Телескоп с автонаведением и подключением к компьютеру

Обновлено: 04.07.2024

Автонаведение телескопа для астрофотографии глубокого космоса

Ниже я объясню, как начать использовать возможности автогида для астрофотографии дальнего космоса. Многие астрофотографы-любители не решаются усложнить и без того крутую кривую обучения, но правда в том, что автоматическое наведение камеры и телескопа не представляет особой сложности.

В течение нескольких лет я использую небольшой направляющий прицел с камерой с автоматическим наведением, чтобы делать более длительные выдержки через свой телескоп. С правильным оборудованием и небольшими пробами и ошибками вы удивитесь, как раньше жили без него.

На изображении выше показан рефрактор William Optics Zenithstar 73 с 50-миллиметровым направляющим прицелом и камерой, установленной сверху. Если вы хотите добавить небольшой направляющий прицел к существующей установке для астрофотографии, вы можете создать систему, используя выбранные вами компоненты, или инвестировать в готовый к работе комплект направляющего прицела.

Сведение к минимуму веса имеет много преимуществ, и миниатюрная система, подобная показанной ниже, является привлекательным вариантом для начинающих. Я начал с 50-мм оптического прицела Orion Mini Guide еще в 2011 году, и он до сих пор остается популярной стартовой системой для многих домашних тепловизоров.

Направляющий прицел ZWO 30 мм очень компактен и очень мало увеличивает вес вашего телескопа.

Базовое автогидирование для астрофотографии стало проще

Должен признаться, что на начальных этапах создания вашего первого комплекта для астрофотографии дальнего космоса автогид может показаться немного сложным. Хорошая новость заключается в том, что теперь доступны более компактные и доступные решения, чем когда-либо прежде.

Ниже я предложу вам несколько доступных решений для автоматического наведения, которые я лично использовал для управления рядом настроек телескопа. Их не так уж сложно настроить и запустить, и они могут значительно улучшить качество ваших изображений.

Концепция автогида

Независимо от того, снимаете ли вы цифровой зеркальной камерой или специальной астрономической камерой, съемка с более длительной выдержкой означает, что в одном снимке может быть записано больше света (или сигнала).

Вы часто обнаруживаете намного больше сигнала на объекте глубокого космоса за 5 минут экспозиции, чем за 30 секунд. Благодаря этому возможность получать изображения с длительной экспозицией с четкими и сфокусированными деталями становится настоящим преимуществом для астрофотографии.

Однако для этого требуется исключительная точность от экваториальной монтировки телескопа, поскольку она медленно отслеживает видимое движение неба. Даже малейшая периодическая ошибка может испортить изображение вашей цели на длинной выдержке.

По мере увеличения фокусного расстояния телескопа автогид становится все более важным. Это связано с тем, что сейчас мы «сэмплируем» меньшую (увеличенную) область ночного неба, которая потенциально может выявить наименьшую ошибку периода в вашей монтировке телескопа.

Это изображение туманности Вуаль было получено на доступной экваториальной монтировке с использованием автогида.

Автогидирование осуществляется путем отправки небольших поправок на монтировку телескопа по кабелю ST-4, соединяющему камеру гида с монтировкой. Вы также можете использовать автоматическое наведение, используя метод импульсного наведения, который использует прямое подключение вашего ПК к монтировке телескопа.

Говорят, что импульсное наведение (с экваториальной монтировкой, совместимой с ASCOM) приводит к повышению точности наведения. Это можно измерить с помощью инструментов, имеющихся в управляющем программном обеспечении PHD2, в основном по показаниям общей среднеквадратичной ошибки.

На протяжении многих лет я ясно давал понять на своем канале YouTube, что не слишком зацикливаюсь на этих ценностях. Однако, если вам нужен общий эталонный показатель, Джерри Лодригусс поделился полезной ссылкой в этой ветке Cloudy Nights:

Хорошая видимость (2 дюйма) составляет в среднем около 0,3 угловых секунды RMS в направлении.
Среднее значение видимости (2–3 дюйма) составляет в среднем около 0,5 угловых секунд RMS при наведении.
Плохая видимость (более 3 дюймов) составляет в среднем около 1,0 угловой секунды RMS в направлении.

Моя портативная установка для астрофотографии дальнего космоса с 50-мм направляющим телескопом William Optics 50 мм сверху.

Почему это полезно для астрофотографии

Современные экваториальные монтировки телескопов вполне способны компенсировать вращение Земли, для чего они и были разработаны. Тем не менее, астрофотография дальнего космоса (особенно с большим фокусным расстоянием) — очень требовательное приложение для любого начального уровня или промежуточной экваториальной монтировки.

В зависимости от того, какую монтировку телескопа вы используете, на изображениях длительностью всего 60 секунд могут проявляться незначительные ошибки в точности полярного выравнивания. Малейший дисбаланс в полезной нагрузке изображения может привести к нагрузке на шестерни в монтировке, что часто приводит к далеко не идеальным звездам на изображении с длинной выдержкой.

