Welcome to Forum Astronomiczne

Zarejestruj się w naszej astronomicznej społeczności , aby uzyskać dostęp do wszystkich funkcji.

Po zarejestrowaniu i zalogowaniu się, będziesz mogła/mógł:

Tworzyć nowe tematy, pisać w istniejących, oceniać posty innych userów , wysyłać prywatne wiadomości, aktualizować statusy, korzystać z poczty, zarządzać swoim profilem i wiele, wiele więcej!

jolo

OAG vs lunetka do guidingu

guidescope2.thumb.jpg.5c1dbe1e5a86406da97e09fe49c05160.jpg

Coraz więcej szczęśliwych amatorów astrofotografii korzysta z wysokiej klasy montaży, które nie wymagają wprowadzania korekt prowadzenia podczas wykonywania zdjęć. Jednak wciąż większość osób parających się fotografowaniem nocnego nieba zmuszona jest do stosowania guidingu podczas astrofotografii długoczasowej. Guiding sam w sobie to już bardzo stara technika mająca swoje początki w fotografii przy użyciu kliszy. Wtedy miłośnicy astrofotografii korzystali z dodatkowego instrumentu o długiej ogniskowej i okularu z krzyżykiem nitek i spędzali całą sesję zdjęciową obserwując gwiazdę odniesienia i starając się ją utrzymać w centrum pola widzenia. Korekty prowadzenia były wprowadzane ręcznie, a ludzkie oko i mózg wykonywały całą pracę. Jakiś czas później nastała epoka matryc CCD oraz komputerów i cały proces został zautomatyzowany. Niewielka kamera CCD wykonuje krótkie ekspozycje, oprogramowanie analizuje obraz i oblicza położenie gwiazdy lub gwiazd odniesienia, oblicza błąd prowadzenia i wysyła polecenie korekty do montażu. Proces stał się dokładniejszy i mniej męczący dla astrofotografa. Warto jednak pamiętać o jednej rzeczy - guiding nie zapobiega powstawaniu błędów. Guiding jedynie koryguje błędy prowadzenia, które już wystąpiły (częściowo do korygowania błędów w trakcie ich występowania możemy użyć krzywej PEC, o ile montaż na to pozwala). Proces guidingu kontrolowany jest przez kilka parametrów, które opisują zachowanie całego systemu i ich dostrojenie zapewni nam najlepszy możliwy do uzyskania rezultat. Ale to temat na osobny wpis.
A w tym wpisie chciałbym opisać i porównać dwie metody guidowania - przy użyciu OAGa, oraz osobnego instrumentu do guidingu. Oba sposoby mają swoje wady i zalety i warto je znać, żeby dobrać bardziej odpowiedni dla własnych potrzeb. Dość długo używałem jednego i drugie sposobu i na podstawie własnych doświadczeń chciałbym je Wam przybliżyć. 

