Az astronomikus, parallaktikus szerelék a feltétele a hosszú expozíciós idővel készített égbolti fotók élesítésének:
Rész 9: Az astronomikus szerelék használata
Ha egy kamera szilárdan rögzítve van egy normál fényképállványon, az égbolti objektumok csak akkor lesznek élesek, ha az expozíciós idő nem haladja meg az adott maximális értéket, ami a fókusztávolságtól, az égbolti régióktól, a használt érzékelő pixelméretétől és a „éles” képek iránti személyes igényektől függ.
Például egy 3000 milliméteres fókusztávolsággal már 1/45 másodpercnél hosszabb expozíciós idő esetén homályos ábrázolást kell számításba venni, ha a kamera nem követi az égbolt mozgását. És még egy 24 milliméteres széles látószögű objektív használata esetén is a csillagok 10 másodperces expozíciós idő után nem több pontként, hanem apró vonalak formájában jelennek meg.
Ennek az az oka, hogy a Föld forgása. Az égbolt úgy tűnik, mintha fejünk felett kelet felől nyugat felé forogna. Tehát nemcsak a Nap és a Hold, hanem a bolygók és a csillagok is felkelnek keleten és nyugszanak nyugaton. Ennek a mozdulatnak a forgópontja az égboltpólus (a Mennyország északi félgömbjén a Mennyország északi pólusa, a déli félgömbön a Mennyország déli pólusa). Ez az a pont az égen, ahol a földtengely hosszabbítása érinti az „égboltkupolát”, ha az eget félképcsészéként képzeljük el. A föld északi félgömbjének lakói előnyben vannak: Az égboltpólus közelében található a könnyen megtalálható Sarkcsillag, amelyet „északi csillagnak” is neveznek.
Az egyetlen módja a hosszú expozíciós idők megvalósításának és a csillagok mégis pontszerű megjelenítésének az, hogy a kamerát a hosszú expozíció idején kövesse az égbolt forgása. Ehhez szükséges az astronomikus szerelék, amelynek tengelye párhuzamos az Föld tengelyével.
Ezt az tengelyt a felvétel közben megfelelő sebességgel mozgatva „követett” égboltfotók készülnek. Általában ezt a mozgást elektromotor végzi. Az astronomikus szerelék egyidejűleg parallaktikus vagy ekvatoriális szereléknek nevezik.
Egy parallaktikus szerelék alkotóelemei. Az ábra jelentése - lásd az alábbi áttekintést:
• 1: Háromlábú állvány (alternatíva: oszlopos állvány)
• 2: Vezérlés (az ábrázolt esetben: kifinomult számítógépes vezérlés GoTo funkcióval és objektum-adatbázissal)
• 3.: Póluskereső távcső belátási helye. A póluskereső távcső a 4. óra tengelyen található, amelynek irányát a nyílirány jelzi.
• 4.: 4. óra tengely, amelyet csak akkor hajtanak meg, amikor a szerelék az égbolt forgását követi. Az alsó végén található a póluskereső távcső (3.), a felső vége pedig lezárt fedővel rendelkezik, amelyet eltávolítanak, amikor használják a póluskereső távcsövet.
• 5.: A deklinációs tengely pozíciója, amely párhuzamosan folytatódik a záró súlyrúd (12) irányában. A deklinációs tengely körüli mozgás általában nem történik a követés során.
• 6.: Páros csavar, amely a lenyomás és ellennyomás révén lehetővé teszi az 4. óra tengely dőlésszögének (póluszárás) beállítását. A szerkezet beállításához használják. Ha egyszer a szerkezet az északi irányba van beállítva, ezeket a csavarokat nem állítják újra.
• 7.: Páralas csavar, amely a nyomó és ellenálló nyomaték révén lehetővé teszi az azimut beállítását (a 4. óra tengely "látóirányának" horizontális...) (a hátsó csavart az ábrán nehezen lehet felismerni). Szolgál az északi irányba állításhoz. Ha egyszer a szerkezet az északi irányban van beállítva, ezeket a csavarokat nem állítják újra.
• 8.: Karos rögzítés az 4. óra tengelyhez.
• 9.: Karos rögzítés a deklinációs tengelyhez.
• 10.: Gerincházas vezetés a prizmahordozó fog
Parallaktikus állvány
A parallaktikus állványoknak különböző kivitelezései vannak. Közös bennük, hogy egy tengelyük párhuzamos a Föld tengelyével. Ezt óránkénti tengelynek nevezik. Ezen 90 fokos szögben kívül van szükség egy második tengelyre is, a deklinációs tengelyre, hogy egy távcsövet vagy kamerát lehetővé tegyen bármely égitestre való pontos beállítását.
