для контроля
за звездой со специальным окуляром-гидом

Возможность вносить прецизионные коррекции
по часовому углу и склонению

И.Роговой, F=50 мм, выдержка около получаса

астрофотографии-МТ-1С

Экваториальная монтировка МТ-1С

Колонна НПЗ по жесткости лучше треноги для астросъемки

Имеется механизм плавной
регулировки угла наклона
полярной оси на основе
червячной пары от 0 до 70°

2- зубчатое колесо, 3- двигатель

часовому углу

коррекции +50% / -20%
скорости слежения: звездная,
солнечная, лунная
красный фонарик

В новой монтировки МТ-1С можно
корректировать скорость слежения по
часовому углу с помощью пульта управления

1. Схема работы от сети ~ 220 В
В блоке трансформатора напряжение понижается до ~12 В и
поступает в пульт управления, где преобразуется в =12В.
Затем пульт формирует сигнал с переменной частотой, который
поступает на двигатель.

2. Схема работы от АБ автомобиля =12 В
Сигнал от АБ автомобиля (от прикуривателя) поступает в пульт.
Пульт формирует сигнал с переменной частотой, который
поступает на двигатель.

Если у вас старая монтировка от ТАЛ-1М или ТАЛ-2 без пульта, то следует докупить пульт управления НПЗ для синхронного двигателя. После переделки соединительных разъемов он позволит корректировать скорость двигателя.

по склонению в МТ-1С

Пассивная методика борьбы
Перед началом съемки, понаблюдав за звездой, определить направление дрейфа по склонению
Покрутить микровинт в нужную сторону, выбрав мертвый ход
Запомнить направление вращение и вносить коррекции только в этом направлении

Если покрутить винт тонких движений МТ-1С по склонению,
меняя направление вращения, то звезда, вместо того, чтобы двигаться строго по линии, опишет на небе прямоугольник.

Амплитуда паразитного смещения телескопа от
10″ до 60″ для разных монтировок МТ-1С, МТ-2С

Явление «гистерезиса» возникает поскольку контакт винта тонких движений, с поводком происходит не в точке на оси винта, а на некоторой круглой площадке, поэтому возникает паразитный момент силы перпендикулярно оси винта, который пропорционален радиусу площадки контакта и силе трения. Это и приводит к смещению телескопа по прямому восхождению.

ось микровинта коррекции по склонению.

Н.В. Ступишин Как сфотографировать слабые небесные объекты СибАстро-2006

Активная методика борьбы

Нужно уменьшить пятно контакта поводка с винтом и снизить силу трения
между ними.

1. Выкручиваем стопорный винт на корпусе оси склонения МТ-1С, вынимаем ось и снимаем литую деталь (1) со стопорным и микрометрическим винтом (см. рисунок).

2. Выкручиваем по резьбе патрон (2) с пружиной, открутив предварительно фиксирующий стопорный винт (3).

3. Аккуратно выбиваем или высверливаем штифт (4), крепяший пластмассовый барашек (5) и снимаем его.

4. Вкручиваем микрометрический винт (6) внутрь и вытаскиваем через отверстие для патрона с пружиной.

5. Точно по оси винта сверлим отверстие (следует поручить это токарю) и запрессовываем в отверстие шарик от подшипника (7) диаметром 2-4мм, чтобы он на 1-2мм выступал над торцем винта.

3

1

2

5

6

7

4

гиде

Относительно легче обеспечить качественное
гидирование через основной телескоп

Можно снимать на камеры с фокусным
расстоянием до 300-500 мм и массой до 2-3 кг

Более мягкие допуски на точность установки
полярной оси

Съемка фотокамерой со штатным объективом
с использованием телескопа в качестве гида

Фотокамера (1) крепиться на
специальную площадку (2) на оси
склонения телескопа

астрографа?

Астрограф на базе ТАЛ-150П

На оси склонений установлен PENTAX АПО D=100 мм, 1:4

Гид D=50 мм, F=500 мм, 1.1 кг

Фото: Н.Ступишина, И.Рогового, М31, ТАЛ-150П (D=150 мм, 1:5) , t=40 мин, Kodak Supra 400

дополнительного гида

Требования к гиду:

Высококачественная оптика для обеспечения
максимальной проницающей силы при данном
диаметре объектива (рефрактор диаметром 50-80 мм)

Фокусное расстояние гида 0.5-1 от фокуса телескопа

Изломом оптической оси для удобства гидирования

Механизм юстировки относительно телескопа

Минимальная масса оптической трубы 1-3 кг

Трудности:

Лишаемся мощного гида – телескопа

Получаем гид слабее, а требования к
гидированию - выше

Выдержка обычно возрастает

Навесив дополнительный гид на трубу,
утяжеляем монтировку

Гид крепится к трубе телескопа

Фотокамера устанавливается в фокальной
плоскости телескопа

ведущей звезды

Окуляр-гид НПЗ, f=12.5 мм

Следует избегать попадания ведущей
звезды на светящийся штрих
иначе ее можно «потерять»

Правильное положение
ведущей звезды: внутри
специального перекрестия
без центральной части либо
над (под) одиночным
штрихом по δ

α

δ

Цена деления сетки 0.1 мм (100 мкм), толщина штриха 0.01 мм (10мкм)

началом съемки – погидировать в тестовом режиме 2-5 минут

Следует избегать выбора ведущих звезд, яркость которых находится на пределе видимости

При длительных выдержках положение
гидирующего должно быть удобным

Пульт управления следует ориентировать так чтобы кнопки коррекции скорости располагались вдоль движения звезды по прямому восхождению. Нажатие на правую кнопку должно приводить к смещению звезды в поле зрения вправо, на левую кнопку – влево.