oag4.thumb.jpg.76f92aab3282f2b55fd5e6be2a489c0e.jpg

W przypadku stosowania OAGa (ang. off-axis guider) w głównym torze optycznym instrumentu znajduje się niewielki pryzmat (zazwyczaj o rozmiarze kilku mm), który część światła przekierowuje pod kątem prostym poza tor optyczny do kamerki guidującej. Kamerka ta rejestruje powstały obraz, przesyła do komputera i tam następuje jego analiza i do montażu wysyłane są poprawki. Kiedy w naszym torze optycznym znajduje się koło filtrowe albo szuflada z filtrami, prawdopodobnie będziemy chcieli umieścić OAG przed filtrem tak, żeby do kamerki guidującej docierało nieprzefiltrowane światło. W przeciwnym przypadku jasność gwiazdy odniesienia w kamerce będzie osłabiona i znalezienie gwiazdy odniesienia w i tak małym polu widzenia OAGa może być jeszcze trudniejsze. Sam pryzmat OAGa musi zostać umieszczony w torze optycznym w ten sposób, żeby nie kolidował ze stożkiem światła padającym na matrycę głównej kamerki. W przeciwnym razie pryzmat przesłoni sensor i pojawi się na nim cień. Guidowanie z użyciem OAGa ma kilka wad. Przede wszystkim nie sprawdzi się dla instrumentów o niewielkiej aperturze i/lub słabej światłosile. Pole widzenia OAGa jest niewielkie i w takich instrumentach może być problem ze znalezieniem jakiejkolwiek gwiazdy odniesienia w niektórych rejonach nieba. Z mojego doświadczenia w przypadku teleskopu newtona 8” f/4 prawie zawsze byłem w stanie odnaleźć odpowiednią gwiazdę. Z newtonem 6” f/5 i refraktorem 130 f/5.5 czasami musiałem przekadrować pole widzenia o kilka minut kątowych, żeby odpowiednia gwiazdka załapała się w kamerce guidera - szczególnie w relatywnie pustych obszarach nieba jak na przykład w Rysiu czy Wielorybie.
OAG w częściachDo współpracy z OAGiem powinniśmy stosować czułe kamerki monochromatyczne. Kamery kolorowe zarejestrują jeszcze mniej gwiazd. W moim zestawie z OAGiem dobrze współpracowały kamerki QHY5 i ASI120, ale czulsza kamerka ASI290MM rejestrowała więcej gwiazd. Chłodzona kamerka QHY6 również bardzo dobrze spisywała się z OAGiem. 
Kolejnym problemem przy pracy z OAGiem są wady optyczne na skraju pola widzenia - takie jak krzywizna pola czy koma. Pryzmat OAGa kradnie część światła z krawędzi pola widzenia, czyli tam, gdzie te wady są największe. Jeśli nasza główna kamerka ma duży sensor, pryzmat musi być odsunięty dość daleko od osi optycznej instrumentu i gwiazdy w tym obszarze mogą wyglądać różnie. W moim newtonie 8” f/4 gwiazdy w kamerce guidującej były już niewielkimi przecinkami. Jednak oprogramowanie do guidingu może sobie z takimi obrazami dobrze radzić i obliczać środek takiej gwiazdy dokładnie. Tak przynajmniej było w przypadku MaxIma, który nie miał problemów podczas guidingu z takim obrazem. Jeszcze jedną rzeczą wartą uwagi jest mechanika. OAG wraz z kamerką do guidingu stanowią dla wyciągu dodatkowe obciążenie, a więc musi być on wystarczająco sztywny. Dodatkowo zazwyczaj wokół głównej kamery i ewentualnie koła filtrowego jest niewiele miejsca, a więc kamerka guidująca nie może być zbyt duża. Jak więc widać, korzystanie z OAGa niesie za sobą całkiem sporo komplikacji. Ale jest jedna najważniejsza korzyść - kamera guidująca pracuje z tym samym obrazem, co kamera główna. OAG radzi sobie doskonale ze wszystkim wadami mechanicznymi naszego instrumentu - z uginaniem, mało sztywnymi połączeniami, itp, itd. Jeśli posiadamy newtona z tubusem z cienkiej stalowej blachy, albo niezbyt sztywny wyciąg, albo nienajlepszej jakości celę lustra głównego, to elementy te mogą się przemieszczać w trakcie sesji. Kamerka guidująca podłączona do OAGa wychwyci te wszystkie ruchy, ponieważ rejestruje dokładnie ten sam obraz, co kamera główna. Dla mnie był to doskonały ratunek, kiedy fotografowałem 6” newtonem. Z osobną lunetką guidującą nie byłem w stanie uzyskać nieporuszonych klatek o długości 5 minut, na skutek ugięć (prawdopodobnie wyciągu). OAG rozwiązał ten problem na dobre.