Az amatőrök számára lényegében két típus áll rendelkezésre; az úgynevezett „Német állvány” (a név azon országról származik, ahol az alkotója, a német optikus és fizikus, Joseph von Fraunhofer hatott), és a villaállvány.
Két parallaktikus állvány: a villaállvány (balra) és a „német állvány” (jobbra). A bejelölt piros nyilak az óránkénti tengely elhelyezkedését mutatják.
Német állvány
Ez egy tengelykeresztre épül, és jellemzője, hogy a deklinációs tengely egyik oldalán helyezkedik el a távcső vagy kamera, míg a másik oldalon egy ellensúly gondoskodik az egyensúlyról. Különösen az asztrofotósok körében nagyon kedvelt és elterjedt ez a típus, mert az óránkénti tengely könnyen beállítható az égboltozat pólusa felé. Emellett a német állványok széles körű kínálata rendelkezésre áll: Az összes súly- és árkategória képviselteti magát, és a legtöbbjüket egyenként lehet beszerezni, nem csak egy távcsővel való kombinációban. Hátrányként érdemes említeni, hogy ha egy távcsövet használunk, az az égitest nyomon követésekor szembetalálhatja magát a stativvel vagy oszloppal, ami megkívánja a nyugati és keleti helyzet közötti átkapcsolást.
Villaállvány
A villaállványok gyakorlatilag csak távcsövekkel együtt kaphatók a kereskedelemben. Ahhoz, hogy a villaállványt parallaktikusan működjön, az egész villát meg kell dönteni, hogy az óránkénti tengelye az égbolt pólusára mutasson, ami nem túl szerencsés mechanikai viszonyokat teremt. A legtöbb villaállvány amatőrpiaci változata valójában markáns rezgési viselkedést mutat, így az asztrofotós felhasználásban ritkábban találjuk meg. A villaállvány előnyének az említendő, hogy egy égitestet egész éjjel lehet követni anélkül, hogy a távcső vagy a kamera valamely akadállyal (stív vagy oszlop) ütközne, így az átkapcsolás nem szükséges.
Periféria
Ha az állványt csak az egy tengelyes mechanikájának nézzük, további komponensekre van szükség azzá tenni, hogy egy asztrofotógráfiai működő egységgé váljon:
• 1. Stív/oszlop
A háromlábú stív a mobilitásban előnyös, mert gyakorlatilag bárhová felállítható. Az oszlop több mozgásszabadságot biztosít egy távcsőnek, de csak sík felületen áll meg biztonságosan. Bárhogyan is döntenek, ügyelni kell a nagy stabilitásra. Végül a lánc leggyengébb láncszeme az lesz, ami a stabilitást és így a maximális követési pontosságot korlátozza.
• 2. Motorok
Néhány állványt már előre telepített motorokkal szállítanak, másoknál külön meg kell őket vásárolni. Rövid expozíciós időkre alapvetően elegendő az óránkénti tengely motoros meghajtása, azaz a deklinációs tengelyhez második motorra nincs szükség. Hosszabb expozíciós időknél a deklinációs tengely korrekciós mozgásai is szükségessé válhatnak, ezért két motort – minden tengelyhez egyet – ajánlott használni. A legtöbb állvány lépésmotorokkal működik, amelyek mikrolépéseket végeznek és egy csavar és fogaskerék segítségével mozgatják az állvány tengelyeit. Más megoldás a szervómotorok használata.
• 3. Vezérlés
Minden állványnak vezérlésre van szüksége. Ha nem része a csomagnak, akkor azt külön kell megvásárolni. A vezérlés feladata, hogy az elektromos áramát és a meghajtási impulzusait biztosítsa a motoroknak. Emellett lehetővé teszi, hogy a követési mozgást minél gyorsabb és finomabb mozdulatokkal végrehajtsa az állvány minden irányban négy gomb segítségével.
Ezen alapvető funkciók mellett bizonyos vezérlések további felszereltségi tulajdonságokkal is rendelkeznek:
• Követési sebesség módosítása (a csillagok mellett a napelem és a Hold számára is)
• Autoguider csatlakozó: egy csatlakozó, amelyen keresztül egy speciális digitális kamera, az autoguider beavatkozhat a vezetés folyamatába, ha szükség van rá. A hosszú fókusztávolsággal és hosszú expozíciós időkkel dolgozók előbb-utóbb átadják a „követést” egy autoguidernek és értékelik az autoguider-csatolás lehetőségét a vezérlés felszereltségénél.