Техника гидирования

оси

Использовать телескоп в
качестве искателя полюса

Меняя угол наклона и азимутальный угол полярной оси астрографа, устанавливаем
центр поля зрения точно на Полюс Мира.

Для успешного поиска полюса Мира следует заранее изучить карту полярной области.

Сначала добиваемся параллельности оптической оси телескопа и его полярной оси (см. рис.)

Для этого вращаем телескоп вокруг полярной оси с большой амплитудой не менее 90° и,
внося коррекции микрометрическим винтом по склонению, добиваемся, чтобы центр поля
зрения совпал с центром вращения.

Эту операцию легче всего провести по земным объектам до наступления ночи, направив полярную ось в горизонт.

Чтобы найти центра
поля, используем окуляр
с перекрестием

съемкой

Балансировка

Проводится, для минимизации нагрузки на двигатель

При балансировке астрографа по часовому углу необходим небольшой дисбаланс, для
выбора люфта, чтобы астрограф не находился в состоянии безразличного равновесия.

Кадрирование

Внимательно проследить, чтобы яркие звезды не оказались
за кадром у его внешней границы.

Можно заметно ускорить процесс кадрирования, используя
для визуализации слабых туманностей дип-скай фильтры,
такие как OIII, UHC, LPR.

Для наводки фотокамеры на объект съемки удобно использовать
лазерную указку 532 нм 50 мвт  (при темном небе упирается в звезду).

Фокусировка

Самый надежный метод для длиннофокусных астрографов - метод «ножа Фуко».

Для относительно короткофокусных объективов - по шкале расстояней на фотообъективе
с предварительным контролем по пробным снимкам.

«Плеяды», t=30 мин,
камера «Зенит»

сеть», PENTAX АПО D=100 мм, F=400 мм, t=30 мин

полюс Мира

К чему приводит неточная установка полярной оси:

Уходу звезды в поле зрения по склонению
Уходу звезды в поле зрения по прямому восхождению
Врашению поля зрения

Как бороться:

Компенсируется гидированием по склонению
Компенсируется коррекцией по прямому восхождению
Этот эффект полностью неустраним. Уменьшить врашение поля
можно, выбрав ведущую звезду как можно ближе к центру кадра.

на небесном меридиане (на юге):
Скорость ухода звезд по δ равна 0
Скорость вращения поля - MAX

На восточном и
западном меридианах:
Скорость ухода по δ - MAX
Скорость вращения поля равна 0

P – полюс Мира
P´ – точка, куда
направлена ось
астрографа

Когда один из эффектов - ухода звезды
по склонению или вращение поля достигает
максимума, другой зануляется

Если ошибка полярной оси
направлена вдоль меридиана
как показано на рис., то

звезд по склонению

Метод позволяет определить направление требуемых коррекций для компенсации
ошибки угла наклона и азимутального угла установки полярной оси, наблюдая за
направлением ухода звезды по склонению в поле зрения гида.

Если звезда на небесном меридиане (на юге) смещается вверх к югу (изображение
гида перевернутое), то монтировку надо поворачивать против часовой стрелки, если
вниз к северу, то – по часовой стрелке.

Если звезда на восточном меридиане (*) смещается вверх к югу (изображение гида
перевернутое), то северный конец полярной оси необходимо поднимать, если вниз
к северу – опускать.

Для точной установки полярной оси астрографа на полюс Мира этим методом потребуется
провести большое число итераций.

(*) - меридиан в экваториальных координатах соединяющий полюс с точкой востока на горизонте

Описан в книге Л.Л.Сикорук, М.Р.Шпольский, "Любительская астрофотография", «М.Наука», 1986 г. стр. 136.

звезду на небесном меридиане (на юге)
на высоте равной высоте Полярной звезды над горизонтом (ее склонение δ=2ϕ-90°).
Измеряем смещение звезды по склонению ΔδЮГ в поле зрения гида за 4 минуты (можно в делениях шкалы окуляра-гида).
Если звезда на небесном меридиане (на юге) смещается вверх к югу (изображение гида перевернутое), то монтировку надо поворачивать против часовой стрелки, если вниз к северу, то – по часовой стрелке.
Поворачиваем монтировку по азимуту в найденном направлении, чтобы звезда сместилась в поле зрения гида на величину 60ΔδЮГ.

Для коррекции угла наклона полярной оси выбираем звезду на восточном меридиане (на 90° к востоку от небесного меридиана) со склонением δ = 60-75°.
Измеряем смещение звезды по склонению ΔδВ в поле зрения гида за 4 минуты можно в отн. ед.
Если звезда на восточном меридиане смещается вверх к югу (изображение гида перевернутое), то северный конец полярной оси необходимо поднимать, если вниз к северу – опускать.
Меняем угол наклона полярной оси в найденном направлении так, чтобы звезда сместилась в поле зрения гида на угол 60ΔδВ.

3. Использовать количественный метод дрейфа звезд по склонению

Метод позволяет определить помимо направления также величину коррекции для угла наклона и азимутального угла установки полярной оси, по измерениям скорости ухода звезды по склонению в поле зрения гида.

Проанализирован в статье Н.В.Ступишина «Установка полярной оси астрографа на полюс Мира»
журнал «ЗВЕЗДОЧЕТ» №2 и №3 за 2001год