Устройство QHY PoleMaster отлично подходит для тех, кто хочет легко повысить точность полярной центровки. Обязательно ознакомьтесь с моим полным обзором этого электронного поляроскопа.

Даже при точном полярном выравнивании и идеально сбалансированной полезной нагрузке автогид часто необходим для достаточно плавного отслеживания объекта для астрофотографии. Это особенно верно для креплений GoTo начального уровня, таких как Sky-Watcher HEQ5 Pro, изображенный ниже.

Моя монтировка Sky-Watcher HEQ5 Pro с направляющей рефрактора, установленная на основной телескоп

Сама монтировка может иметь недостатки из-за изношенных шестерен или недорогих материалов, использованных в ее конструкции. Существует множество потенциальных виновников периодических ошибок в способности отслеживания вашего маунта. Взгляните на список обновлений, примененных к «гипертюнингованной» монтировке Celestron CG-5. Это отличный общий список причин, по которым ваше средство передвижения может не отслеживаться точно.

Полный осмотр головки крепления.
Полный демонтаж головки крепления.
Осмотр и очистка каждой детали — удаление всех металлических заусенцев, стружки, густой смазки и посторонних предметов.
Шлифовка и полировка движущихся внутренних деталей с высоким разрешением, обеспечивающая высокую гладкость внутренних металлических деталей и плавное скольжение вашего крепления.
Проверка и регулировка двигателей и энкодеров с заменой установочных винтов редуктора по мере необходимости.
Замена стандартных червячных подшипников на керамические гибридные подшипники.
Замена пластиковых подшипников на подшипники из ПТФЭ.
Повторная сборка с использованием высококачественной синтетической смазки.
Сброс зацепления червячной передачи.
Настройка параметров люфта в RA и DEC.

Если проблемы достаточно серьезные, даже автогид не поможет. По этой причине всегда лучше инвестировать в качественную монтировку для телескопа, которая зарекомендовала себя как надежный выбор для астрофотографии дальнего космоса.

К счастью, базового автогида достаточно, чтобы исправить большинство проблем, связанных с современными экваториальными монтировками. Использование автогида кардинально изменило типы изображений, которые я мог снимать на свой старый Celestron CG-5 (теперь Celestron Advanced VX).

Что я использую

В настоящее время я использую различные системы автогида на своих Sky-Watcher HEQ5 и Sky-Watcher EQ6-R Pro.

Я использовал несколько различных телескопов с автоматическим наведением, от Orion 50mm Mini Guide Scope до William Optics 72 APO Doublet. Если вы используете направляющий прицел для автоматического наведения, рекомендуется использовать прицел с фокусным расстоянием не менее трети основного прицела.

Внеосевое направляющее устройство решает эту проблему, используя исходное фокусное расстояние вашего телескопа, но может добавить вес и сложность вашей системе камеры. У обеих систем есть свои сильные и слабые стороны, но лично я предпочитаю простоту вспомогательного направляющего прицела OAG.

В следующем видео вы увидите, как я использую автогид, чтобы сделать 3-минутные снимки туманности Кокон с длинной выдержкой, используя цифровую зеркальную камеру и 73-мм телескоп. При использовании цифровой зеркальной камеры для астрофотографии дальнего космоса автогид не только позволяет снимать дольше, но и позволяет использовать дизеринг (который помогает уменьшить шум в сложенном изображении).

Вот полный список направляющих областей, которые я использовал в прошлом:

Мини-прицел Orion 50 мм
Направляющий прицел Starwave 50 мм
Направляющий прицел Starfield 50 мм
Направляющий прицел Starwave 60 мм
Направляющий прицел Starfield 60 мм
Дублет William Optics Z72 APO

В настоящее время я в основном использую 50-мм направляющий прицел William Optics, потому что он очень легкий и его легко установить на различные телескопы.

В этом маленьком телескопе используется система William Optics Rotolock, конструктивная особенность, которая надежно удерживает 1,25-дюймовую направляющую камеру. Я обнаружил, что очень удобно настраивать систему Rotolock для перемещения направляющей камеры внутрь и наружу оптической трубы для определения фокуса.

Направляющий прицел имеет фокусное расстояние 200 мм при F/4. Вам нужно будет вставить трубку в соответствующий набор колец для трубки или существующие кольца искателя на телескопе.

С 50-мм направляющим прицелом я чаще всего использую камеру ZWO ASI 290mm mini . Это не только высокочувствительная монохромная направляющая камера, но она также совместима с устройством управления Wi-Fi-камерой ZWO ASIair и программным обеспечением.

ASIAIR Plus имеет собственную программу автогида в приложении, которая взаимодействует с монтировкой телескопа так же, как это делает PHD2.

Что нужно для начала работы с автогидом

Основное оборудование, необходимое для успешной ночной астрофотографии с автонаведением, — это вспомогательный телескоп (направляющий прицел) и направляющая камера. Направляющий прицел устанавливается на ваш основной зрительный телескоп и обычно намного меньше. Камера с автоматическим наведением традиционно легче основной камеры для обработки изображений и часто включает в себя небольшой монохромной ПЗС- или КМОП-сенсор.

