Ένα αστρονομικό, παραλλακτικό στήριγμα είναι απαραίτητο για ευκρινείς αστροφωτογραφίες με μακριές χρόνους εκθέσεως:
Μέρος 9: Χειρισμός ενός αστρονομικού στηρίγματος
Όταν μια κάμερα στερεωθεί σταθερά σε ένα κανονικό τρίποδο φωτογραφικής μηχανής, τα αντικείμενα του ουρανού απεικονίζονται ευκρινώς μόνο όταν ο χρόνος εκθέσεως δεν υπερβαίνει μια μέγιστη τιμή που εξαρτάται από την εστιακή απόσταση, την περιοχή του ουρανού που ελήφθη, το μέγεθος των pixels του αισθητήρα λήψης που χρησιμοποιείται και τις προσωπικές απαιτήσεις για μια εικόνα "ευκρινή".
Για παράδειγμα, με μία εστιακή απόσταση 3000 χιλιοστών, πρέπει να ληφθεί υπ' όψιν ότι από κάποια στιγμή και μετά, η απεικόνιση γίνεται ασάφεια αν ο χρόνος εκθέσεως ξεπερνά το 1/45 του δευτερολέπτου και η κάμερα δεν ακολουθεί την κίνηση του ουρανού. Ακόμα και όταν χρησιμοποιείται ένας φακός ευρείας γωνίας 24 χιλιοστών, μετά τα 10 δευτερόλεπτα του χρόνου εκθέσεως, οι αστέρες δεν απεικονίζονται πλέον ως σημεία, αλλά ως μικρές γραμμές.
Ο λόγος για αυτό είναι η περιστροφή της Γης. Ο ουρανός φαίνεται να περιστρέφεται πάνω από τους κεφαλούς μας από ανατολά προς δύση. Επομένως, όχι μόνο ο ήλιος και ο φεγγάρι, αλλά και οι πλανήτες και οι αστέρες ανατέλλουν στην ανατολή και δύοτ ξανά δύση. Ο πόλος περιστροφής αυτής της κίνησης είναι ο ουρανικός πόλος (στη βόρεια ημισφαίριο ο πόλος του ουρανού, στη νότια ημισφαίριο ο επίπεδος πόλος του ουρανού). Αυτό είναι το σημείο στον ουρανό όπου το επεκταθέν της γης τρυπά την "ουράνια σφαίρα", αν φανταστεί κανείς τον ουρανό ως ημισφαίριο. Οι κάτοικοι του βόρειου ημισφαιρίου έχουν ένα πλεονέκτημα: στην άμεση γειτνίαση του ουρανικού πόλου βρίσκεται η εύκολα εντοπίσιμη πολική αστέρας, που αναφέρεται επίσης ως "Βόρειος αστέρας".
Ο μοναδικός τρόπος για να υλοποιηθούν μακροχρόνιοι χρόνοι εκθέσεως και να απεικονίζονται οι αστέρες σαν σημεία παρά τι μικρές γραμμές, είναι να ακολουθείται η κίνηση του ουρανού από την κάμερα κατά τη διάρκεια του χρόνου εκθέσεως. Για αυτό απαιτείται ένα αστρονομικό στήριγμα, στο οποίο μια άξονα ευθυγραμμίζεται παράλληλα στη γήινη άξονα.
Αν αυτή η άξονα κινείται κατάλληλα με την ορθή ταχύτητα κατά τη διάρκεια της εκθέσεως, δημιουργούνται «σταθεροί» αστροφωτογραφίες. Συνήθως αυτή η κίνηση πραγματοποιείται από έναν ηλεκτροκινητήρα. Ένα αστρονομικό στήριγμα επίσης αναφέρεται ως παραλλακτικό ή ισημερινό.
Στοιχεία ενός παραλλακτικού στιρίγματος. Λεζάντα - δείτε το παρακάτω σχήμα:
• 1: Τρίποδο (Εναλλακτικά: Κολόνα)
• 2: Έλεγχος (στο εμφανιζόμενο περίπτωση: περίπλοκος υπολογιστικός έλεγχος με λειτουργία GoTo και βάση δεδομένων αντικειμένων)
• 3: Θέση προβολής του αστρικού τηλεσκοπίου αναζητητή πόλου. Βρίσκεται μέσα στην ώρα άξονα (4), της κατευθύνσης της οποίας υποδεικνύεται από την προσανατολισμένη βέλος.
