2014-11-22

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding

「導星」的技術主要用在長時曝光深空天體或彗星時,在曝光的同時持續修正赤道儀的追蹤誤差(微調赤道的赤經赤緯軸,使另一隻用來導星的望遠鏡目鏡中的參考星一直留在十字刻度中間),這様就可以曝較長的時間不拖缐或者拖線輕微。如果曝光時間不長或使用錄影方式則使用自由追蹤即可,不需要到如此精度。
今日的雙軸馬達赤道儀許多都有支援自動導星,也就是修正動作全部由程式控制,導星鏡後方接上導星用的CCD,在使用者鎖定參考星後,變由程式來判別參考星的移動並驅動赤道儀馬達做修正,自動完成非常方便,而像個人使用的Pentax MS-3這種單軸馬達赤道儀就必須用手動來操作,即是「手動導星」。

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding
手動導星的設置,在赤道儀上除了搭載拍攝用的鏡頭或望遠鏡以外,還要另外搭載一隻用來導星的望遠鏡。若要導照片中的p75+k5(等效750mm)需要的導星鏡焦距約為927mm,也就是300mm的導星鏡要加上3倍以上的巴羅鏡。

導星鏡的(手動導星)設置,主要是一隻望遠鏡再加上一顆內有十字刻度照明的導星目鏡。因為手動導星需要的導星鏡焦距較常,通常會如圖加上巴羅鏡將焦距加倍,至於需不需要加上天頂棱鏡則看使用者拍攝天體的位置和自己的使用習慣,以舒適為主,因為手動導星是要非常專注的作業,眼睛必須持續盯著目鏡中的參考星即導星,兩手則隨時要微調赤道儀。以個人的Pentax Ms-3來說,就是一手握著控制赤經馬達的控制器,另一手則隨時準備調整赤緯軸的手動微調鈕。


手動導星鏡的焦距選擇需要與導星的目鏡焦距以及目鏡中的最小刻度做配合,不同的組合適合導的鏡頭焦距就不同。我使用的導星鏡 Vixen mini 60s 焦距為300mm,搭配一隻2倍巴羅鏡等於600mm,在使用LG-5 mm 導星目鏡的設置下,計算出的LG-5內十字刻度最小的尺度為   5.1 x 1000/600 = 8.5" 參考下表「不拖線的容許誤差」說明,則可知此導星設置適合的拍攝焦距極限約在450mm(容許誤差約9")左右,使用 Pentax K5這APS-C片幅的相機,換算下就是適合用在300mm以內的鏡頭。
若換使用2.5倍巴羅鏡時最小刻度則為6.8" 約可導600mm (搭配K5即400mm以下的鏡頭)。

不同焦距下拍攝要「不拖線的容許誤差」
圖表為不同焦距下拍攝要「不拖線的容許誤差」(此焦距是35相機的焦距,使用K5或其他APS-C片幅相機要再除以1.5),搭配導星設置時即是使導星目鏡內的最小刻度必須等於或小於鏡頭焦距的容許誤差值 。



高橋(Takahashi) LG-5 導星目鏡
高橋(Takahashi) LG-5 導星目鏡,內有紅色十字刻度照明。眼罩可旋轉來調整刻度的焦距。LED照明器可拆卸,許多不同廠牌的照明器前的螺牙規格相同因此可共用,這些照明器都可以調整亮度。
(導星目鏡除了用來導星以外,它也可以用來輔助以漂移法修正赤道儀,或觀測時用來將星體精確地引入視野正中央。漂移法可先將一顆參考星引入目鏡中央,然後以高速轉動極軸,接著將一條刻度線對齊參考星的移動路徑,接著停止赤道儀運動,然後以高倍觀察目鏡中星體的周日運動方向,便可以看出極軸的偏移)