После правильного подключения к компьютеру с помощью соответствующего кабеля (в моем случае это кабель USB 2.0 A-штекер B-штекер) камера с автоматическим наведением будет транслировать изображение в режиме реального времени через направляющий прицел на ваш компьютер.< /p>

Как это работает

Основная задача вашей системы автогида – сфокусироваться и зафиксировать звезду в поле зрения направляющего телескопа. Камера будет непрерывно фиксировать короткие выдержки с помощью направляющей, обычно продолжительностью от 1 до 3 секунд.

Направляющая камера и монтировка вашего телескопа взаимодействуют друг с другом, чтобы поддерживать захват цели, внося тонкие коррективы в отслеживание. Это достигается с помощью отличного бесплатного программного обеспечения, разработанного Stark Labs.

Руководство PHD2

С помощью программного обеспечения для автогида, такого как PHD2 Guiding, наш компьютер может обмениваться данными с монтировкой телескопа. PHD2 Guiding является преемником PHD Guiding, которым я пользовался несколько лет до перехода на PHD2. PHD расшифровывается как "Push Here Dummy", и им очень легко пользоваться, если все правильно настроить.

Это программное обеспечение также может выполнять другие полезные задачи астрофотографии, такие как дрейфовое выравнивание, что полезно для тех, кто не может использовать Polaris для полярного выравнивания.

В начале 2017 года я обновил свою систему автогида, включив в нее более чувствительную камеру и улучшенный прицел:

PHD2 Guiding включает в себя пользовательский интерфейс, который позволяет вам вводить конкретный тип подключения и модель камеры автогида. В настоящее время я использую направляющую камеру Altair GPCAM2 (AR01030 Mono) с направляющим прицелом Starfield 50 мм. Эта комбинация работает очень хорошо, и в наши дни я трачу очень мало времени на все, что связано с автогидом.

При автогиде с монтировкой iOptron CEM60 я могу использовать функции дизеринга и автогида прямо с ноутбука на монтировку. Это означает, что мне больше не нужно подключать кабель ST4 к направляющему порту от камеры, так как интерфейс ASCOM взаимодействует с креплением напрямую.

Мой процесс

Прикрепите направляющую трубу 60 мм к башмаку искателя основного телескопа.
Установите камеру Altair GPCAM2 в направляющую.
Подключите камеру к компьютеру через кабель USB 2.0, штекер A-B.
Запустите наведение PHD2 и подключитесь к камере и креплению
Наведите курсор на цель, центр и кадр с помощью APT.
Очистить калибровку монтировки и запустить новую петлю в реальном времени (экспозиция 1 секунда)
Выберите «Инструменты» > «Автоматический выбор пометки».
Запустите процедуру калибровки PHD2 для звезды, выбранной PHD2.
Убедитесь, что функция дизеринга в APT выбрана на вкладке "Руководство".

Я использую частоту обновления в 1 секунду на Altair GPCAM2, чтобы отобразить ассортимент звезд в поле зрения. Важно убедиться, что направляющий прицел правильно сфокусирован, чтобы обеспечить точное отслеживание звезд. Когда работает PHD2, я обычно открываю окно «графика», чтобы следить за точностью отслеживания.

Пожалуйста, посетите раздел Изучение астрофотографии на этом сайте, чтобы изучить мои методы в реальных ситуациях на заднем дворе.

Что такое наведение вне оси?

Внеосевое наведение (или OAG) предполагает использование устройства, которое направляет звездный свет на вашу направляющую камеру с оптической оси основного телескопа. Это не влияет на вашу основную камеру, так как использует звездный свет, который находится «вне оси» и не попадает на вашу основную камеру.

Я использовал Lumicon Easy Guider для внеосевого автогида с моим iOptron SkyGuider Pro. Призма отправила полезные направляющие звезды на мою направляющую камеру ZWO ASI290mm min i, чтобы внести поправки в монтировку телескопа для астрофотографии с длинной выдержкой.

Использование OAG для автогида на iOptron SkyGuider Pro.

Независимо от того, какой метод автогида вы используете, цель проста. Для съемки изображений с большой выдержкой и круглыми острыми звездами. Если вы можете собирать в телескоп изображения продолжительностью более 3 минут, значит, ваша система автогида выполнила свою работу.

Заключительные мысли

Автогид – это то, о чем вы даже не будете думать, если настроите его правильно. Тех, у кого возникли проблемы с автогидом на раннем этапе, я призываю вас убедиться, что ваша монтировка телескопа правильно выровнена и сбалансирована (без заеданий кабеля), прежде чем пытаться диагностировать проблемы с автогидом.

Кроме того, не зацикливайтесь на числах и направляющих графиках в системе управления PHD2. Если вы гонитесь за цифрами, скорее всего, вы не фотографируете. Если вы делаете четкие 5-минутные снимки с фокусным расстоянием 1000 мм или более, скорее всего, ваша система автогида работает нормально.

Читайте также: