ほしぞloveログ

天体観測始めました。

今月号(2019年10月号)の天文ガイドに天の川沿いの赤い星雲ガイドがありました。こうやって実写とともに、位置情報まで含めて一覧で見どころを示してくれているのは今まであまりなかったのでありがたいです。これに沿ってどれくらい見えるのか電視観望でいくつかみてみました。条件は前回の記事と同じ機器で、QBPをはめてです。


QBPでの電視観望でここまで見える

まずは、前回の記事のテストでも試した天文ガイドのページに沿って、北アメリカ星雲です。何枚か撮ったうちの一つです。

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位置はサドルより下流でも、さすがに天文ガイドの記事のトップに来るくらいメジャーで明るい星雲です。電視観望でも十分見栄えがします。

次は白鳥座のガンマ星、二等星のサドルがある付近です。

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天文ガイドでは星3つで「とにかく明るい」と書いてある場所で、電視観望でもその場で結構楽に見ることができてます。

調子に乗って、サドルから少しデネブ方向に移動してみました。天文ガイドには「3つの連なった青い星雲」とありますが、写真の右の少し下くらいのところです。残念ながら、それらしい青いものは見えません。もしかしたらQBPは青を出すのが苦手なので、そのせいかもしれません。

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ここらへんで、やはりかなり明るいものでないと厳しいといことがわかってきました。

次は天文ガイドには書かれていませんでしたが、やはり白鳥座にある三日月星雲です。

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こちらも形はきちんとでているようです。少し拡大してあります。

同様に網状星雲です。網状星雲が電視観望でこんなに綺麗に見えたことは私は初めてです。QBPの効果絶大かと思います。周辺減光がひどいので、フラット補正をしたほうがより見栄えするのかもしれません。

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ずーっと飛んで胎児星雲です。こちらは天文ガイドで星二つ。それでも明るいので星三つでもいいのではと書いてありました。電視観望だとこれでやっとかろうじて見えるくらいです。

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網状星雲もそうなのですが、意外に画角が広いので、もしかしたらレデューサを入れたほうがいいかもしれません。ただしレデューサーの効果で、もともと小さくしか見えないM57とかは流石に小さくなりすぎると思うので、分解能的に厳しいかもしれません。M57は輝度が高く電視観望の目玉の一つなので考えものです。

ちなみに、胎児星雲までずーっと飛んだわけは、ここまで星二つとか星一つのSh2がほとんどだったからです。でもケフェウス座のIC1396はきちんとトライしてみてもよかったかもしれません。ただ、富山は北のほうがかなり明るいのであまり北寄りだとやはり厳しいいかもです。もう少し時間が経つとカリフォルニア星雲とか勾玉星雲とかが見えたかもしれませんが、昨晩はここらで時間切れでした。


逆にQBPが電視観望に向かないケース

ここからは失敗例です。

意外だったのがM31アンドロメダ銀河です。先日の演奏会とのコラボの時もそうだったのですが、意外に綺麗にでません。もう天頂付近に来ていたので、雲とかのせいではないです。もしかしたらQBPのせいなのかもしれません。

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一度QBPを外したものと比較してみたいです。

あと、M45すばるもダメ。悲しいくらいの苦労の跡が見えますが、どうやっても青が出ませんでした。これもやはりQBPのせいでしょうか。

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ちょっと気になって調べてみました。まず、中川光学研究室ブログにQBPでM45を撮影した例が出ています。綺麗に反射光の青が出ています。ではこの青の波長はというと、ここを見ると430nmらしいのですが、これだと下のグラフからもわかるようにQBPを透過することができません。

qbpf_g

M45の波長データが違うのか?QBPの透過周波数特性が違うのか?今度自分できちんと撮影して確かめてみることにします。



最後は二重星団です。SynScan Proのリストでパッと目に入ったので導入してみました。

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失敗と言ってしまうのもあれなんですが、QBPに関係なく、やはり恒星はシャープさがなかったり、偽色が出たりで、電視観望で見るのはイマイチです。こちらは絶対にアイピースで見たほうがいいでしょう。電視観望だとみんなで一緒に見えるというくらいのメリットしか見い出せません。球状星団なら電視観望で淡いところも出せるので、まだマシかもしれません。

今回のテストはこれくらいです。実は時間的な順序では網状が最後でしたが、この時点でバッテリー切れと、気力切れでした。


改善点

今回のテストは一般の観望会を想定しています。安全のため、それほど暗い場所でなく、たくさんのお客さんがいるために装備はトラブルレスを第一に、とことんまでシンプルにというような方針です。

これ以上の改善をするなら、
  • CMOSカメラを冷却してノイズを減らす
  • ダークフレームを撮影してリアルタイムで補正し、輝点ノイズなどを減らす
  • フラットフレームを撮影してリアルタイムで補正し、周辺減光を減らす
  • 暗い場所に行く
  • 月のない日を選ぶ

などでしょうか。確かにこうやってみると改善の余地はまだありそうですが、時間の限られている観望会でこれをするかどうか?お客さんを待たせないようにとか、少し考えなくてはいけないかもしれません。


