• Vezetés aktív optikával

  • 2018. május 15.
  • Akik valaha is próbálkoztak mélyég fotózással, tudják, hogy a halványabb objektum részletekhez és morfológiához több perces expozíciókra van szükség. Aki mélyeget fotóz hosszabb expóidőkkel, gyorsan abban a szükségben találja magát, nem elég az amatőrök számára elérhető mechanikák követési pontossága, nem lehet félperces expozíciókból kellően mély részleteket kihámozni, még sok-sok kép összeadásával sem. Az asztrofotózáshoz használt mechanikák - legyenek azok jobbnál jobbak - még pontos pólusra állás esetén is hibáznak, elhúzva ezzel a képeket, elmosott részleteket, elnyúlt csillagokat alkotva. Vannak persze a méregnél is méregdrágább mechanikák, melyekkel a vezetés nélküli epxóhossz több percre hiba nélkül felvihető, de ezek nem a mi amatőr kategóriáink, árukat illetően legalábbis semmiképpen sem.

  • Egyszerű - ezt tehettem volna idézőjelbe - a megoldás, a mechanikák követési pontatlanságait vagy párhuzamosan szerelt távcsövön, vagy más megoldással, valós időben tudjuk korrigálni, ha egy másik egyszerűbb kamera segítségével ezeket a hibákat rövidebb expozíciós képek alapján korrigáljuk. Vagy gyorsítjuk, vagy lassítjuk kis időre a tengelyeket. A vezetés megoldásai sokfélék lehetnek, léteznek kompakt eszközök (pl. Mgen autoguider), vagy külön dedikált kamerás PC-s megoldások is. Lehet manuálisan is, okkuláron keresztül nagy nagyítással az elmozdulásokat kézivezérlőn keresztül korrigálni, de azért manapság ennek ha valaki neki is fog, nagyon gyorsan belefárad. Elvégre ha már léteznek az automata megoldások, használjuk ezeket a nagyságrendekkel egyszerűbbeket.

  • Valamely módon vezetésre használt kamera maximum pár másodperces expozíciós felvételei alapján a tengelyek mozgását számított mértékben korrigálva, elérhetjük a pontszerű leképezést, a részletek elmosása megszűnik. A vezetés szükséges pontossága nagyban függ a rendszerünk pixelfelbontásától. Ha például egy 100mm-es gyújtótávú objektívvel fotózunk, lehetséges, hogy sztenderd mechanika esetén annak pontatlansága nem is látszik meg akár 4 perces képeken sem. Az ilyen rendszerben az obketívre - effektíve távcsőre - helyezett fényképezőgép adta pixelfelbontás alacsony lesz, a mechanika követési hibái ha egy, vagy pár pixelen maradnak, akkor annak nem lesz nyoma a képünkön. Más a helyzet viszont, ha a távcső fókusztávolságát növeljük.

  • Azonnal látjuk, hogy a felbontásunk ugyan javul, de ideoda elhúzott csillagmező lesz a képeken, nem volt pontos az égi látszólagos mozgás követése. Sokan használunk vagy használtunk egy külön vezetőtávcsövet a korrekciókhoz. Sokan megtapasztaltuk, hogy a két távcsö minimális, szemmel nem látható mozgása, a mechanikai elemek tömegük okozta torzulásai rossz pontszerá leképezést adnak, pedig a vezetőkamera képére jól korrigált a rendszerünk. Ekkor kell arra igényt formálni, hogy ne egy másik, külön szerelt távcsövön keresztül tartsuk egy pontban a távcső képét, hanem magán a főkamerán keletkező kép alapján korrigáljunk hibákat. Ezt egy kis tükörrel lehet elérni, mely ugyan nem lóg be a főkamera látómezejébe, de a főkamera által látott képet látja, erre korrigálja a követés hibáját. Ezt hívjuk off axis guider-nek, röviden OAG-nak.