guidescope1.thumb.jpg.2baec4d11eafa4b7b9307b2818886ac7.jpg

Druga powszechnie stosowana metoda guidingu, to użycie osobnego instrumentu. Zazwyczaj jest to niewielki refraktor (o aperturze 50-80mm, czasami obiektyw fotograficzny) zamocowany do naszego głównego instrumentu. Kamera guidująca śledzi niebo z użyciem tego dodatkowego teleskopu. Jakiś czas temu do tego celu stosowano jedynie instrumenty o długiej ogniskowej i skala obrazu kamery guidującej była podobna do skali głównego detektora. Jednak dość szybko się okazało, że nie jest to konieczne. Oprogramowanie analizujące jest w stanie określić położenie środka gwiazdy z dokładnością do 1/10 piksela, tak więc skala guidera może być dużo mniejsza. Ale są pewne granice. Przede wszystkim ważna jest jakość optyki guidera. Przykładowo w mojej lunetce do guidingu o średnicy 50mm obraz gwiazd był bardzo kiepski. Średnica gwiazdy (FWHM) w tej lunetce wynosiła 8-10 sekund kątowych. Tanie szukacze GSO czy Sky Watchera dają obraz o lepszej jakości. Żeby jakoś ograniczyć to zjawisko użyłem soczewki barlowa oraz filtra Fringe Killer, co mi w końcu pozwoliło na osiągnięcie zadowalających wyników. Jakość optyki guidera jest jeszcze bardziej istotna, kiedy używamy współczesnych kamerek CMOS z małym pikselem, jak na przykład ASI290MM. Wtedy wszystkie wady optyczne są doskonale widoczne. Ale nawet przy doskonałej jakości optyce i kamerce monochromatycznej trzeba zastosować przynajmniej filtr UV/IR albo IR cut, żeby odciąć promieniowanie podczerwone, które będzie nam rozmywało obraz gwiazd.
guidescope3.thumb.jpg.d10eb3e742ccc7441751f37c98eecc16.jpgDruga sprawa to stosunek skali guidera do skali głównego instrumentu. Teoretycznie ta pierwsza może być 10 razy mniejsza, ale traktowałbym tą wartość bardzo ostrożnie. Może się sprawdzić, kiedy mamy guider o dobrej optyce, oraz 16 bitową kamerkę guidującą. W pozostałych przypadkach nie przekraczałbym skali głównego instrumentu o więcej niż 5 razy - ale trzeba pamiętać, że i tak najwięcej w tej kwestii ma do powiedzenia jakość prowadzenia montażu. Przy użyciu lunetki o średnicy 50mm i ogniskowej 165mm oraz kamerki ASI290MM z pikselem 2.9um byłem w stanie uzyskać dobre wyniki podczas guidowania refraktora 130/910 na montażu EQ6, ale według mnie zestaw ten pracował na granicy możliwości. Guiding działał znacznie lepiej z lunetką 60/240, a najlepiej z refraktorem 80/400 (tak działa obecnie). Największą wadą stosowania zewnętrznego guidera jest to, co jednocześnie jest zaletą guidowania OAGiem: zewnętrzny guider nie korzysta z toru optycznego głównego instrumentu. Wszystkie więc mechaniczne niedoskonałości zarówno głównego instrumentu jak i guidera, ugięcia, mało sztywne połączenia, kiepskiej jakości wyciągi, wszystkie te rzeczy mogą powodować przesunięcia pomiędzy obrazem z kamery głównej i guidera. A ponieważ to osobne tory optyczne, więc wady te nie będą korygowane. W takiej sytuacji nawet pomimo doskonale wyglądającego wykresu guidingu długo naświetlane zdjęcia będą pokazywały poruszone gwiazdy. Mocowanie guidera do głównej tuby musi być sztywne, a montaż musi zapewniać odpowiednią nośność, żeby dodatkowe obciążenie nie stanowiło problemu. Jak już wcześniej wspomniałem, optyka guidera powinna być dobrej jakości. Aberrację chromatyczną można w pewnym stopniu zwalczać różnymi filtrami, ale nie wyeliminują one jej całkowicie, a dodatkowo aberracja chromatyczna to nie jedyna wada optyki. Jak więc widać guidowanie zewnętrznym instrumentem nie jest pozbawione wad, ale pomimo to jest to całkiem popularna metoda - łatwa w implementacji, nie musimy zgrywać płaszczyzny ostrości obu kamerek (jak w przypadku OAGa) i nawet w przypadku kamerek kolorowych nie powinniśmy mieć problemu ze znalezieniem gwiazdek odniesienia. Dodatkowo wyciąg jest mniej obciążony i nie musimy się martwić o zachowanie odpowiednich odległości pomiędzy kamerą główną, kołem filtrowym, korektorem oraz OAGiem.

W podsumowaniu nie będzie prostej odpowiedzi na pytanie „czego użyć?” :) Opierając się na moim doświadczeniu w listach poniżej umieściłem wady i zalety poszczególnych rozwiązań - może to komuś pomoże w wybraniu odpowiedniej metody. Należy tylko wciąż pamiętać o tym, że głównym elementem odpowiedzialnym za jakość prowadzenia będzie zawsze montaż. Guiding jedynie kompensuje błędy, które już wystąpiły. 

OAG

  • kiedy mamy wątpliwości co do sztywności naszego zestawu (blaszany newton, ugięcia w wyciągu, itp)
  • kiedy posiadamy instrument o średniej albo dużej aperturze
  • kiedy posiadamy monochromatyczną kamerkę guidującą
  • OAG musi zostać umieszczony pomiędzy kamerką i kołem filtrowym oraz korektorem. Zazwyczaj niezbyt wiele miejsca plus dodatkowe obciążenie dla wyciągu
  • kamerka guidująca nie może być zbyt duża, ponieważ zazwyczaj nie ma na to miejsca
  • gwiazdy widziane przez pryzmat OAGa mogą być zniekształcone (koma, krzywizna pola), ponieważ ich obraz brany jest ze skraju pola widzenia

Osobna lunetka guidująca

  • kiedy jesteśmy pewni sztywności posiadanego zestawu (sztywny tubus refraktora, dobrej jakości wyciąg)
  • kiedy posiadany instrument ma niewielką aperturę i/albo stosunkowo słabą światłosiłę
  • kiedy posiadamy kolorową kamerkę guidującą
  • luneta guidująca musi być umocowana do głównego teleskopu. Połączenie musi być sztywne, a całość stanowi większe obciążenie dla montażu.
  • kamerka guidująca może mieć większe rozmiary - na przykład chłodzony Atik 16
  • kiepska jakość optyki (zazwyczaj dublet achromatyczny) może dawać obraz gwiazd o sporej średnicy FWHM i obliczenie położenia gwiazdy odniesienia może nie być dokładne

Zapraszam do dyskusji i podzielenia się Waszymi spostrzeżeniami.
 