まとめと結論

秋も電視観望で色々な天体を楽しむことができることがわかったかと思います。ただ、北アメリカ星雲とかはいいのですが、サドル付近とかを観望会で見せて果たして一般の人は喜んでくれるのかどうか。胎児星雲ももう少し画角が必要です。網状星雲はインパクトがありますが、三日月星雲を一般の人に見せてどんな反応を示すのかとかはちょっと興味があります。

天文好きな人は反応がめちゃくちゃいいのはいうまでもなく、以前の福島の星まつりで三日月星雲が見えて大騒ぎした覚えがあります。福島の時も確か月が明るかったです、その時から比べてもASI294MC ProとQBPが投入されたことで電視観望の技術もずいぶん進歩したことがわかります。

あと、QBPが苦手そうな天体があることがわかったのも儲けものでした。こちらはQBPを外す手段を考えるとか、2台体制でいくなどを考えたほうがいいのかもしれません。アンドロメダ銀河なんかはもう少し見えるかと思っていました。

あ、ちなみにこのテストはちょうど満月の日に行われました。星雲を見るのには最も適していない日です。煌々と輝くまん丸のお月様の下でこれだけ見えるなら、多少の光害地でも、観望会で見せるくらいのネタはなんとかなることがよくわかりました。


QBPがあれば、もうこの電視観望、場所と日を選ばずに星雲見えそうで超強力な観望会ツールになりそうです。あ、もちろん雨とか雲はダメですよ。
 

昨晩、綺麗な満月が出ていたので、光害時を想定した電視観望のテストをしてみました。


目的

もしかしたら、Hαフィルターを使えば電視観望でももっと星雲をあぶりだせるのではないかと考え、試してみることにしました。元々のアイデアは、NV(ナイトビジョン)です。NVはそもそもモノクロなので、実際に見る時に、ターゲットを見やすくするためにナローのフィルターを入れているそうです。

そうか、カラーにさえこだわらなかったら電視観望でもナローフィルターを入れてみればもっとコントラスト良く星雲が見えるのではないか?と思ったわけです。たまたま胎内星まつりでHαフィルターを安く手に入れたので、これを使って試してみます。


機材

いつもの電視観望機材です。
  • 鏡筒: タカハシ FS-60CB (口径60mm, 焦点距離355mm) + 旧フラットナー
  • 架台: AZ-GTi(経緯台モード)
  • センサー: ZWO ASI294MC Pro
場所は自宅の庭。そこまでひどい光害地ではないですが、北は街明かりでほぼ全滅。年1-2日ですが、月のない透明度の良い日は、天の川がかろうじて見えるくらいの場所です。普段は天の川は全く見えません。


実際の比較条件

今回、3つのパターンを試します。
  1. フィルターなし
  2. サイトロン製QBP(Quad Band Pass)フィルターあり
  3. バーダープラネタリム社製、Hαフィルター(バンド幅7nm)あり
です。

ターゲットは北アメリカ星雲です。観望会を想定して、ライブスタックありで、数十秒待ちそこそこ見えるようになってきたものの比較です。私が普段の電視観望でやっているようなパラメーターを調整して、そこそこ頑張って、その設定でもっともよく見えるようにしたものです。

さあ、果たしてうまくいくでしょうか?


1. フィルターなし

先ずはフィルター無しの画像です。露光時間4秒で、20枚スタックしてあります。

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まあ、それでもきちんと見えていますね。ちなみにライブスタックなしだと、4秒露光で下くらいが限界。何か少し見えていますが、リアルタイムで見ているとは少し言い難いです。

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2. QBPフィルターあり

やはり星雲の形もはっきりして、かなり見えるようになります。2秒露光で70枚スタックしています。

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電視観望でここまで見えれば、かなり十分なのではないかと思うような結果です。

ちなみに、70枚スタックは実はあまり意味がなくて、見え方の改善があまりなくなったところで適当にシャッターを押しただけです。それよりもQBPは明らかに良く見えるので、露光時間を半分の2秒にしてもまだフィルターなしより良く見えるというところがポイントです。

ちなみに、スタック無しのものがしたのになります。3.2秒露光ですが、それでもかろうじて北アメリカの形がわかります。でもスタックなしだと流石にここら辺が限界です。これ以上劇的に露光時間を短くすることはできません。

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Hαフィルター

さて、かなり期待してHαフィルターをつけてみました。結果はというと

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確かにQBPよりも細かい描写ができている部分もありますが、やはり全体的にコントラストに乏しく見にくくなっていて、観望会に使うにはまあどうかと思います。ちなみに、4秒露光でこれくらい。これ以上短くするとかなり見えにくくなってくるので、この点からもQBPの方に軍配が上がります。。

スタックなしだと下のようになります。ほとんど何か良くわかりません。

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QBPとHαフィルターのまとめ

うーん、Hαフィルター思ったより出ませんでした。理由の一つはカラーCMOSカメラを使っているからだと思います。それでももう少しコントラスト良く出てくれてもいいかと思ったのですが、少し期待しすぎだったようです。もっとコントラストが良くなっていたら、あわよくば露光時間を短くできないかなとも思っていたのですが、この結果からはそれは難しいということがわかります。

結論としては、色付きで星雲を見るならQBPをつけたほうがいい。色がなくなることを犠牲にして、Hαに特化しようとしても、それほどのメリットはないということでしょうか。モノクロカメラだとまた結果は違ってくるのかもしれません。



