2014-01-06 14:42:528cm

2014-1-5‧8cm長焦屈折鏡之天文觀測技術

 2014-1-58cm長焦屈折鏡天文觀測技術
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」)。

 Google  Yahoo! 搜尋「8cm排序第一就是本格推理。在網路搜尋極軸修正極軸校正)、光軸校正漂移法周期誤差追蹤精度像場旋轉等多項名詞,一樣會很容易找上本格推理,不必非用8cm搜尋不可。


請參閱前篇
http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1326690584

  在1980年之後,天文望遠鏡的角色從觀測工具轉變為攝影鏡頭,市場上的望遠鏡焦長也為之縮短,短焦望遠鏡之所以會形成市場主流,筆者猜想多少和赤道儀的實用精度有關,如果使用焦長動輒1,000mm以上的望遠鏡進行追蹤攝影,即使是攜帶型的高精度赤道儀,也是難以自動追蹤不拖線的,如果焦長減少到800mm,高精度赤道儀就會有一定機率(並非100%)可以做到自動追蹤不用導星也不會拖線。
上面講到『赤道儀的實用精度,因為用家不具極軸管理技術,因此無法將赤道儀的精度全部發揮,即使使用光電導星,也沒辦法完全超越實驗室裡的精密度。

 

  以上這點是需要有一些幾何與機率計算作為佐證,但這次先不贅述,請放心筆者早晚會做交代,但是要先在此提醒一句,若是天文廠在三十年前就開始採用極軸管理技術,那麼天文廠的顧慮就完全消失了,追蹤攝影要做到焦長幾千mm都是No Problem回頭來看這真是命運的捉弄呢。現在很多針對望遠鏡的討論,都是以挑選鏡頭的觀點出發,但天文觀測不是這麼一回事,天文觀測看似比一般風景人物攝影要來得嚴酷,但實際上這裡面有些條件是反而比風景人物攝影要來得寬鬆很多的,用比較乾脆的一句話來講,就是有些自詡天文觀測者被市場誤導,以致於脫離天文觀測的技術本質,但這不全是天文廠的錯。

 

  十幾年前筆者翻閱日本天文誌,發現有位先生在冰天雪地用10吋折反射鏡擴大攝影拍攝較暗的星雲(當然是用底片曝光40分鐘以上),合成焦距是10,000mm以上,當時自動導星ST-4才出現不久,他應該是以導星目鏡手工導星,在當年的這種作業狀況下,稍亮星點的直徑有木星的五分之一以上也是合理的(光電導星者要注意這點),當年筆者在兩期天文誌看見他的入選作品,雖然當年被誇為超高精度天文攝影技術,但考量到最近兩三年在網路越來越難搜尋到他的狀況,因此不該在此提起隱居前輩的大名才是。

 

  如果是現在來做相同的攝影,極軸管理技術和數位攝影就可以幫上大忙,可以拍到更暗的星系。因為攝影期間不便走動聯誼,最好無人擾動附近地盤,筆者在家也是靠延長線在15公尺外一邊看電視一邊操作電腦與赤道儀馬達(在野外兩人一組作業較好,靠延長線在車內控制操作), 天文觀測終究是孤獨的真劍作業,不適合用來當作心理輔導的團體聯誼與催眠促銷場合。

 

  話說回來,在合成焦距是10,000mm以上的攝影場合,反倒是適合光電導星的(前提是極軸絕對正確,誤差接近1秒角),如果導星鏡的合成焦距也做到10,000mm以上,那麼光電導星的作用會更加確實,反正根本沒什麼找不到導星的問題(哪需要搞什麼離軸導星和型變,請參考下面附有表格說明),但在合成焦距是10000mm以上的追蹤攝影場合,挑剔一些是必要的,導星距離攝影天体越近越好,如此攝星鏡、導星鏡、尋星鏡、相機等四項的整體載重一樣可以控制在六公斤左右(如果赤道儀刻度盤夠大,連尋星鏡都可以卸下)。

 

  就算是短焦屈折鏡,也容易做到接近合成焦距10,000mm的擴大攝影。


  看過『2014-1-48cm長焦屈折鏡天文史』,就可以理解真正的天文攝影,已經不需要受限於赤道儀的精度限制,既然面對大型赤道儀精度是只贏不輸(大型赤道儀沒在每天調高極軸的啦),有在天文攝影的赤道儀都可以做到焦距10,000mm以上的攝影,雖然口徑小在集光力上面吃虧,但可以靠集中力彌補,筆者一點都不擔心口徑小,筆者擔心的是摸不清楚光害數據,因為這不是口徑對抗賽,而是光害對抗賽。無論口徑大小,面對的光害是一樣的,換句話說未必是口徑大的一方會贏,有時是瞭解光害的一方會贏。