  • Tapasztalatom szerint a kompromisszum mentes eredményhez, jól vezetett képekhez, melyek közül nem kell kidobálnunk elhúzottakat, már érdemes valahol 1000 mm-es távcső fókusztávolságnál az OAG-ot használni külön vezetőtávcső helyett. Optikai rendszertől is függ ennek szükségessége, egy többtükrös rendszernél az elemek is rugalmas alakváltozást szenvednek, melynek ha nagyobb a mértéke, meglátszik ez is két nagyon masszívan egymáshoz rögzített fő- és vezetőtávcső alkalmazása esetén. Ezt hívják konyhanyelven kókadásnak. Egy lencsés távcsőben az optikai elemek nem mozdulhatnak, nem kókadhatnak annyira, de itt is van fókuszer, melynek alakváltozása hibát vihet a követésbe, eredménybe. Az OAG esetében, mivel ott a főkamerára kerülő fényutat nézzük a vezetőkamerával, ezeket a mechanikai torzuálsokat is automatikusan korrigálni tudjuk.

  • Egy alap, fotósok által unásig ismert bevezető után térjünk el a címben említett megoldás ismertetése felé. Az általam mélyég fotózásra használt távcső fókusza 1900 mm, ezt a használt Wynne korrektor 1805mm-re csökkenti. Ezen a fókusztávolságon a rendszer nagyon érzékennyé kezd válni a követési pontatlanságokra. A távcsövemnél ráadásul leképezett felbontásban az 1 ívmp/pixel értéket céloztam meg, így az ehhez alkalmazott vezetésnek illene 0.5 ívmp/pixel pontossággal mennie. Hiába a nagyobb, precíz Fornax mechanika a távcső alatt, ezt nem tudtam elérni. Általában 1-1.2 ívmp/pixel pontossággal tudtam vezetni. A tévelygés szórásképe mivel véletlenszerű volt, így képeken nyoma ennek végül is nem volt észrevehető, de éppen elég az, ha én tudtam, hogy bizony részleteket veszítek el, illetve a leképezett csillagméretek soha nem olyan nagyok lennének pontosabb vezetéssel.

  • A mechanikát, és magát a vezetési időket próbáltam úgy állítgatni vagy paraméterezni, hogy a követési hiba kevesebb legyen, de be kellett lássam, ezzel a távcső tömeggel, és ezzel a mechanikával nem tudok jobbat elérni. Régóta szemezgettem az aktív optikákkal. Szokás adaptív optikának nevezni, de itt nincs referencia csillag, melyet valahol 40km magasságban képeznénk le, ez nem adaptív megoldás. Az aktív optika segítségével elérhető a látómező oly mértékű korrigálása egy vastag üveglap mozgatásával, mikor is látszólag a pontszerű leképezés biztosított, mindezt viszont nem a mechanika mozgatásával érjük el. A mechanika mozgatásával is követési hibákat viszünk a rendszerbe, a tömegektől alul vagy felülkorrigált lesz az egész, képtelenség 50kg-nyi távcső tömeget pontosan oda tenni ms-ok alatt, ahol a leképezésben a kiszemelt pontot kell megtartani, majd onnét monduk egy másodperc alatt elrángatni pár mikrométerrel odébb.

  • Starlight Xpress aktív optika (AO)
  • A kép a gyártó honlapjáról származik. A guider camera felelős a vezetéshez szükséges referencia képek elkészítéséért, a kirajzolt fényútban látható a prizma, mely biztosítja, hogy ugyanazt lássuk ezzel a vezetőkamerával, ami majd a főkamerára kerül képalkotás céllal. A fényútban, az OAG előtt ott egy vastag üveg korong. Vastagsága 13mm, átmérője 60mm. Ennek billegtetésével érhető el a vezetéshez szükséges korrekciók létrejötte. Az üvegkorong egy belső tányéron van, ezt 4db léptetőmotor billegteti.