ついでの実験

ちなみに、星座ビノにフィルターを入れたらもっとコントラスト良く見えるのではという実験もしみてみました。こちらは結果だけ書いておきます。

昔買ったφ31.7mmのかなり弱めの光害防止フィルターを星座ビノの片側の手前側(目の方)に置いて夜空を見てみました。光害防止フィルターを入れただけで、まず視界そのものが暗くなって見にくくなります。また恒星は基本白色に近いものがほとんどなので、光害防止フィルターは恒星の光もある程度カットしてしまいます。なのでコントラストがあがり星が多く見えるということも、ほとんどありませんでした。あえて言うなら、星の見える数はあまり変わらないが、全体が暗くなって見えにくくなるだけだったというところでしょうか。

結論としては、Hαでの電視観望とともに、星座ビノ光害フィルター作戦も完全に失敗です。


先週末の土曜日、先日亡くなられた星仲間のYさんが生前に企画していた催しが開催されました。飛騨市のとあるお寺で開かれた、お堂での演奏会と境内での観望会です。
 
夕方、公共の駐車場に車を止め、会場近くまで歩いて行くと、途中ちょうどお祭りの最中。小さな田舎町で地元の人のために行われているような、こぢんまりとしたとても雰囲気のいい、日本らしいお祭りです。

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聞いてみると盆踊りがあるらしく、浴衣姿の方がたくさんいました。地元の子供達や、外国の観光客も結構いました。そういえばここは某アニメ映画の有名な聖地です。

お祭り会場で飛騨名物の「えごま」の五平餅を食べつつ、お寺まで移動すると、機材を入れるのに車を境内まで入れていいというので、一旦車まで戻りそのままお寺まで機材を運びます。

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この日望遠鏡を出すのは飛騨コスモス天文台のSさんと私だけ。もっといるかと思っていたのですが、私が持ってきたのがあいにくFS-60CBのみ。まだ明るかったですがすでに小さい子がいたので、とりあえず手持ちの双眼鏡を出して月を見てもらいました。Sさんが屈折と、惑星用に反射を出してくれたので、鏡筒の数もなんとかなり、助かりました。この日は半月過ぎの月が綺麗なのと、木星、土星が見頃です。

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二胡の演奏会が始まるまで、お客さんに電視観望で月と木星と土星を見てもらいました。FS-60CBだと惑星を見るには焦点距離が短すぎるので、3倍バローを入れてみました。これだけでも分解能はかなり改善しますが、やはりバローの入れ替えと、その後のピンドだしなどで時間を食うので、たくさんお客さんがいるときには少し辛いです。そのままバローをつけたままで星雲を見ようと思いましたが、視野が狭くなって自動導入で入りにくいことがあるのと、やはり暗いのが致命的で、元のバロー無しに戻しました。

ほどなくして二胡の演奏会が始まります。Yさんが演奏家の方達に話を持ちかけて実現した会です。「癒しの夕べ、二胡と星のコラボ」とという題名からもわかるように、たくさんの人に星と音楽を一緒に楽しんでもらいたいという願いが込められているのかと思います。全部で10曲くらいはあったでしょうか。グループでの演奏、ペアでの演奏、単独での演奏など充実していました。お客さんは100人くらいは余裕でいたでしょうか。お堂がいっぱいでした。

演奏が終わって、飛騨コスモス天文の会のTさんのスライドでの星の説明があり、その際代表のYさんのことについて触れられました。と、話を聞こうと思っていたら、外から呼び出しが。電視観望で何か見たい人がすでに集まっているとのことで境内から呼び出しが。外に向かいます。

この時致命的な失敗に気づきました。電源をオンにして演奏会に行ってしまったので、PCのバッテリーがすでに切れかけていたのです。すぐに外部バッテリーを接続しましたが、さらに少しお客さんを待たせてしまいました。

まずは簡単に月から。結構周りに人だかりができていて、ウォーっと声が上がります。その後はM57とM27などの定番の明るい天体を入れていきます。

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飛騨コスモス天文の会の方なのでしょうか、一人詳しい人がいて、いろいろ解説してくれたり、次はどれを見たいとリクエストをくれたので、いくつか見てみました。今回電視観望で初めて見たのはペリカン星雲です。

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光害防止でQBP入れてありますが、まだ月が出ている中結構良く見えました。ペリカンさんの形も一応わかります。その前に北アメリカも見たのですが、写真に残すのを忘れてました。こちらもよく見えました。

最後まで残っていた人のリクエストで、アンドロメダ銀河を見ようということになりました。見るともうペガススも登っているので十分な高度です。でも残念なことに東側が少し薄雲がかかっています。雲の中なので肝心のM31はイマイチはっきりせず。しかもカメラの埃が目立ってちょっと情けなかったです。

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観望会が終わってから、飛騨コスモス天文の会の人たちと少し話しました。と言ってもメインでやっている人はせいぜい5-6人くらいで、ほとんどのことは代表のYさんがやってくれていたようです。いなくなった今になって、Yさんがいかに貴重な存在だったかを知ることができます。今後どうするかと、一度落ち着いて話をしようという流れになりました。私も参加させてもらうことになりました。Yさんがせっかくこの地に築きあげてきた、子供達も交えて星を見るという活動の火を、なんとか絶やさずに続けていけたらと思います。


県天初の試みとして、富山駅前南口でゲリラ観望会を決行しました。。

ゲリラと名がつくからには突然ウォーッと望遠鏡を持ち込んで、一気に駅前を占拠して、そこらにいる人たちを囲い込んで望遠鏡に送り込む...