9 osób lubią to

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

Czy OAG nie wprowadza dodatkowej dyfrakcji np. w postaci widocznych spajków?.

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

W tych dwóch, których używałem nie zauważyłem takiego czegoś (TS OAG9 do lustrzanki i OAG TPL 13mm). Ale teoretycznie jest to na pewno możliwe.

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

No wykład jak zwykle profesjonał :) 
Osobiście raz na dłuższym wyjeździe próbowałem OAGować ale strasznie drażnił mnie brak gwiazdek :( No i przy ,,miękkiej" rurce czy słabym wyciągu też będzie kłopot...
Mam pytanie odnośnie opcji z guiderkiem, wyszło to podczas jednego z zatomskich zlotów jakieś 5 lat temu (tak mi się czytając przypomniało). Czy guiderek musi ,,patrzeć" idealnie tam gdzie rurka czy może mieć malutki odchyłek?

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

ja bym tylko dorzucił swoje "3 grosze"

 

OAG używam od niepamiętnych czasów - początkowo z EDkiem (SW ED złoty tubus klasyczny - 80/600) a teraz używałem (awaria głównej kamery) z achromatem SW 102/500

w obu przypadkach OAG dawał "kometki lub fasolki" do guidowania - przy czym nie wnosiło to absolutnie nic do samej akwizycji materiału - powiem nawet dalej - robiłem klatki po 1 godzinie dla pasma siarki i nie było problemów (FITy wiszą w którymś z moich wątków )

montaż to NEQ6

 

dopisałbym jedynie o dodatkowej alternatywie w OAGach - czyli radial guider Celestrona sprzedawany jako Baader Radial Guider

dodatkowo mamy opcję  rotatora "kręcenia/obracania" całego pryzmatu itd o ok 260 stopni dookoła - co dawało niesamowity komfort i nie zdażyło mi się abym nie znalazł "fasolki" do guidowania - nigdy nie musiałem zmieniać kadru

(recka tegoż ustrojstwa tutaj - http://tadeoho.cba.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=50&Itemid=76)

 

ot całe moje doświadczenie w materii

1 osoba lubi to

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

aaa i jeszcze 4ty grosz

 

bardzo ważne - dystans między pryzmatem - a sensorem ccd kamerki guidującej a także głownym "ćipem" rejestrującym musi być dokładnie taki sam - z prostego względu - inaczej nie będziemy mieli ostrość w którejś kamerce

implikuje to co już napisano powyżej - przy konstrukcji typu Newton coma corrector a przy soczewkach FF/FR musi być jeszcze przed OAGiem (dalej OAG , koło filtrowe i CCD) - co może okazać się niemożliwe

bo odległości będą za duże dla poprawnego działania ww "ulepszaczy obrazu"

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach
8 minut temu, Jacek E. napisał:

Mam pytanie odnośnie opcji z guiderkiem, wyszło to podczas jednego z zatomskich zlotów jakieś 5 lat temu (tak mi się czytając przypomniało). Czy guiderek musi ,,patrzeć" idealnie tam gdzie rurka czy może mieć malutki odchyłek?

Wg mnie może być pewien odchyłek. Jeśliby musiały patrzeć dokładnie w to samo miejsce, to OAGi i kamerki SBIGa z osobnym chipem z założenia by nie mogły prawidłowo guidować, bo chip guidujący jest poza polem widzenia kamerki głównej. Ale teorią żadną tego wniosku nie potrafię poprzeć :) 

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach
Teraz, jolo napisał:

... to OAGi i kamerki SBIGa z osobnym chipem z założenia by nie mogły prawidłowo guidować, bo chip guidujący jest poza polem widzenia kamerki głównej.

No dokładnie - sam miałem SBIGusia 3 latka niemal i jego czipek patrzył w górę od czipka głównego - widzisz niedowiarku (to do tego co się ze mną kłócił onego czasu) ;)

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

amen - dokładnie :D

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą dodawać komentarze

Dodaj konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!


Zarejestruj nowe konto

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się tutaj.


Zaloguj się teraz

  • Przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników, przeglądających tę stronę.