  • SX AO
  • Az aktív optika házának vastagsága 32mm. Ehhez gyári kiépítésben a csatlakozó elemmel - mely kell bármely elemhez csatoláshoz máris 44mm vastagságnál járunk. A sztenderd beállítandó szenzortávolság korrektorok esetén általában valahol 55mm körül mozog. Szerencsére az általam használt TS 2.5 collos Wynne korektornál ez a távolság 71mm. Az AO (értsd: aktív optika) tehát eleve elvesz a korrektor mögötti fényútból gyári kiépítésben 44mm-t, ehhez még jön a kamerában a 15mm-es szenzor mélység, és hol van még a 22mm széles szűrőváltó, a 15mm széles OAG fényútja. Az egységek csatlakoztatásához méret és fajtaváltó adaptereket kell használni, ezek is minimum 5-10mm-t elvesznek a fényútból. Adapterek nélkül számolva így is 25mm-el hátrébb kerülne a fókusz, mintsem az az ideális korrektor-szenzor távolság lenne.

  • Mindig is szemeztem az AO használatával, de ekkora távolságot nem lehet csak úgy simán lespórolni. A hobbiban számomra fontos dolog a távcső körüli saját alkotás, a képeknél a részletek, a kettő pedig valahol találkozik az átmérő-mániában. Ezeket az AO-kat inkább katadioptrikus rendszerekhez találták ki, ahol nincs szükség korrektorra. Lencsés rendszereknél is szükség van korlátolt backfókusszal rendelkező flattenerekre, ezen távolságoknál sem fér el az AO, vastagsága miatt. A StarLight aktív optikája a gyári OAG adaptációval együtt 74 mm hosszú.... Erről mindig letettem eddig, nem tudok mit kezdeni ezzel.

  • Egyszer valamikor 2017. év végén ismét belebotlottam az aktív optikába egyik távcsöves termékoldalon. Előtte pár héttel láttam, hogy az Atik piacra dobta - vééégre! - a 7db 50mm átmérőjű szűrő fogadására képes EFW-3 szűrőváltóját. Ez előtt a konfig előtt a 7db szűrő használatát két, egymás mögé szerelt 5-ös szűrőváltókkal oldottam meg. Amikor az aktív optikát ismét úgymond felfedeztem, eszembe jutott, hogy azért ott akkor az EFW-3-al spóroltam 22mm-t a fényútban. Ugyan ez még távol van a vágyott csökkentéstől, de ha az OAG 15mm-ét is kihagyom - csak úgy gondolatkísérletként - a fényútból, meglehet az ideális fókusztávolság. Nem számoltam végig pontosan, nem ismertem egyik terméket sem testközelből, de gondoltam ebből ki lehet hozni valamit, így megrendeltem mindkettőt. Beugrott, hogy ha valahogy az OAG tükrét és kivezető részét nulla fényút körül meg tudom oldani, akkor mehet a vágyott nagyságrenddel pontosabb vezetés, a képeken a finomabb részletek. Akkor át sem gondoltam részleteiben, de megvolt az ötlet, vagy a szűrőváltóból, vagy az AO házából valahogy kis tükrökkel biztosan ki tudok csalni fényt a LM egy részéből, a vezetőkamera számára. Megérkezett egyszer csak a szűrőváltó és az aktív optika, megnézegettem, majd valahogy elmaradt a szerelgetésük. Téli hónapokban elég kevés tiszta éjszaka volt, akadt egyszer kis szabadidóm, gondoltam elkezdek méregetni, nézegetni....

  • Forgattam csak magam előtt a szétszedett régi korrektor-kamera vonatot, azért itt már pontosan kell mérni, nem nagyon akart kijönni az a 71mm a korrektor mögött.