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とかそんなことは全くなくて、きちんと許可を取って、場所も決められていて、会場に到着した人から順に落ち着いて準備をはじめます。8月からずーっと天気が悪く、この日も天気が心配だったのですが、最近では珍しいくらいの快晴。気合が入ります。暗くなるちょっと前くらいから月が輝き出し、木星も見え始めると早速導入です。望遠鏡の数としては10台くらいは出ていたでしょうか?

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路面電車が走っているのが見えます。
富山では「地鉄」と呼んでいます。富山地方鉄道の略ですね。

この日は半月で、月のすぐ下に木星があり、土星も見えるなど、駅前の明るい場所でも見せるネタには困りません。C8、C9.25、EDGE800など惑星をターゲットにしたシュミカセが多かったです。双眼装置を取り付けて見せている方もいました。あと、FS-128とか、FSQ-85とか屈折でコントラストよくクッキリ惑星を見せていた方も何人か。

私はいつもの電視観望です。田舎の富山とはいえ曲がりなりにも新幹線が発着する駅前の超光害地で、星雲を見ることができるかどうかの挑戦です。いつものFS-60CBにASI294MCをつけて、AZ-GTiでの導入と追尾です。光害地なのでQBPフィルターを入れておきました。

と言ってもまずは人気のお月様から。PCの画面上なので拡大も縮小も自由自在。クレーターを拡大して見せたり、大気ゆらぎを見てもらったりで喜んでもらいます。

今回普通の観望会と一番違ったところが、見てくれる人の層でした。駅前を歩いている、あえて星を見に来るとかではないごくごく一般の人たちです。サラリーマンなどの仕事帰りの人も多く、女性のグループも目立ちました。さらに普段観望会にはあまり来ることのない高校生も多かったです。どちらかというと見ていってくれるのは男子よりも女子の方が多かったでしょうか。ふーんという感じでそっけない子もいれば、友達同士でキャーキャー言いながら楽しそうに見ている子もいました。普通の観望会では主役の小学生の姿はほとんどなく、一風変わったお客さんたちの反応を楽しむことができました。

月のクレーターを見たことがない人も多いようで、拡大した月を見せるとかなり喜んでくれます。半月だったので、カメラのゲインを上げるとなんとかギリギリ地球照も見えます。地球照と言っても、半月の大きさだと明るすぎるので、影の部分が円になっていることがやっとわかるくらいで、模様とかは全く見えません。それでも月が丸いということがわかるので、みなさんビックリしていました。

電視観望で土星も入れたのですが、流石に口径6cmの焦点距離355mmでは解像度不足。かなり拡大して見せるのですが、CMOSカメラの素子でガタガタに近い土星になってしまいます。それでも輪っかの存在はわかるので、それだけでも喜んでくれます。大口径のシュミカセで土星を入れているメンバーもいたので、是非とも目でシャープな土星を見てくださいと、他の鏡筒を案内します。

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ビルの間に土星があるみたいですが、
これは駅前の灯りが反射でPCの画面に映り込んでいるためです。

結局、人はバラバラとくるので、来ていただいた人数をきちんと数えるのはなかなか難しいのですが、2-300人は見ていってくれたのかと思います。外国の方が多かったのも特徴でしょうか。明らかに日本人でない方が2ー30人位はいたと思います。

肝心の電視観望での星雲ですが、これだけの明るさの中、テストがてら「まあなんか見えたらラッキー」くらいに思っていましたが、いざM57を導入してみたらあっけないくらいにものすごく綺麗に見えます。どうやらこの日の透明度はかなり良かったみたいです。

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M57が綺麗に見えています。

ついで、M27も入れてみました。こちらもすんなり見えます。透明度とQBPのおかげでしょうか。これだけ見えるのなら、もうどんなところでも電視観望で星雲を見せることができるのかもしれません。一度東京のど真ん中の駅前とかでやってみたい気もします。

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M27です。画面真ん中らへんに水平に点在するいくつかの光は、
駅周りのお店とかの光が画面に反射しているものです。
こんな光が見えてしまうくらい明るい場所での観望会です。

ただし、星雲に関しては意外なほど反応が薄いです。以前も同様のことを書いたと思うのですが、今回の駅前のお客さんはあえて星を見にくるような人ではない、本当に普通の人が大半です。そもそも星雲というものをあまり認識していないだろうし(「青雲〜それは〜」とか歌っている人がいました。)、星雲が街中で見えるということに価値を見出してくれるかが、そもその難しいです。ここは説明に工夫が必要だと痛感しました。もったいぶって「すごいんです」と言っても嫌味だろうし、何かいい説明の仕方はないかいまだに悩んでいます。