• 4: Ώρα άξονας, που είναι η μοναδική άξονα που κινείται, όταν το στήριγμα ακολουθεί την περιστροφή του ουρανού. Στο κάτω άκρο βρίσκεται το τηλεσκόπιο αναζητητής του πόλου (3), το άνω άκρο είναι κλεισμένο με ένα καπάκι, το οποίο αφαιρείται όταν χρησιμοποιείται το τηλεσκόπιο αναζητητής πόλος.
• 5: Θέση της αξονικής διακλίσης, η οποία συνεχίζεται στο στάδιο αντίβαρο (12). Μια κίνηση γύρω από τον άξονα της διακλίσης δεν λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της ακολουθίας.
• 6: Ζεύγος βιδών που, μέσω πίεσης και αντιπίεσης, επιτρέπει τη ρύθμιση της γωνίας κλίσης (υψομέτρου) των ωριαίων αξόνων. Χρησιμοποιείται για την εκστρέθεια του στήριγμα. Αφού το στήριγμα εκτεθεί μια φορά, αυτές οι βίδες δεν ρυθμίζονται πλέον.
• 7: Ζεύγος βιδών που, μέσω πίεσης και αντιπίεσης, επιτρέπει τη ρύθμιση του αζιμούτ (οριζόντια "κατεύθυνση" του ωριαίου άξονα) (η πίσω βίδα είναι δύσκολα ορατή στο σχήμα). Χρησιμοποιείται για την εκστρέθεια του στήριγμα. Αφού το στήριγμα εκτεθεί μια φορά, αυτές οι βίδες δεν ρυθμίζονται πλέον.
• 8: Μήκη κλειδώματος του ώρια άξονα.
• 9: Μήκη κλειδώματος της αξονικής διακλίσης.
• 10: Οδηγός Ουραλένης για την τοποθέτηση ενός πρίσματος, προκειμένου να στερεωθεί ένα τηλεσκόπιο ή μια κάμερα στο στήριγμα.
• 11. Κλειδώματος βιδών που ασφαλίζει ένα πρίσμα εισαχθέν στον οδηγό Ουραλένης (10).
• 12: Αντίβαρο (στο σχήμα χωρίς αντίβαρο).
Αζιμουθικό Στήριγμα
Με ένα τρίποδο για φωτογραφική μηχανή δεν είναι δυνατή αυτή η ακολουθία κίνησης, ακόμα και αν η λεπτομερής ρύθμιση γίνεται πολύ ήπια. Αυτό αποτυγχάνει επειδή το πεδίο εικόνας περιστρέφεται κατά τη διάρκεια μιας μακράς εκθέσεως γύρω από την αστέρα που ακολουθ
Παραλλακτική στήριξη
Οι παραλλακτικές στηρίξεις υπάρχουν σε διάφορες εκδοχές. Κοινό σε όλες είναι ότι μια άξονα από αυτές στοχεύεται παράλληλα προς τον γεωγραφικό άξονα της Γης. Αυτή ονομάζεται ώριμη άξονας. Σε γωνία 90 μοιρών πρέπει να υπάρχει μια δεύτερη άξονας, η οποία ονομάζεται άξονας διάγωνος, για να μπορεί να στοχεύσει ένα τηλεσκόπιο ή μια κάμερα σε οποιοδήποτε σημείο του ουρανού.
Για τον ερασιτέχνη υπάρχουν ουσιαστικά δύο τύποι διαθέσιμοι: Η λεγόμενη "Γερμανική στήριξη" (ονομασμένη έτσι από τη χώρα όπου δραστηριοποιήθηκε ο εφευρέτης της, ο γερμανός οπτικός και φυσικός Joseph von Fraunhofer), και η στήριξη με δικές.
Δύο παραλλακτικές στηρίξεις: Η στήριξη με δικές (αριστερά) και η "γερμανική στήριξη" (δεξιά). Οι εισηγμένες κόκκινες βέλοι υποδεικνύουν τη θέση του ώριμου άξονα.