高橋(Takahashi) LG-5 導星目鏡
高橋的LED照明器使用兩顆LR44紐扣電池(超商可買到),要準備備用電池。

高橋(Takahashi) LG-5 導星目鏡
注意最小刻度是比中央的圓圈還小。因為受到大氣擾動的因素以及眼視操作的細膩度限制,要把 星點調整到最小刻度間比只把星點保持在圓圈中困難許多,以圓圈的刻度為導星限制會比較容易,但可以導的焦距就比較短。



[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding,用轉的經常會轉過頭,所以改裝成用食指來敲。
因為赤緯手動微調鈕的轉動不好控制力道,用轉的經常會轉過頭,所以改裝成用食指來敲。赤緯軸的調整的細膩度是影響單軸馬達赤道儀手動導星的準確度的主要因素之一(赤經軸因為是用控制器驅動馬達以恆星時速度來微調非常細膩穩定, 所以不會有此問題)。目前仍持續思考赤緯調整是否有更好的方式,讓微調更細膩 。



(12/20 updated 已改裝加上赤緯微動馬達,請見>>赤緯微動改造)


(很喜歡這台赤道儀的工藝,它也沒有什麼問題的陪伴我記錄了許多有趣的時刻覺得很超值,暫時 沒有考慮換赤道儀。如果常需要十分、數十分鐘的精準曝光來拍美美的深空天體照片的需求的朋友就會需要一台可支援自動導星的赤道儀。)

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding
為了搭配手動微調赤道儀的方便,開始導星前我們會將導星目鏡中一條刻度線對準赤經軸轉動時星點移動的方向(理想上就是沿著星體周日運動的方向)。另一條垂直的刻度自然就是赤緯軸調整的方向。


[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding
導星時赤道儀的鳩尾座必須鎖成橫向的,鳩尾板上用來 載望遠鏡的筒箍也要改鎖這個方向。鳩尾板的另一邊是鎖上可以做兩個方向微動的導星雲台(便於尋找目標天體附近的較亮的星作為導星用參考星),用來載導星鏡。

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding。計時快門線,可設置曝光時間,曝光前的倒數時間
計時快門線,可設置曝光時間,曝光前的倒數時間,以及計時每秒是否發出聲音。手動導星拍攝時用這個快門線來拍攝會輕鬆很多,按下右上角的開始鈕之後使用者就可以專心盯著目鏡導星。
(此計時快門線 也可設置拍攝次數以及每次拍攝間的間隔時間,可用來做間隔攝影。)


以下的拍攝使用Pentax 75SDHF+K5(等效750mm)
導星使用Vixen mini 60s(300mm) 加 televue 2.5x 加 LG-5,理論上還不夠導P75(必須至少要用3倍以上的巴羅鏡),所以拖線是必然的。

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding。Pentax 75SDHF+K5(等效750mm)。導星使用Vixen mini 60s(300mm) 加 televue 2.5x 加 LG-5。
手動導星130秒

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding。Pentax 75SDHF+K5(等效750mm)。導星使用Vixen mini 60s(300mm) 加 televue 2.5x 加 LG-5。
手動導6分鐘,光害太嚴重,加了光害濾鏡,火焰還出不來。

[Pentax MS-3赤道儀] 手動導星 manual guiding。Pentax 75SDHF+K5(等效750mm)。導星使用Vixen mini 60s(300mm) 加 televue 2.5x 加 LG-5。
手動導星8分鐘,御夫座五車二。如果沒拉椅子來坐會很辛苦,腰彎久了會受不了。XD




PS.

幾種導星/十字照明( illuminated reticle)目鏡 。Vixen的 GA-4構造比較複雜,它 本身只是一個十字絲照明顯示裝置,並不包含目鏡,由使用者 依焦距需求搭配自己的一般目鏡來使用,GA-4本身附有一顆3倍巴羅鏡,另外它的十字絲的位置是可以調整的,也就是說參考星不必要在目鏡正中央,照明在下方且構造不同故不能和其他廠牌的照明通用。

另外還有一顆是Meade的12mm十字照明目鏡。
幾種導星/十字照明( illuminated reticle)目鏡
Vixen GA-4使用規格
GA-4使用規格

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