結局、今回電視観望は街灯りの中星雲がよく見えたので、まあ普通によかったのですが、これよりはるかに面白かったことがあります。それは月の明るい部分がビルの陰に隠れた時です。月の影の部分はまだ望遠鏡の視野に入っています。この状態でカメラのゲインを上げると、半月の明るさに影響されることなく、地球照がはっきりと見えるのです。その時のモニターに映る映像を写真に残すことができました。

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月の模様も余裕で見えています。初めてのことだったので、かなり面白かったです。他の県天のメンバーにも見せたのですが、結構うけていました。

最近ずーっと星不足だったので、久しぶりに満足しました。しかも今回は、かなりの数の人が喜んでくれました。帰りの車の中でここ数ヶ月のことを考えていてしみじみ思ったのですが、CANPで電視観望に興味を持ってくれる人がいたり、星まつりで星仲間と語ったり、亡くなった星仲間のことを思い返したり、観望会で全く知らない人から喜ばれたり、星という趣味を続けているのは実はかなり幸せなことではないのかと。星をやっている人に変な人は多いけど、悪い人はほとんどいません。観望会で星を見せると、感動してくれることはあっても、悪くいう人は皆無です。たとえ悪く言われても、その時は逆にその人の心がすさんでいるのかなあと思えてしまうことでしょう。こんなことを妻に話していたら「心がすさんでいる人ほど逆に星を見て感動するんじゃない?」と。あ、確かにもっともだと思いました。星は人生をとても豊かにしてくれます。




機材の振動(その1): 揺れの見積もりからの続きの記事となります。 今回は、揺れの減衰と前回出したQ値との関連を示して、実際に機材を使って揺れの測定をして評価してみました。


伝達関数の式

前回の復習を兼ねて、共振のグラフがどうやって書かれたのかと、なぜQという値を用いたかを少しだけ追加で説明したいと思います。

1次元の共振を伴う振動の周波数応答の伝達関数H(振っている振幅x0から、振られている振幅xへの比)は
H=xx0=ω20ω20+iωω0Qω2

のように書くことができます。ここでωは角周波数で、系を振っている周波数fを用いてω= 2π fωは共振周波数f0の時の角周波数で、ω0 = 2π f0です。は前回出てきたQ値のです。iは虚数のiですね。

この式は直感的で面白くて、もし振っている周波数fがずっと小さい時、すなわちものすごくゆっくり振っているときは<< fすなわちω << ω0となるので、分母の後ろの2項は1項目に比べてものすごく小さくなるので0とおいてやると
H=ω20ω20=1

となって、1になります。これは振った振幅がそのままの大きさで伝わることを示しています。

もし振っている周波数f0 と同じだったら、共振状態にあり、fすなわちω = ω0となるので、まず分母の1項目と3項目が打ち消しあって、次に分母の2項目のω0の2乗と分子のω0の2乗が打ち消しあって、結局
H=ω20ω20+iω20Qω20=iQ

となります。 -iは位相が90度遅れることを意味しますがここではあまり考えずに、とりあえずHの絶対値はQになるというところに着目します。これは共振付近で振っている振幅がQ倍に増幅されることを示しています。このようにちょうどQ倍になるように、あらかじめQを定義してあるというのがミソです。このQが一般の運動方程式の減衰定数とどう関わるかは、また別の機会に説明します。

もし振っている周波数fよりずっと大きい場合、すなわちものすごく速く振っているときは>> fすなわちω >> ω0となります。分母の最初の2項は3項目に比べてものすごく小さくなるので、0とおいてやると
H=ω20ω2f2

とな理ます。共振周波数より上の周波数では、振っている周波数の2乗に反比例して、振られているものの揺れが小さくなるというわけです。これは言い換えると、共振周波数より高い周波数においては、周波数の2乗で振幅が落ちていくような「防振効果」があるということです。ちなみに、- (マイナス)が出てきているので、これは位相が180度遅れるということを表しています。振った方向と反対方向に揺れるということです。

ちょっと前置きが長くなってしまいましたが、Q値がなぜ便利なのか多少理解できたかと思います。本当に共振で揺れがちょうどQ倍されるということですね。


振動の減衰とQ値の関係

さて、ここからが本番です。上のような伝達関数で表される系に、インパルス的な衝撃が加わった時、系は最初大きく揺れて、やがてその揺れは収まっていきます。星を見ながら鏡筒にぶつかってしまうと星像が大きく揺れるのですが、ちょっとすると揺れは収まってまた元の星像に戻る「あの揺れ方」です。このようなインパルス応答は時系列の式で書くと
\[H(t)\propto\exp\left(-\frac{\omega_0 t}{2Q}\right) \sin\omega_0t\]
のようになります。これを共振周波数1Hz、Q=10の場合をグラフで表してやると、

damping1

のようになります。横軸は時間、縦軸は振幅です。時刻が0の時にインパルス(衝撃)によって大きく揺らされ、それがQ値で表される減衰項によって減衰し、振幅が小さくなっていく様子を表しています。

ここで特に振幅の部分
\[\exp\left(-\frac{\omega_0 t}{2Q}\right)\]
だけに注目します。は時間なので、この式は時間とともに振幅のエンベロープ(最大振幅を結んだ外側の線)がどうなるかを示しています。形としては指数関数の逆数になっているので、最大振幅は時間が経つと小さくなっていく様子を示しています。

こう考えるとこのインパルス応答の式は、ある周波数で揺れながら振幅が小さくなっていく様子、すなわち上のグラフで見た、またいつも機材が揺れる時に見る「あのだんだん収まっていく揺れ方」そのものを表しています。この振幅の中にQが入っているのが最大のポイントです。

ここからが重要です。すなわち、この揺れの減衰の様子を測定すれば、伝達関数を直接測らなくてもQ値が分かってしまい、地面の揺れがどれだけ増幅されるかが分かってしまうというわけです。これは結構すごいと思いませんか?