  • Aktív optikán a régi OAG
  • Bevillant, hogy van nekem régről egy 10mm fényútú OAG-om, igaz az kisebb belső átmérőjű, de valamit ki lehetne belőle hozni. A képen a nagy belső átmérőjű 15mm hosszú OAG-om látható az AO tetejére téve. Sem menet átmérő, sem távolság, nagyjából semmi nem stimmelt. Annyit kellett volna adapterezgetni, hogy még a végén hosszabb lenne az egész, mint volt régebben. Szétszedtem a szűrőváltót is, abban vajon mennyi helyet hagyott nekem a forgó tényér előtt vagy után az Atik. Egyik oldalról szinte semmi, másik oldalon 12mm a forgó tányér és a háza között... A képen talán az is felismerhető, az OAG prizma tartója egy keskenyebb elem, ennek vastagsága 10mm. Itt jött az egyetlen mentőöv, azt oda a szűrőváltóhoz bele kell aplikálni. Más lehetőség nem igazán volt, kezdtem magam rosszul érezni, még a végén nem is tudom ezt az aktív optikát használni, itt egy másik szűrőváltó mely nem kellett volna, és a meglévő, amúgy jól működő korrektor-kamera vonatot is darabjaira szétszedtem. Annak az OAG tükörnek bele kell mennie a szűrőváltóba!

  • Nem sokáig maradt egyben a kibontástól számítva az aktív optika. Kellett ebben is helyet keresni egy vezetőkamerának, az OAG tükör kinti részének is. Pfff... Azért ez nem egy nagy doboz...

    A billegtetésért felelős motorok és egyik másik csatlakozó által határolt részek között van ugyan hely, de jóval kisebb, mintsem oda beférne a Lodestar X2 vezetőkamerám. Jött a következő probléma, hogyan lehetne azt elvékonyítani...

  • Szétszedtem a vezetőkamerát is, mit lehet ebből kihozni. Végül is a szenzor mérete adott, még ha jobb lenne kisebb is, de ez lesz a minimum méret. Szerencsére a szenzort tartó panelen körben csak árnyékolás futott (GND), így a piros vonalak mentén elvágva egészen soványra sikerült faragnom az X2-t. Ennek a garanciája akkor most odalett, sebaj, kell a pontosabb vezetés. A kamera végül is nem került házba, így maradt kopasz panelként. Lakkal lefújtam, ne oxidálódjon majd.

  • Kezdett a megoldás összeállni. Éppen ideje... Az aktív optikára kell erősíteni az OAG csövét, majd ezt az egészet elsüllyeszteni a szűrőváltóban. Következhetett a szűrőváltó és az AO egyik lapjának farigcsálása, fúrkálása, minden kapcsolat kellő erős kell legyen, ehhez egymásra kell őket csavarozni. Gondolni kell ilyenkor arra is, hogy ne legyenek bennszülött csavarok, jó ha össze lehet szerelni amit kitaláltunk... Az AO kiálló csavarfejeinek helyét kifúrtam a szűrőváltón, így egy egységként párhuzamosan fognak állni. Az OAG csövét az AO-hoz rögzítettem M2-es csavarokkal, éppen 3db-ot találtam itthon.

  • Tudtam, hogy eljön majd az a fázis, mikor az OAG pontos helye megvan, lehet az aktív optika házát is faragni, bele kell majd csússzon a keskenyített vezetőkamera. Az egész előtt azért durván számoltam OAG backfókuszt, egyértelmű volt, hogy a fókuszsík az AO dobozán belül lesz. Jobb helyen nem is lehetne... Kirajzoltam a dremmel útját, és kiszedtem a nem odaillő részt. Ennek is ugrott a garanciája, de kit is izgat, kellenek a kis galaxis részletek...

  • 0mm fényútban az OAG, beépült a szűrőváltóba.

  • A vezetőkamera, belső végén az OAG tükörrel immáron jó helyen van, az AO házában tud mozogni, a hosszú csavarral kell majd pontos fókuszba állítanom.

  • Alakul a végleges egység. Az AO elején látható felcsavarozva a korrektor menetes csatlakozására alkalmas átfaragott adapter. Természetesen az AO gyártója nem ismeri az M68-as menetet, így ezt egy másik fókuszerből kellett átemelnem. Ott a szűrő, főkamera, OAG tükör, és talán minden kellően stabil ahhoz, hogy legalább ezek ne mozduljanak meg.

  • Készen áll az új szem, a korrektor is becsavarozva. Jöhetett a tiszta ég, OAG beállítgatás, és az első próba...

Vissza