Un montaj astronomic și paralactic este condiția prealabilă pentru fotografii de astrofotografie clară cu timpi de expunere lungi:
Partea 9: Manipularea montajului astronomic
Dacă o cameră este fixată ferm pe un trepied normal de fotografie, obiectele cerești vor fi redate clar doar atunci când timpul de expunere nu depășește o valoare maximă care depinde de distanța focală, de regiunea cerului pe care o fotografiați, de dimensiunea pixelilor senzorului de captare folosit și de cerințele personale pentru o imagine "clară".
De exemplu, la o distanță focală de 3000 de milimetri, deja la timpi de expunere mai lungi de 1/45 secundă, se poate anticipa o reprezentare neclară dacă camera nu urmează mișcarea cerului. Și chiar și în cazul utilizării unui obiectiv wide-angle de 24 de milimetri, stelele nu se vor mai afișa ca puncte după 10 secunde de expunere, ci ca linii extrem de mici.
Motivul pentru aceasta este rotația Pământului. Cerul pare să se rotească deasupra capetelor noastre de la est la vest. Prin urmare, nu doar Soarele și Luna, ci și planetele și stelele răsăresc în est și apun în vest. Punctul pivotal al acestei mișcări este polul ceresc (polul nordic al cerului pe emisfera nordică, polul sudic al cerului pe emisfera sudică). Acesta este punctul de pe cer unde axa Pământului prelungită atinge "bolta cerului" dacă ne imaginăm cerul ca o jumătate de sferă. Locuitorii emisferei nordice a Pământului au un avantaj: în apropierea polului ceresc se află o stea ușor de identificat, Steaua Polară, care este de asemenea numită și „stindardul nordului”.
Singurul mod de a realiza timpi de expunere lungi și de a reda stelele sub formă de puncte totuși este să urmați mișcarea cerului cu camera pe durata expunerii. Pentru aceasta este necesar un montaj astronomic, în care un ax este aliniat paralel cu axa Pământului.
Dacă acest ax este mișcat în timpul expunerii la viteza corectă, vor rezulta fotografii ale cerului "urmate". De obicei, acest tip de mișcare este realizat printr-un motor electric. Un montaj astronomic este denumit și paralactic sau ecuatorial.
Componentele unui montaj paralactic. Legenda - consultați următorul sumar:
• 1: Trepied cu trei picioare (alternativ: Trepied cu coloană)
• 2: Control (în cazul prezentat: controlul computerizat sofisticat cu funcție GoTo și bază de date de obiecte)
• 3: Poziția de vizualizare a polului telescopului de căutare. Aceasta se află în interiorul axei orare (4), al cărei direcție este indicată de orientarea săgeților.
• 4: Axă orară, care este singura axă antrenată atunci când montajul urmărește mișcarea cerului. În partea inferioară se află telescopul de căutare a polului (3), partea superioară este acoperită cu un capac, care este îndepărtat atunci când se folosește telescopul de căutare al polului.
• 5: Pozitia axei de declinatie, care își continuă traseul în bara contragreutății (12). Mișcarea în jurul axei de declinatie nu se petrece de obicei în timpul urmăririi.
• 6: Pereche de șuruburi care, prin presiune și contrapresiune, permit reglarea unghiului de înclinare (înălțimea polului) al axei orare. Aceasta este folosită pentru alinierea montajului. Odată ce montajul este aliniat, aceste șuruburi nu se mai reglează.
• 7: Pereche de șuruburi care, prin presiune și contrapresiune, permit reglarea azimutului („direcția de vizualizare” orizontală a axei orare) (șurubul din spate este greu de observat în imagine). Aceasta este folosită pentru alinierea montajului. Odată ce montajul este aliniat, aceste șuruburi nu se mai reglează.
• 8: Blocare cu manetă a axei orare.
• 9: Blocare cu manetă a axei de declinatie.
• 10: Ghidaj în formă de coadă de rândunică pentru a fixa o șină cu prisme, pentru a monta un telescop sau o cameră pe montaj.
• 11. Blocare cu șurub care fixează o șină cu prisme introdusă în ghidajul în formă de coadă de rândunică (10).
• 12: Bara contragreutății (în imagine fără contragreutate).