この恩恵にあずかるためには、あと少しだけ計算する必要があります。= 0の時の振幅が2分の1になった時の時刻をt1/2とします。そうすると
\[\exp\left(-\frac{\omega_0 t_{1/2}}{2Q}\right)=\frac{1}{2}\]
が成り立ちます。これをQについて解いてやると
\[\log_\mathrm{e} \mathrm{e}^{\left(-\frac{\omega_0 t_{1/2}}{2Q}\right)}=\log_\mathrm{e} \frac{1}{2}\]
\[-\frac{\omega_0 t_{1/2}}{2Q}=\log_\mathrm{e} \frac{1}{2}\]
よって
Q=12loge122πf0t1/2=4.53×f0×t1/2

となり、共振周波数fと振幅が2分の1になった時の時刻をt1/2を測定して掛け合わせて4.53倍すれば、なんとQ値がものすごく簡単に求めることができてしまうというわけです。

ちなみに、振幅が10分の1になった時間をt1/10とすると、
\[\log_\mathrm{e} \mathrm{e}^{\left(-\frac{\omega_0 t_{1/10}}{2Q}\right)}=\log_\mathrm{e} \frac{1}{10}\]
よって
Q=12loge1102πf0t1/10=1.36×f0×t1/2

が成り立つので、こちらも振幅が10分の1になるまでの時間を測定して、それに共振周波数と1.36をかけても同じようにQ値が出てきます。


どの周波数の揺れが問題か

実際の撮影で、どれくらいの周波数で揺れるのが一番問題になるでしょうか?まずガイドのあるなしで考えたいと思います。ガイドがないと、基本的に全ての揺れが星像に出てきます。露光時間が長いDSOの撮影なんかはガイドなしでは難しいのは言うまでもありません。

まず1Hz以下の低い周波数のゆっくりした揺れは、ガイドがあると揺れに追随して消すことができるのであまり問題になりません。極軸のずれからくるDC的なドリフト、ピリオディックモーションなんかがそうですね。地面振動も低い周波数の方が元の揺れは大きいのですが、1Hzから下くらいの低周波の揺れは基本的にガイドで打ち消すことができます。

では10Hz以上の高い周波数の地面振動はと言いますと、こちらは元々の地面の揺れ自身が十分小さいので、ほとんど問題になりません。例えば、10Hzの揺れは1Hzの揺れに比べて100分の1ほどです。

問題は1Hzから10Hzくらいの間の揺れです。ガイドも効かなければ、元の揺れも小さくありません。この間の周波数に機器の共振があると、元の揺れを大きく増幅してしまう可能性があります。

風の場合は時間によって揺れの大きさが大きく変わるため、高周波の共振でも揺れが大きくなることがあるので、注意が必要です。


Q値の実測

さて、ここから実測なのでどんどん面白くなります。

ほとんどの準備が整ったので、実際に鏡筒と赤道儀を使って、赤道儀の基本モードのQ値を測定してみましょう。まず、赤道儀に鏡筒を乗せて、測定しやすそうな天体を導入して追尾します。小さな揺れでも見やすくするために焦点距離は多少長めの方がいいでしょう。また、目で見て振動を測定するのは困難で精度が出ないので、測定しやすくするために動画の撮影できるカメラを接眼部に取り付けるといいでしょう。

今回、赤道儀はCelestronの中型のCGEM II。ここに鏡筒として13kg程度のMEADEの25cmのシュミカセLX-200-25を載せます。CGEM IIの耐荷重が18kgとのことなので、まだ余裕はありますが、鏡筒はそこそこ重く大きいので、低い共振周波数で何か見えるのではないかと思い実験してみました。星はとしてはわかりやすいように、面積のある木星を入れてみました。追尾しているので何もしなければ木星はずっと中央にます。そのため、回転方向に揺れている間も揺れの中心位置は常に変わらず、精度よく測定することができるというのがポイントです。もちろん追尾なしで、昼間に何かをターゲットにして試してもいいでしょう。


赤経周りの大きな揺れ

実際に何度か揺らしてみてわかったのは、赤経周りの揺れが一番低い共振周波数になりそうだということです。具体的には下の図の赤色の矢印の向きに、赤系軸が振動するように揺らします。

2modes

少し力を加えて、木星がカメラの画面上でずれたのを確認して手を離します。これはインパルス応答とは少し違い、ステップ応答になりますが、減衰の様子は基本的に変わらないのでこれで十分です。その時の木星の揺れ方を見てみましょう。