Γερμανική στήριξη
Αποτελείται από έναν άξονα σε σχήμα σταυρού και χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι από τη μια πλευρά του άξονα διάγωνος βρίσκεται το τηλεσκόπιο ή η κάμερα, ενώ από την άλλη πλευρά ένα αντίβαρο διασφαλίζει την ισορροπία. Ειδικά για τους αστροφωτογράφους αυτός ο τύπος είναι πολύ δημοφιλής και διαδεδομένος, επειδή ο ώριμος άξονας μπορεί να στοχευτεί εύκολα προς τον πολικό αστερισμό. Επιπλέον, το πλήθος των γερμανικών στηρίξεων είναι πλούσιο: Καλύπτονται όλες οι κατηγορίες βάρους και τιμών και οι περισσότερες από αυτές μπορούν να αγοραστούν μεμονωμένα και όχι μόνο μαζί με ένα τηλεσκόπιο. Ως μειονέκτημα αναφέρεται ότι κατά τη χρήση ενός τηλεσκοπίου αυτό μπορεί να χτυπήσει το τρίποδο ή το κολόνι κατά την καταδίωξη ενός θέματος, γεγονός που καθιστά απαραίτητη την αλλαγή από την δύση στην ανατολική θέση (ή αντίστροφα).
Στήριξη με δικές
Οι στηρίξεις με δικές προσφέρονται πρακτικά μόνο σε συνδυασμό με τηλεσκόπια από το εμπόριο. Ως παραλλακτική εκδοχή, η πλήρης δική πρέπει να κλίνει, ώστε ο ώριμος άξονας να δείχνει προς τον πολικό αστερισμό, δημιουργώντας πιο μη βολικές μηχανικές συνθήκες. Τα περισσότερα δικά για τον ερασιτέχνη αγοράζουν πράγματι έντονη συμπεριφορά δόνησης, επομένως τα συναντάμε σπάνια στην αστροφωτογραφική χρήση. Αντίθετα με τη γερμανική στήριξη, ως πλεονέκτημα της στήριξης με δικές αναφέρεται ότι ένα αστρικό αντικείμενο μπορεί να ακολουθείται όλο το βράδυ χωρίς τον κίνδυνο ένα τηλεσκόπιο ή καμία κάμερα να απειλείται από ένα εμπόδιο (τρίποδο/κολόνι), με αποτέλεσμα να μην απαιτείται αλλαγή.
Περιφέρεια
Όταν κοιτάμε τη στήριξη ως μηχανική άξονα, χρειάζονται περαιτέρω συστατικά για τη μετατροπή της σε μια λειτουργική μονάδα για αστροφωτογραφία:
• 1. Τρίποδο/Κολόνι
Ένα τρίποδο έχει πλεονεκτήματα στη φορητή χρήση, διότι μπορεί να τοποθετηθεί πρακτικά οπουδήποτε. Ένα κολόνι προσφέρει μεγαλύτερη ελευθερία κίνησης για ένα τηλεσκόπιο, αλλά μόνο σε επίπεδη επιφάνεια είναι ασφαλές. Όπως και να γίνει η απόφαση, πρέπει να ληφθεί υπόψη η υψηλή σταθερότητα. Στο τέλος το ασθενέστερο κρίκος σε όλη την αλυσίδα θα περιορίσει την σταθερότητα και συνεπώς τη μέγιστη ακρίβεια παρακολούθησης.
• 2. Κινητήρες
Ορισμένες στηρίξεις παραδίδονται με ήδη εγκατεστημένους κινητήρες, ενώ άλλοι πρέπει να αγοραστούν χωριστά. Για σύντομους χρόνους φωτογράφισης, ο κινητήρας της ώριμης άξονας είναι επαρκής, δηλαδή δεν είναι απαραίτητος δεύτερος κινητήρας για τον άξονα διάγωνο. Κατά μήκος χρόνων φωτογράφισης μπορεί να χρειαστούν και προσαρμογές στον άξονα διάγωνο, έτσι ώστε να συνιστάται η χρήση δύο κινητήρων - ένας για κάθε άξονα. Οι περισσότερες στηρίξεις λειτουργούν με βηματικούς κινητήρες που λειτουργούν με μικρή βήμα κίνησης και μέσω ενός κοχλία και ενός ελαστικού κράνους μετακινούν τους άξονες της στήριξης. Μια άλλη λύση είναι οι σερβοκινητήρες.
• 3. Έλεγχος
Κάθε στήριξη χρειάζεται έναν έλεγχο. Αν λείπει από τη συσκευασία, πρέπει να αγοραστεί επιπλέον. Ο ρόλος του ελέγχου είναι να παρέχει τάση και παλμούς, ενώ προσφέρει τη δυνατότητα για πιο γρήγορη και καλύτερη κίνηση της στήριξης σε όλες τις κατευθύνσεις μέσω τεσσάρων κουμπιών.
Εκτός από αυτές τις βασικές λειτουργίες, μερικοί ελέγχουν προσφέρουν και άλλα στοιχεία εξοπλισμού:
• Αλλαγή της ταχύτητας παρακολούθησης (εκτός από συδερικό, ηλιακό και νονό)
• Σύνδεση αυτοδιορθωνόμενου: Μια υποδοχή για να μπορεί να επέμβει ρυθμιστικά στη λειτουργία της στήριξης μέσω μιας ειδικής ψηφιακής κάμερας που ονομάζεται αυτοδιορθωτής, αν κριθεί απαραίτητο. Όποιος χρησιμοποιεί μεγάλες φωτογραφικές εστίε
• 6η. Ράγα Συναρμολόγησης
Για να τοποθετηθεί ένα τηλεσκόπιο ή μια κάμερα σε μια συναρμολόγηση, συνήθως απαιτούνται επιπλέον μικρά εξαρτήματα. Πολλές συναρμολογήσεις διαθέτουν ως πλατφόρμα σύνδεσης έναν οδηγό τύπου ουράνιο στίγμα. Στην πλευρά του τηλεσκοπίου ή της κάμερας πρέπει να τοποθετηθεί μια κατάλληλη ράγα πρίσματος. Εάν πρόκειται για την τοποθέτηση μιας κάμερας, ένα σταθερό κεφαλάρι σφαίρας αποτελεί μια καλή προσθήκη.
Διάταξη
Μια παραλλακτική συναρμολόγηση πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε ο άξονας των ωρών να δείχνει προς τον ουράνιο πόλο (δηλαδή προς την περιοχή του πολικού αστέρα). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται "στήριξη στον πόλο".
Η στήριξη στον πόλο είναι πιο εύκολη με τη χρήση ενός τηλεσκοπίου πόλου. Προϋπόθεση για αυτό είναι ο ουράνιος πόλος και ο πολικός αστέρας να είναι ορατοί από τη θέση παρατήρησης και όχι να είναι κρυμμένοι από δέντρο ή κτίριο. Το τηλεσκόπιο πόλου κοιτάζει μέσα από το κοίλο άξονα των ωρών και δείχνει μια σημάντρα κατά την κοίτηση, η οποία αντιστοιχεί στην επιθυμητή θέση του πολικού αστέρα.
Επίσης, λαμβάνεται υπόψη η απόκλιση του πολικού αστέρα από τον αληθινό ουράνιο πόλο, η οποία αυτήν την στιγμή είναι περίπου 1,5 φεγγαρόδιαμέτρο. Ανάλογα με την εκδοχή της συναρμολόγησης και του τηλεσκοπίου πόλου, πρέπει απλώς να ρυθμιστεί η τρέχουσα θέση του πολικού αστέρα σε σχέση με τον πόλο, καθώς αυτός περιστρέφεται μια φορά την ημέρα γύρω από τον πόλο.
Στη συνέχεια, αρκεί να ρυθμιστούν η κλίση (ύψος πόλου) και η κατεύθυνση του άξονα του πόλου (αζιμούθ) μέχρι ο πολικός αστέρας να εμφανίζεται στο τηλεσκόπιο πόλου στην επιθυμητή θέση. Η κλίση του άξονα του πόλου αντιστοιχεί στο γεωγραφικό πλάτος της θέσης παρατήρησης, περίπου 50 μοίρες για το Φρανκφούρτη. Ένα καλό εξάρτημα επιτρέπει τη λεπτή ρύθμιση της κλίσης του άξονα του πόλου για πιθανές διορθώσεις. Η κατεύθυνση καθορίζεται μέσω μιας επίσης λεπτής ρύθμισης καζιμούθ.
Για να ρυθμίσετε τη "κατεύθυνση" του άξονα των ωρών, δηλαδή το αζιμούθ, πρέπει να κινήσετε δύο κουμπιά που δρουν μέσω πίεσης και αντί-πίεσης σε έναν κέρατο της πλάκας τριπόδου και επιτρέπουν την λεπτή οριζόντια ευθυγράμμιση της συναρμολόγησης κατά τη διαδικασία της στήριξη στον πόλο.
