2011-4-18‧天文台望遠鏡的赤道儀架台為什麼會有水平偏移 ?
‧筆者追隨聖人的腳步,從小就很賤所以會做許多卑鄙的事情(論語:「吾少也賤故多能鄙事」)。
‧在 Google 和 Yahoo! 搜尋「8cm」排序第一就是本格推理。
看到上面影片就知道,隨著機車後輪轉動,機車就會向後方偏移。
就像機車一樣,不管是哪一種形式的赤道儀設計,仔細檢查整體就會發現一些不平衡的地方,運轉起來也是由東向西(而非由西向東),所以這些不平衡的靜置部位日久了就會產生偏移,有運轉動作的部位也會引發反向偏移(直升機也是一樣),因此長期使用固定設置的德式赤道儀,極軸前端日久就會偏移,而且南北半球不同,參考影片就知道原因,這又是一篇大型赤道儀改良論文了。
金屬熱脹冷縮的誤差對天文高精度觀測來說,算是很明顯的,所以高精度天文測量儀器算是一直處於不穩定狀態。在受到特定方向壓力場合,光是每天金屬熱脹冷縮,冷熱時候遇到的阻抗力量不同(就像上樓梯/下樓梯費力程度不同),就會讓極軸仰角推頂螺絲隨著冷熱交替而引發轉動日趨緊縮(即使螺絲金屬恢復原有體積,但卻因其間受壓推動螺絲轉動導致日趨緊縮),極軸仰角也隨之越來越低。
極軸有推頂式(左)與牽拖式(右)兩種‧都是由後方操作較為順手
所以極軸校正作業的說明應以操作者在赤道儀後方為準
所以固定設置的大型赤道儀架台偏差是可以預期的,像筆者自用小型8cm屈赤懶得校正極軸的話,往特定方向用手指關節敲幾下,也能讓極軸多多少少回正一點的。
有些重點還是要持續強調的,首先是選擇導星的問題,恆星的導星不需要選擇視野內的恆星,像拍M42星雲時,選擇天狼星或北極星都一樣可以當作導星的,因為單一極軸偏差事件對全天恆星的導星偏差是一樣的(也就是說全天每一個恆星的導星偏移偏移的方位角度都會是同步的,不能說100%完全沒差,但在一般攝影期間偏差量會遠低於大氣擾動),所以沒有找不到導星的問題,真正的問題是不知道全天隨便找一個超亮恆星都可以當作導星,這一點確實違背坊間常識,手工導星或光電導星做一次就知道,極軸誤差越小越有效(把北極星導入極望視野中央附近就夠了,不必精確準位,數學上的效果就足以充分成立了)。 在相同的極軸偏差場合,無論是用天狼星或北極星做為導星,兩者都會同時呈現幾乎100%相同的情形,連筆者也無法分辨兩者差異,所以完全沒必要以視野內的暗星做為導星,也不存在有找不到導星的問題。依據下表粗估上圖的極軸偏差只有0.008度角(28.8秒角‧請勿奢望強求極望每次做到這種失格水準),修正方向如下圖。
如果可以隨意找亮星來導星,這樣導星鏡組合的選擇性就寬廣許多,「窺管」就是下一 次瞄準配件進化,卻也會是一次逆進化。另外一個討論,就是很多導星不佳是技術不良所致,但是卻常把責任歸咎於望遠鏡剛性不足有形變,其實曝光也就那幾分鐘而已,現代數位攝影又沒有什麼相互則不軌(又稱互換則不依)之類的問題,不如擔心風吹要好好固定約束避免晃動比較實在,大家擔心剛性問題結果望遠鏡越買越重,其實導星失敗的責任分配比重如何分配,應該還有檢討空間,當然用光電導星來敷衍也是速效方法,有了光電導星就可以把很多問題打包起來拋諸腦後。 對於官派學閥的巨大望遠鏡而言,考量望遠鏡重力形變而做離軸導星離軸導星是有必要,業餘小鏡沒有這個顧慮,也不該把導星不良責任隨便誣賴到形變上頭,因為看相片就可以檢討出來,依據望遠鏡結構來看重力形變會有特別的方向性,誤判機率低於30%。不同的導星不良因素都有特徵可循,看相片可以稍微猜測出來各種因素比重 ,建議先做到下面這樣自動追蹤再追究有無形變。 做到這個程度導星超簡單‧赤道儀極軸偏差是難以估計的微小 (這是筆者第一次用單星雙軸法校正‧因為是初體驗故花了兩小時)
有些評估是說光電導星效果有好有壞,其實這也是有可能改善的,善於運用 極軸管理技術,可以讓光電導星的工作負擔降低很多,各方因素各退一步,光電感知和運作介入效率就會提升,在北半球只要極軸微微升舉就可以,升舉的角度計算可以參考以下連結,大家只要照自己的赤道儀精度做比例增減就可以,也就是精度6.5秒角的赤道儀要升舉0.2度。看到這裡會覺得一頭霧水是正常的,以上大多屬於在台灣本地多年來逐漸發展的技術,台灣以外文獻找不到是正確無誤,二十幾年來在台灣大約只有幾人理解,早先在本格推理全有見解沒有隱藏,逐篇參考就可以慢慢瞭解。
2010-04-26‧極軸管理理論最速實戰‧赤道儀卡卡篇 ※精度6.5秒角的意思是周期誤差全幅13秒角,高級赤道儀要加計大氣擾動全幅3秒角,例如精度4秒角的要以5.5秒角計算(周期誤差全幅11秒)。 |