結構大きく揺らし、かつその揺れがそこそこ続いているのがわかります。


実際にQ値を求めてみる

さて、この揺れですが動画で撮ってあるので、何Hzくらいで揺れていて、振幅がどれくらいで半分になるか数えてみます。

まず共振周波数ですが、振動が10回続くのが1.26秒なので f = 1/0.126 = 7.9Hzとなることがわかります。

次に振幅ですが、動画をコマ送りしてある時の揺れが2分の1になる時間を、動画に記録された時間から測定すると1.38秒となることがわかりました。この時の測定ですが、振幅は一番最初から測る必要はなく、あるところの振幅を測って、その振幅が半分になるところまでの時間を測ればいいです。このことも測定を簡単にしているポイントの一つになります。

さて、その時のQ値はというと、

= 4.5 x f x t1/2 = 4.5 x 7.9 x 1.38 = 49.1

なんと約50と出ました。これは赤経の基本モードの共振のために7.9Hzの地面振動は50倍も増える!ということを示しています。ただし、実際には7.9Hzの地面振動は1Hzの地面振動に比べて7.9^2 = 62なので、62分の1になっていることに注意してください。7.9Hzの共振のおかげで増幅された振動と、1Hzの共振も何もない振幅が大体同じということです。でもこれを言い換えると、共振周波数が7.9Hzと高かったからこの共振が特別問題になりませんでしたが、もし鏡筒がもっと重くて共振周波数が下がってくると、共振周波数の減りの2乗で地面振動が増えていくので、問題は急激に深刻になっていくということです。このことが耐荷重ギリギリの鏡筒を載せる時の問題の一つです。

ちなみに、共振周波数7.9Hz、Qが49.1の時のグラフを書いてみると

damping2
となり、1.38秒くらいのところで元の振幅が半分になっているのがわかります。


赤緯周りの小さな揺れ

もう一つ面白い動画を見てみます。これは上の写真の青い方向、赤緯方向に揺らした時の木星の揺れです。赤緯方向なので、画面上では縦に揺れます。


このモードは測定できないほど高周波ですぐに減衰します。その後むしろ、カップリングのため赤経方向が励起されてしまっているのがわかります。なぜこれほどまでに違いが出るのでしょうか?その一つの原因が赤経方向と赤緯方向の慣性モーメントの大きな違いにあります。

そもそも赤経方向の揺れの上に載っかっているのは、赤緯体、鏡筒、ウェイトと、合わせるとかなりの重量物になります。その上、鏡筒とウェイトが軸中心から離れたところに置かれていてダンベルのような状態になっているため、慣性モーメントが非常に大きいです。

一方、赤緯方向の揺れの上に載っかっているのは、鏡筒のみ。しかも質量がむやみに両端によっているわけでもありません。

赤経方向の揺れにかかる質量が回転中心からざっくり30cmくらいのところに集中していて、赤緯方向の揺れにかかる質量が回転中心からせいぜい10cm(主鏡が一番重くて実際には中心から5cm程度しか離れていない)離れたところに中心があるとします。質量は赤緯に比べて赤径の方がざっくり倍(鏡筒とウェイト)くらいでしょう。慣性モーメントは距離の2乗で効くので、少なく見積もっても赤経の回転と赤緯の回転の慣性モーメントは20倍くらい違うということです。周波数でいうと赤緯の回転方向の共振周波数は150Hz以上とかなり高くなってしまうので、こちらは地面振動に関してはほとんど問題にならないことがわかります。


まとめ

今回の見積もりと、簡単な実測だけでもかなり面白い結果が出てくると思いませんか?少しまとめますと、
  • 機材を揺らし、その共振が減衰する様子を動画で撮影するだけの簡単な実測で、外乱による揺れがその共振によってどれくらい増幅されるかをQ値という値で評価することができる
ということです。もちろんこれは簡易的な測定に過ぎず、本当は加振器で赤道儀と鏡筒を揺すって、加速度計などでその揺れがどれだけのものになるのかなどの、周波数応答を測るのが正しいやりかただとおもいます。でも基本モードに限ってしまえば上記のような測定でもある程度の評価はできてしまうわけです。

もし本当に加振実験をすると、指紋や声紋ならぬ、赤道儀紋みたいなのが出てくるはずです。周波数応答を表す伝達関数を見ただけで、あ、あの赤道儀だ!とか、この赤道儀はこの共振が厄介だねとかいう議論ができるはずで、購入する時の重要な指針になるはずなのですが、流石にそんなデータはあまり存在しないですね。


最後に

簡単にまとめるつもりが、結局2回にわたる長い記事になってしまいました。振動に関しての理解のとっかかりくらいになってくれれば嬉しいです。わかりにくいところも多々あるかもしれませんが、コメントなどで質問していただければと思います。

今回の揺れのことに関してもそうですが、我々のいるアマチュア天文界は以外に神話のようなものが多く、誰々が言っていたとか、偉い先生が言っていたとかで信じてしまうことも多々あるかと思います。人の意見を参考にするのは、情報を集めるという観点からももちろん悪いことではありません。でも、必ずしも鵜呑みにせず、常に疑問を持って、できるなら自分で確かめることで噛み砕いて、納得していくことが大切なのかと思います。もしかしたらここで書いていることも、全然間違っているのかもしれません。多分、そうやって自分で考えていくことの方が面白いかなと、私自身は思ってしまうわけです。