Επίσης, η γωνία κλίσης του άξονα των ωρών, δηλαδή η ρύθμιση του υψομέτρου του πόλου, γίνεται μέσω δύο κουμπιών που λειτουργούν με πίεση και αντί-πίεση. Αυτή η γωνία κλίσης αντιστοιχεί στο γεωγραφικό πλάτος της θέσης παρατήρησης και πρέπει να ρυθμιστεί μόνο μια φορά κατά τη διαδικασία της στήριξης στον πόλο.
Ακόμη και με μεγαλύτερες εστιακές αποστάσεις και μεγαλύτερους χρόνους φωτογράφισης, η στήριξη στον πόλο μέσω ενός ρυθμισμένου τηλεσκοπίου πόλου είναι αρκετά ακριβή. Για σύντομους χρόνους φωτογράφισης με μικρότερες εστιακές αποστάσεις, είναι επαρκές ακόμη και να τοποθετηθεί ο πολικός αστέρας απλώς στο κέντρο του πεδίου θέασης του τηλεσκοπίου πόλου.
Μόνο για υψηλές απαιτήσεις στην ακρίβεια της στήριξης στον πόλο, όπως αυτές που μπορεί να απαιτούνται σε πολύ μεγάλους χρόνους φωτογράφισης, μεγάλες εστιακές αποστάσεις, σταθερά αστεροσκοπεία ή τη βέλτιστη ακρίβεια θέσης των GoTo-Sυναρμολογήσεων, συνιστάται για τη στήριξη στον πόλο η μέθοδος του «Scheiner». Αυτό προϋποθέτει τη διάθεση ενός τηλεσκοπίου και ενός οφθαλμικού δικτύου γραμμών. Μια λεπτομερής περιγραφή αυτής της χρονοβόρας διαδικασίας μπορεί να βρεθεί στο:
http://www.baader-planetarium.de/montierungen/download/scheiner-klassic.pdf
Μετά τη στήριξη στον πόλο, η συναρμολόγηση φορτώνεται, δηλαδή το αντίβαρο, το τηλεσκόπιο και/ή η κάμερα τοποθετούνται. Στη συνέχεια, πρέπει να ισορροπηθούν οι άξονες ωρών και κλίσης. Σε ιδανική κατάσταση, η συναρμολόγηση παραμένει στη θέση της χωρίς να κλειδωθούν οι άξονες, ανεξάρτητα από το σημείο του ουρανού προς το οποίο είναι στραμμένη.
Για να επιτευχθεί αυτό, ένα τοποθετημένο τηλεσκόπιο ρυθμίζεται έτσι ώστε να δείχνει ακριβώς προς τα νότια (ή προς τα βόρεια) και να είναι στραμμένο προς τον ορίζοντα, δηλαδή να βρίσκεται σε οριζόντια θέση. Αρχικά, το αντίβαρο μετακινείται κατά μήκος του άξονα του αντιβάρου μέχρι να παραμείνει η συναρμολόγηση στη θέση της χωρίς να κλειδωθεί ο άξονας των ωρών.
Όψη από νότο προς τη συναρμολόγηση. Το τηλεσκόπιο με την κάμερα (δεξιά) έχει ευθυγραμμιστεί με ένα σημείο στον ορίζοντα στο φτέρνισμα. Με την αξιακή ολίσθηση των αντιβαρών (αριστερά) επιτυγχάνεται ισορροπία, επιτρέποντας στο τηλεσκόπιο να παραμένει σε αυτή τη θέση ακόμη και όταν ο άξονας των ωρών δεν είναι κλειδωμένος.
Μεταφορά
Κατά τη μεταφορά ενός αστρονομικού τροχήλατού, τα αντίβαρα πρέπει να αφαιρεθούν και τα κλιπ του άξονα ώρας και διάγραμματος πρέπει να λυθούν. Αυτό θα προστατεύσει το μηχανικό μέρος από τυχόν κραδασμούς.
Παραδείγματα φωτογραφικών τροχήλατων
Όταν χρειάζεται μείωση του όγκου των αποσκευών, το τροχήλατο „AstroTrac 320x“ είναι σχεδόν ανταγωνιστικό. Πρόκειται για έναν εξάρτημα για τρίποδα φωτογραφιών, όπως φαίνεται στο αλουμινένιο μέρος στη φωτογραφία. Προαιρετικά, αυτό το τροχήλατο μπορεί να εξοπλιστεί ακόμα και με μια ανιχνευτική σκοποβολή (στην πάνω αριστερή γωνία), αλλά απαιτείται η ύπαρξη ενός τριπόδου και μιας κεφαλής τριπόδου.