Montaj azimutal
Cu un trepied de fotografie, o astfel de urmărire nu ar fi posibilă, nici chiar în cazul în care reglarea fină este foarte ușoară. Acest lucru ar eșua deoarece câmpul de vedere se învârtește în jurul stelei care este urmărită pe durata exposiției, deoarece un trepied de fotografie nu poate compensa mișcarea de rotație a cerului. Imaginați-vă constelația Orion: răsare în est „culcată”, se ridică vertical la apogeul său la sud și apune în vest „culcat”. Dacă urmați această constelație cu trepiedul de fotografie, aparatul foto ar fi mutat doar „spre sus și în jos”, respectiv spre dreapta, fără a compensa mișcarea de rotație.
Reprezentare schematică a rotației cerului folosind constelația Orion ca exemplu. Un aparat foto urmărit și montat azimutal nu poate menține constelația Orion în câmpul vizual, iar câmpul de vedere se rotește în timp (cadrul roșu al câmpului vizual). Dacă aparatul foto este montat paralactic, el urmează atât mișcarea lui Orion, cât și realizează o mișcare de rotație, astfel încât câmpul vizual capturat să rămână constant (cadrul galben al câmpului vizual).
Un montaj care cunoaște doar mișcări sus-jos și balansuri spre dreapta și stânga este denumit „montaj azimutal” și este contrastat cu cel paralactic. Prin urmare, un trepied de fotografie reprezintă o formă simplă a montajului azimutal. Una dintre axele sale mobile stă vertical față de sol și permite balansuri orizontale, adică ajustări ale azimutului. Cealaltă axă rulează paralel cu solul și asigură mobilitatea în sus și în jos, adică a înălțimii.
Un montaj azimutal nu este potrivit pentru fotografii cerești urmărite. Excepție fac monturile din observatoarele de mari dimensiuni. Acolo, într-un proces elaborat, se învârte în timpul expunerii în jurul axei optice pentru a contracara rotația câmpului de vedere.
Montaj azimutal (stânga) și montaj paralactic (dreapta). În cazul montajului azimutal, ambele axe de mișcare stau vertical sau orizontal față de sol. Funcționează ca un trepied de fotografie. Montajul paralactic (dreapta) se remarcă prin axa orară înclinați (săgeată spre stânga sus). Tipul „montaj german” necesită contragreutăți pe axa de declinatie (săgeată de la stânga jos în sus).
Montare paralactică
Montările paralactice sunt disponibile în diferite versiuni. Un aspect comun tuturor este că un ax este aliniat paralel cu axa Pământului. Acesta este numit axa orară. La un unghi de 90 de grade față de acesta trebuie să existe un al doilea ax, axa de declinare, pentru a putea alinia un telescop sau o cameră pe orice punct din cer.
Pentru amator sunt disponibile în principal două tipuri; așa-numita "Montare germană" (denumită după țara în care a lucrat inventatorul său, opticul și fizicianul german Joseph von Fraunhofer), și montarea tip furcă.
Două montări paralactice: montura tip furcă (stânga) și "montura germană" (dreapta). Săgețile roșii arătate indică poziția axei orare.
Montare germană
Este formată dintr-un cruce de axe și este caracterizată de faptul că pe o parte a axei de declinare se află telescopul sau camera, în timp ce pe cealaltă parte un contragreutate asigură echilibrul. În special în rândul astrofotografilor acest tip este foarte popular și răspândit, deoarece axa orară poate fi ușor aliniată pe polul ceresc. În plus, oferta de monturi germane este bogată: Toate clasele de greutăți și prețuri sunt reprezentate, iar majoritatea pot fi achiziționate individual și nu doar în legătură cu un telescop. Ca dezavantaj, se poate menționa faptul că în timpul utilizării unui telescop acesta poate lovi trepiedul sau coloana în timp ce urmărește un obiectiv, ceea ce necesită o schimbare de la poziția vestică la cea estică (sau invers).
Montare tip furcă
Montările tip furcă sunt oferite practic numai în combinație cu telescoape de către comercianți. Ca variantă paralactică trebuie înclinată întreaga furcă pentru ca axa orară să fie îndreptată spre polul ceresc, ceea ce creează condiții mecanice nefericite. Cele mai multe monturi tip furcă pentru piața amatorilor prezintă de fapt o comportare pronunțată de vibrație, motiv pentru care acest tip este întâlnit mai rar în utilizarea astrofotografică. În opoziție cu montura germană, ca avantaj al monturii tip furcă se menționează faptul că un obiect ceresc poate fi urmărit întreaga noapte fără ca un telescop sau cameră să amenințe să lovească un obstacol (trepied/coloană), deci o schimbare de direcție nu este necesară.
Periferie
Când privim montura doar din punct de vedere mecanic, sunt necesare și alte componente pentru a o transforma într-o unitate funcțională pentru astrofotografie:
• 1. Trepied/Coloană
Un trepied cu trei picioare are avantaje în utilizarea mobilă, deoarece poate fi amplasat practic oriunde. O coloană oferă o mai mare libertate de mișcare pentru un telescop, dar stă sigur doar pe o suprafață plană. Indiferent de alegere, trebuie acordată o atenție sporită stabilității. În cele din urmă, cel mai slab element din toată lanțul va limita stabilitatea și, implicit, precizia maximă a urmăririi.
• 2. Motoare
Anumite monturi sunt livrate cu motoare deja instalate, în timp ce altele trebuie achiziționate separat. Pentru expuneri scurte, în principiu, este suficientă propulsia motorizată a axei orare, adică nu este necesar un al doilea motor pentru axa de declinare. Pentru expuneri mai lungi, se poate să fie necesare corecturi ale axei de declinare, astfel încât sunt recomandați doi motoare - unul pentru fiecare axă. Majoritatea monturilor funcționează cu motoare treaptate care funcționează cu pași mici și controlează axele monturii printr-un șurub și o coroană dințată. O altă soluție sunt motoarele servo.
• 3. Control
Fiecare montură necesită un control. Dacă lipsește din pachetul de livrare, trebuie achiziționat separat. Rolul controlului este de a furniza motoarelor tensiune și impulsuri de propulsie. În plus, acesta oferă mișcarea motorizată mai rapidă sau mai fină a monturii în toate direcțiile prin intermediul a patru butoane.
În afară de aceste funcții fundamentale, unele controale oferă caracteristici suplimentare:
• Schimbarea vitezei de urmărire (pe lângă sideric, adică după stele, opțional și pentru Soare și Lună)
• Conexiune autoguider: un port pentru a interveni reglând circulația monturii cu ajutorul unei camere digitale speciale, numită autoguider, în caz că este necesar. Cei care lucrează cu distanțe focale lungi și expuneri lungi vor dori mai devreme sau mai târziu să lase "controlul de urmărire" unui autoguider și să acorde atenție echipării controlului cu o conexiune autoguider.
• Funcție GoTo: În combinație cu motoare rapide, un control GoTo permite poziționarea automată a monturii pe un obiect ceresc ales de dvs. Pentru astrofotografi, funcția GoTo nu joacă un rol crucial, astfel că în caz de îndoială un buget limitat ar trebui să fie investit într-o montură mai stabilă.
Control manual al unei monturi a unui telescop: câte două butoane permit ajustarea motorizată a axei orare (1) și a axei de declinare (2) pentru a alinia telescopul exact pe un obiect ceresc. Cu un comutator glisant pe partea laterală (3), controlul poate fi pornit și oprit și operațiunea poate fi selectată pe emisfera nordică sau sudică a Pământului. Comutatorul 4 stabilește viteza de mișcare a motoarelor atunci când se folosesc butoanele 1 și 2.
• 4. Telescop de căutare polară
Aceasta este un mini-telescop care este filetat în axa orară goală a monturii și permite un aliniament rapid și ușor (vezi mai jos).
Privire simulată prin intermediul unui telescop de căutare polară. Cerul albastru corespunde priveliștii în crepusculul avansat. Elementele vizibile în ocular sunt iluminate de un LED roșu, astfel încât pot fi recunoscute chiar și pe fundalul cerului negru. Se poate observa clar poziția dorită a stelei Polare (Polaris), care este vizibilă în locația corespunzătoare din imagine. Abaterea stelei Polare de la adevăratul pol ceresc (centrul câmpului vizual) este automat luată în considerare. Constelațiile indicate arată doar direcțiile și nu sunt vizibile în telescopul de căutare polară.
• 5. Alimentare
Este obișnuit să se lucreze cu o montare alimentată la 12 volți curent continuu. Pentru utilizarea mobilă, este necesar să se achiziționeze un pachet de baterii sau un acumulator corespunzător.
• 6. Șină de montare
Pentru a fixa un telescop sau o cameră pe un suport, de obicei sunt necesare și alte piese mici. Multe suporturi au ca platformă de conexiune o ghidare sub formă de coadă de rândunică. Pentru telescop sau cameră, este necesară o șină corespunzătoare de prisme. Dacă trebuie să fie montată o cameră, un cap de bile stabil este un complement bun.
Aranjare
Un suport paralactic trebuie plasat astfel încât axa orară să fie îndreptată spre polul ceresc (în apropierea stelei polare). Acest proces este cunoscut sub numele de "orientare".
Cel mai ușor se reușește orientarea cu ajutorul unui telescop de căutare a polului. Este necesar ca steaua Polului și steaua Polară să fie vizibile de la locul de observare și să nu fie acoperite de un copac sau o casă. Telescopul de căutare a polului privește prin axa orară goală și, la trecerea prin aceasta, prezintă o marcă care reprezintă poziția teoretică a stelei Polare.
Acolo se ia în considerare și deviația stelei Polare față de adevăratul pol ceresc, care este în prezent de aproximativ o jumătate de diametru al lunii pline. În funcție de construcția suportului și a telescopului de căutare a polului, este necesar să ajustați doar poziția actuală a stelei Polare relativ la pol, deoarece aceasta se învârtește de asemenea o dată pe zi în jurul polului.
Apoi, trebuie să ajustați doar înclinarea (înălțimea polului) și direcția de privire a axei polului (azimutul) până când steaua Polului este vizibilă în telescopul de căutare a polului la locul prevăzut. Inclinația axei polului corespunde latitudinii geografice a locului de observare, aproximativ 50 de grade pentru Frankfurt. Un suport bun permite reglarea fină ainclinației axelor polului pentru corecțiile necesare. Direcția de privire este reglată printr-o ajustare fină a azimutului care funcționează, de asemenea, sensibil.
Pentru a regla „direcția de privire” a axei orare, adică azimutul, trebuie să mutați două șuruburi de mână care acționează prin presiune și contrapresiune asupra unui dorn al plăcii stativului și permit orientarea fină orizontală a suportului în timpul orientării.
De asemenea, unghiul de înclinare al axei orare, adică reglajul înălțimii polului, este efectuat printr-un sistem de două șuruburi de mână care lucrează cu presiune și contrapresiune. Acest unghi de înclinare corespunde latitudinii geografice ale locului de observare și trebuie ajustat o singură dată în timpul orientării.
Chiar și cu distanțe focale mai lungi și timpi de expunere mai mari, orientarea cu ajutorul telescopului de căutare a polului ajustat este suficient de precisă. Pentru timpi de expunere scurți cu distanțe focale mai scurte, este suficient ca steaua Polară să fie simplu plasată în mijlocul câmpului vizual al telescopului de căutare a polului.
Doar pentru cerințele ridicate de precizie ale orientării, cum ar fi cele necesare în cazul timpi de expunere foarte lungi, distanțe focale lungi, observatoarele de stele statice sau precizia poziționării GoTo-Mounts, se recomandă utilizarea metodei „Scheiner” pentru orientare. Acest lucru presupune existența unui telescop și a unui ocular cu crucișă. O descriere detaliată a acestui procedeu consumator de timp se găsește la adresa:
http://www.baader-planetarium.de/montierungen/download/scheiner-klassic.pdf
După orientare, suportul este încărcat, adică contragreutatea, telescopul și/sau camera sunt montate. Acum, este necesar să se echilibreze axa orară și axa de declinație. În starea ideală, suportul rămâne în poziția sa fără ca axele să fie blocate, indiferent pe ce punct al cerului este direcționat.
Pentru acest lucru, un telescop montat trebuie direcționat astfel încât să fie exact spre sud (sau nord) și să fie axat pe orizont, adică să fie într-o poziție orizontală. În primul rând, contragreutatea de pe ștanga contragreutatei trebuie deplasată axial până când suportul stă în poziția sa fără blocarea axei orare.
Vedere dinspre sud a suportului. Telescopul cu camera (în dreapta) a fost direcționat către un punct de pe orizontul din nord. Prin deplasarea axială a contragreutăților (în partea stângă) se realizează un echilibru, astfel încât telescopul să rămână în această poziție chiar și fără a fixa axa orară.