• GoTo-funkció: Gyors motorokkal való kapcsolatban a GoTo-vezérlés automatikusan pozícionálja az állványt az Ön által választott égitestre. Az asztrofotósszámára a GoTo-funkció nem játszik kulcsfontosságú szerepet, ezért szűkös költségvetés esetén inkább egy stabilabb állványba kellene befektetni.
Egy távcső állvány kézi vezérlője: Mindkét gomb lehetővé teszi az óránkénti tengely (1) és deklinációs tengely (2) motoros beállítását, hogy a távcsövet pontosan a kiválasztott égitestre igazítsa. Az oldalsó csúszkapcsolóval (3) aktiválható vagy inaktiválható a vezérlés, és kiválasztható a Föld északi vagy déli félgömbjén való használat. A 4-es kapcsoló segítségével pedig a motorok mozgási sebessége beállítható az 1. és 2. gombok használatakor.
• 4. Póluskereső távcső
Ez egy minitávcső, amelyet az állvány üres óránkénti tengelyébe csavarva lehet gyorsan és kényelmesen északi számítás (lásd alább) kivitelezni.
Az ábrázolt póluskereső távcső által szimulált nézet. Az ég nem éjszaka látható kék, hanem az úgynevezett képzett szürkületkor. Az okulárban látható elemeket egy piros LED világítja meg, tehát még sötét égbolton is láthatók. Jól látható a Polarcsillag (Polaris) kívánt helyzete (a gyűjtőlencse közepén), amely az ábrázolásnak megfelelően látható. A Polarcsillag távolítása a valódi égbolt pólusától (a látómező közepétől) automatikusan figyelembe veszi. A bejelzett csillagképek csak az irányokat jelzik és nem láthatók a póluskereső távcsőben.
• 5. Áramellátás
Az állványok általában 12 voltos egyenárammal működnek. Mobil használat esetén akkumulátorcsomagra vagy megfelelő akkumulátorra van szükség.
• 6. Szerelősín
Egy távcső vagy egy kamera rögzítéséhez egy szerelőre általában további apró alkatrészekre van szükség. Sok szerelőn a csatlakozási platform egy gerincvezeték. A távcső vagy kamera oldaláról megfelelő prizmatábla szükséges. Ha egy kamera kerül rögzítésre, akkor egy stabil gömbfej jó kiegészítést jelent.
Felállítás
Egy párhuzamos szerelőt úgy kell felállítani, hogy az óráskör az égboltpólusra (tehát a Sarkcsillag közelébe) mutasson. Ezt a folyamatot "beállítás"-nak nevezik.
Az egyszerű beállítás a sarkcsillag kereső távcsővel a legegyszerűbb. Ehhez az kell, hogy az égboltpólus és a Sarkcsillag megfigyelési helyről látható legyen, és ne takarjon el például egy fa vagy egy ház. A sarkcsillag kereső távcső átnéz a hosszú óráskörön és mutat egy jelzést, ami azt jelképezi, hogy hol van a Sarkcsillag ideális pozíciója.
Ezalatt figyelembe veszik a Sarkcsillag eltérése a valódi égboltpóltól, amely jelenleg körülbelül másfél Holdátmérőnyi. A szerelő kialakításától és a sarkcsillag kereső távcsőtől függően csak a Sarkcsillag aktuális pozícióját kell beállítani a pólt közeli, mivel ez egyszerre kering körbe a pólust naponta.
Ezután csak a polaritás (pólusmagasság) és a pólustengellyel való nézés iránya (Azimut) állítsd be addig finoman, amíg a Sarkcsillag a sarkcsillag kereső távcsőben a megfelelő helyen látható. A pólustengely dőlése megegyezik az adott megfigyelési hely földrajzi szélességével, tehát kb. 50 fok Frankfurt esetében. Egy jó szerelő lehetővé teszi a pólustengely dőlésének finom beállítását az esetleges korrekciókhoz. A nézés irányát egy szintén finoman működő azimutállítással lehet beállítani is.
Az óráskör "nézésirányának", azaz az azimutnak történő beállításához két kézi csavart kell mozgatni, amelyek nyomást és ellenállást gyakorolnak az állvány lapjának tengelyére, és lehetővé teszik a szerelő finom vízszintes igazítását az összeszerelés során.
Az óráskör dőlésszöge, azaz a pólusmagasság beállítása két kézi csavarral történik, melyek nyomást és ellenállást gyakorolnak. Ez a dőlésszög megegyezik az adott megfigyelési hely földrajzi szélességével, és csak egyszer kell beállítani az összeszerelés során.