 

  在社會行走也是一樣的,平價汽車先找到停車位就Lucky停進去了,稍後可能就會看到名車駕駛人還在繼續為了繞找停車位傷腦筋,這終究不是平價車與高級車的對抗,而是汽車與停車位雙方的撮合,也許對一般人來說這種撮合要靠運氣,但對技術者而言就不見得是這樣,一定會找出高勝率的方法。


   最後請容筆者再次提醒一下,天文觀測看似比一般風景人物攝影要來得嚴酷,但實際上這裡面有些條件是反而比風景人物攝影要來得寬鬆很多 ,因此天文觀測要『多用腦筋少用配件』,人家以瞄準狙擊為業的還不是就是觀測、轉刻度,哪還有什麼牽拖配件的。筆者認為有些人買太多配件,這些配件其實是個技術不足的輔具,使用輔具看似方便其實外行,反而是自曝其短的,其實技術沒那麼難練,即使自詡業餘者一樣也是要練技術的,何需一堆輔具來牽拖煩擾裝外行,只怕配件玩家還有一堆牽拖配件還沒接好,技術者已經開始輕快運作。大家面對的光害都是一樣的,在光害越厲害的地方,口徑大小的機能差距越小,口徑差距三、五倍以上也是一樣,當然這個前提是用家有充分的操作技術發揮望遠鏡的絕對性能,而不是望著型錄性能諸元人云亦云聽說轉述道聽途說學人亂比較一通,機材的機能限界是決定於內行用家的性能。

 

 

 


http://www.youtube.com/watch?v=oCE3ZyVgBOs
Only My Railgun [mad] [繁中字幕] [Traditional Chinese Sub]
有些玩家是看著天文望遠鏡型錄性能諸元幻想機能限界
其實只要適度介入操作技術就會超過原廠想像


 


http://www.youtube.com/watch?v=VYZ5yA1ML9Y

May'n - only my railgun [Animax Musix Fall 2011]

  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(在攝影實務立場,太亮與太暗的恆星不適合用來精密導星,同時不推薦北極星,原因在於大氣擾動過大會過度誤導,而非移動量小)。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的天球赤道座標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亮度適合的恆星都可以當作導星,為了科學實證還是請在氣流穩定良相時機多試一下。


  筆者既非資淺外行,也不是差不多先生,明知這一點確實違背國際坊間常識,但請趁四下無人忍著恥辱做次手工導星或光電導星就知道(筆者不具備也不會用、沒碰觸過光電導星設備故至今未做過實證,但早已有星野攝影入門同好低調證實做過光電導星實證並樂此不疲中),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,但北極星導入越準確越可以減輕假極現象)。


  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‧請萬勿奢望強求極望每次都能做到這種失格水準),修正方向如下圖。 

 這是國二程度作圖題導出結果,全部一次方計算,免用微積分

 

  如果可以隨意找亮星來導星,配合數位感光元件特性,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。

 

 

[注意]這張相片的SPC900NC攝影機插入方向是錯誤要再轉動
赤道儀停轉時
星點由左往右就是
攝影機方向正確
現在更簡單有很多便宜好用的『電子目鏡』可協助極軸校正


  以筆者本人技術立場來看,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反則不軌(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是有必要,但業餘小鏡沒有也不該面對這個顧慮,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項因素孰輕孰重,故為避免誣賴情事,客觀建議先做到下面這樣自動追蹤,俾利追究有無形變。  

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
即使把大氣擾動
誣賴為極軸偏差所致極軸偏差亦在0.00003度以下
用對方法第一次就可以100%做到
不必碰運氣矇好運

(這是筆者第一次用單星雙軸法校正因為是初體驗花了兩小時)
結論是準確的極軸是靠手指關節輕敲出來的自動化機械很難做到

 

   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 

  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,近三十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

http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1320892297

2010-05-04赤道儀北端要升舉多少角度才足以消除周期誤差的減速呢?http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1320922195

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)。

 

高度微動ネジ:1回転2
方位微動ネジ:1回転
1
僅靠這種微動不可能對準極軸‧因此要靠手指關節一直敲到準為止
筆者就是用這樣的架台,把赤道儀極軸校正到偏差0.00003度以下
極軸誤差低於大氣擾動‧不像漂移法會有0.03度的大幅偏差

這算是獨門手工藝嗎?只要花幾分鐘學會,每人第一次就會做到
針對野外光電導星者需要專業特急校正,
上面就是最佳程序