Apoi, blocajul axe orare este strâns și telescopul este mișcat în brațele sale (sau prin deplasarea pe orizontală a șinei de prisme în suportul său), de-a lungul axei sale optice, până când și axa de declinație este echilibrată.
Vedere dinspre est a suportului. Telescopul cu camera (în spate) a fost direcționat către un punct de pe orizontul din sud. Prin deplasarea șinei de prisme (bara de aluminiu cu găuri) în ghidarea coada de rândunică sau prin deplasarea telescopului în brațele sale, de-a lungul săgeții duble marcate cu roșu, se realizează din nou un echilibru. După aceea, telescopul rămâne în această poziție, chiar și atunci când blocajul axial al axei de declinație este eliberat.
Nu întotdeauna este posibil să atingeți acest stadiu ideal. Cu toate acestea, ar trebui să încercați să vă apropiați cât mai mult posibil de el. Scopul echilibrării este ca motoarele să efectueze cât mai puțină muncă posibil în timpul mișcării suportului. În cazul unui dezechilibru puternic, de asemenea, se poate aștepta ca urmărire motorizată să nu mai funcționeze cu precizia necesară.
Urmare a acestei etape, veți avea un sistem funcțional pentru a menține camera sincronizată cu mișcarea stelelor, fără ca rotația Pământului să cauzeze imagini în secțiunea stelară la expuneri lungi.
Conectați controlul suportului și alimentați-l. Asigurați-vă că viteza de urmărire este setată pe "sideric" sau "stellar" atunci când fotografiați alte obiecte cerești în afară de Lună și Soare. Dacă controlul permite funcționarea suportului la emisfera sudică a Pământului, setați pe "Nord", altfel axa orară se va roti în direcția greșită. Apoi eliberați blocările axelor orară și de declinație și direcționați telescopul și/sau camera către regiunea cerului dorită, apoi strângeți ambele blocaje cu o presiune ușoară. Așteptați câteva secunde înainte de a începe prima expunere, pentru a permite șurubului de antrenare să se angreneze bine în dinții rotiței.
Următoarele două episoade ale seriei de tutoriale „Astro- și astrofotografie” se vor concentra pe subiectele „Expuneri la distanțe lungi cu cameră sincronizată” și „Controlul urmăririi în timpul unei expuneri la distanțe lungi”.
Transport
În timpul transportării unei monturi astronomice, contragreutățile ar trebui să fie îndepărtate și clemele axei de ascensiune drept și declinare ar trebui să fie slăbite. Acest lucru protejează mecanismul în caz de vibrații.
Exemple de monturi potrivite pentru fotografie
Când vine vorba de reducerea dimensiunilor bagajului, montura "AstroTrac 320x" este greu de învins. Este vorba despre un accesoriu pentru trepiede foto, reprezentat în imagine de partea de culoare aluminiu. Opțional, această montură poate fi echipată și cu un cercetător de pol (sus, în stânga), deși este necesară prezența unui trepied și a unei capete de trepied.
Este potrivită pentru urmărirea camerelor cu obiective de până la aproximativ 300mm și cel mult pentru telescoape foarte mici și ușoare. Un pachet de baterii alimentează motorul pentru urmărire. Împreună, montura este la fel de mare ca un triunghi de avertizare din mașină, dar prețul său este destul de ridicat (de la 625 Euro).
Mai stabilă este montura "Celestron Advanced GT" cu control GoTo. Poate suporta, de asemenea, telescoape de dimensiuni medii și cu o distanță focală medie. În ceea ce privește cerințele fotografice în cadrul expunerilor pe termen lung, nu trebuie supraîncărcată; deoarece la distanțe focale foarte lungi, precizia urmăririi nu este suficientă. Sub forma unui pachet complet cu trepied, cercetător de pol și control GoTo, această montură costă aproximativ 750 de Euro.
"1200 GTO" de la Astro-Physics este o montură extrem de grea, dar totuși relativ ușor de transportat, deoarece blocul de declinație poate fi separat de unitatea de înălțime a polului și transportat separat. Ambele împreună cântăresc deja peste 50 de kilograme fără accesorii. Această montură este bine așezată într-o observatorie staționară, capacitatea sa de transport fiind de aproape 65 de kilograme fără contragreutăți! Pentru montură fără accesorii, dar cu control GoTo, trebuie estimată o sumă de cinci cifre în Euro.