Sőt, hosszabb mértani látószögekkel és hosszabb expozíciós időkkel az északi pólus kereső távcsője segítségével az összeszerelés pontos elegendő. Rövidebb expozíciós időkkel rövidebb látószögek esetén még az is elegendő, ha a Sarkcsillag egyszerűen a póluskereső távcső látómezőjének közepére kerül.
Csak akkor, ha a beállítás pontosságára nagy az igény, mint amilyen a nagyon hosszú expozíciós idők, hosszú mennyezetek, helyhez kötött csillagvizsgálók vagy a GoTo szerelékek legjobb lehetséges pozícionálási pontossága, akkor érdemes a "Scheiner" módszert használni a beállításhoz. Ez azt jelenti, hogy rendelkezésre álljon egy távcső és egy szálkereső. Egy részletes leírás megtalálható itt:
http://www.baader-planetarium.de/montierungen/download/scheiner-klassic.pdf
Az összeszerelés után a szerelőt fel kell rakni, azaz ellensúlyt, távcsövet és/vagy kamerát kell felszerelni. Most az óra- és a deklináció tengelyt kell kiegyensúlyozni. Ideális állapotban a szerelő akkor is megmarad a pozíciójában, ha az tengelyek nincsenek rögzítve, függetlenül attól, hogy az égbolt melyik pontjára vannak beállítva.
Szállítás
Az egyik légcsavar kioldása valamelyik pontos pozícióban segít megóvni a mechanikát a rázkódásoktól.
Fényképezhető szerelésekre példák
Ha az csomagméretek csökkentése fontos, akkor aligha talál jobbat az "AstroTrac 320x" szekcióra. Ez egy fotostabil csatlakozó a fényképezőállványokhoz, ami az alumínium színmintában szerepel. Opcionálisan a szereléshez akár egy pókereső távcsőt is felszerelhet, bár egy állvány és annak feje elengedhetetlen.
Ez a szerelés akár 300 mm-es látószöggel rendelkező objektívek alkalmazására is alkalmas, maximum nagyon kicsi és könnyű távcsövek számára. Az egy akkumulátorpack táplálja az utánkövetés motorját. Összecsukva olyan nagy, mint egy autós háromszög, ám az ára sajnos elég magas (kezdő ár: 625 euró).
A "Skywatcher EQ-3" az alacsony határ a klasszikus távcső szereléseknél végrehajtott utánkövetett felvételekhez, ha - ahogyan a következő képen látható - motorokkal van felszerelve. Minimális távcsövek alkalmazhatók "teherként", inkább egy fényképezőgép fotoobjektívekkel és nem túl hosszú fókusztávolsággal. Az átlagos fókusztávolságú felvételekhez és néhány perces expozíciókhoz azonban tökéletesen megfelelőnek található, állvánnyal, motorokkal és irányítással együtt kb. 230 euróba kerül.
A "Celestron Advanced GT" jelentősen stabilabb GoTo irányítással. Közepes méretű és fókuszú távcsöveket is elbír. Fotográfiai igények esetén hosszú expozícióknál nem szabad túlzásba esni vele; nagyon hosszú fókusztávolságoknál az utánkövetés precizitása nem megfelelő. Egy komplett ajánlatával állvánnyal, pókereső távcsővel és GoTo irányítással, ez a szerelés kb. 750 euróba kerül.
A "Vixen GPD2" egy igazi "munkaló" és minden szempontból fotoalkalmazásra alkalmas és ajánlott. Nem olcsó és az alapfelszereltség hiányzik belőle még a motorok, de körülbelül 8 kg teherbírást (ellensúly nélkül) elvisel bátran és a mechanikai precizitásával minden fotográfiai igényt kielégít. A "meztelen" tengelykereszt, állvány, irányítás, motorok, de nagyon precíz, megvilágítható pókereső távcsővel 800 euróba kerül, amikor a komplett felszerelés gyors motorokkal, GoTo irányítással, faállvánnyal kb. 1800 euróba kerül.
Az Astro-Physics "1200 GTO" egy rendkívül nehéz, de még mindig viszonylag szállítható szerelés, mivel az deklinációs blokk válaszható a póló magassági egységtől, és külön szállítható. Együtt, a kiegészítők nélkül, már több mint 50 kilogrammot nyomnak. Ez a szerelés szinte tökéletes egy állócsillagvizsgálóban, teherbírása szinte 65 kilogramm a ellensúlyok nélkül! A kiegészítők nélküli szerelés, de GoTo irányítással egy ötjegyenlős összeget igényel.