まだ、運動方程式から共振の伝達関数の式の求め方とか書いていないので、気合があったらですが、もう少しだけ続きを書くかもです。

原村星まつり前にとったデータをまとめておきます。やったことは、赤道儀と鏡筒の揺れの測定です。この揺れの減衰を測定することで色々なことがわかります。

 趣味全開の記事なので、多少長くなっていることをご了承ください。今回の記事はまだ前半部くらいで、測定前の見積もりに当たります。次回くらいで実測までいけたらと思います。


目的

鏡筒を載せた赤道儀をインパルス的に揺らしてみて、その応答を見ることで外乱がどれくらい影響するかを評価します。 


背景

天体撮影の際、特に惑星や系外銀河の場合長焦点撮影になり、鏡筒や赤道儀の揺れが撮像に対して問題になってきます。基本的には、揺れを抑えることが星像を点像に近く捉えることに繋がります。地面が揺れるために防振するなどの努力は一般的になされていますが、そもそも地面がどれくらい揺れて、それが星像にどれくらい影響を与えるのかという検証は、これまであまりなされてきていないようです。今回この部分を評価してみようと考えました。

実際の撮影では、鏡筒自身の光学的性能や大気のシーイングなども問題になりますが、ここではそれらのことは考えずに、機材が物理的に揺れることのみを考えます。


地面の揺れの評価

まず、機材が三脚などを介して地面に固定されている状況を考えます。機材を完全な剛体と仮定すると、機材の重さにかかわらず、地面の揺れがそのまま機材を揺らしてしまうような状況となります。なので、まずは地面の揺れを最初に考えることにします。

地面は決して止まっているわけではなく、地震などが起こらなくても常に常時揺れています。その揺れの振幅(スペクトル)は一般的に1e-7/f^2[m/sqrt(Hz)]といわれています。グラフで書くと

20190901_seismic

のようになります。本当は実測データもあるのですが、個人で加速度計とかを持っているわけではないので、実測データを計算で表したグラフを示しています。横軸はその揺れの周波数。左はゆっくりとした揺れ、右は速い揺れを表しています。縦軸は振幅になります。この1Hzのところを見ると1e-7[m/sqrt(Hz)]という値になるという意味です。

1e-7/f^2[m/sqrt(Hz)]というややこしい数字については、この記事の最後に補足という形で書いておきますので、興味があったら読んでみて下さい。最後まで読むと得する情報があるかもです。ここでは簡単のため、ザックリと1Hzすなわち、1秒の周期で1um(マイクロメーター)くらいの振幅で揺れているとしてしまいましょう。


地面の揺れは星像にどれくらい影響するのか?

では1umの揺れとは実際の星像でどのようになるのでしょうか?望遠鏡で星を見る時は無限遠を見ていると仮定すると、回転のみが星像の揺れとなって表れ、地面が平行に揺れても星像には影響ないはずです。地面振動の回転成分がどれくらいか評価できればいいのですが、あまりきちんとしたデータはないようです。なのでここでは地面振動の水平揺れの成分が鏡筒を揺らすと仮定します。例えば、長さ1mの鏡筒を考えます。これは10cmの短すぎる鏡筒ではなく、10mの長すぎる鏡筒ではないという意味で1mということです。1mの鏡筒の先端が、アイピース口に比べて相対的に1um揺れていると考えます。そうすると角度にして1um/1m = 1urad (1マイクロラジアン)揺れているということになります。1uradということは度に直すとπで割って180を掛けてやればいいので 1/180 x pi = 60 [u degree (マイクロ度)]ということになります。0.00006度ですね。これを秒角にするには3600を掛けてやればいいので、約0.2秒角となります。では0.2秒角というのはどれくらいなのでしょうか?木星の視直径が40秒角くらいなので、木星の直系の200分の1くらいになります。

やっと答えが出ました。地面の1Hzの揺れは木星の200分の1くらいなのです。こんなに小さいなら大した影響はなさそうですね、と思いきや、実は機材がこの揺れを更に大きくするのです。このことを理解するには、共振とは何かということを理解する必要があります。


共振で揺れは増大する!

赤道儀など、機械的なものを製作すると、その形、構造、強度などに応じて必ず揺れが出ます。普通は一番弱いところが一番大きな揺れになって、例えば赤道儀では赤経体や赤緯体の首のところで一番揺れたりします。しかもその揺れは、ある特定の周波数で大きく揺れる共振という現象を伴って揺れることになります。高校の物理くらいでやる振り子やバネの共振のことです。一般的に振り子やバネを振ってやると、その周期によって揺れが大きくなったり、小さくなったりします。その様子をグラフに表してやると、

20190901_resonance
のようになります。横軸は振り子やバネを振ってやる周波数。左程ゆっくり振ってやって、右に行くほど速く振ります。縦軸は元の揺れに対して、振り子やバネの先にあるものが相対的にどれくらいの大きさで揺れているかの比(ゲイン)を表しています。ゆっくり揺らす場合は揺らしている振幅がそのままの大きさで伝わるので、ゲインは1になります。だんだん揺らす周期を速くしていくと、ある周波数(ここでは1Hz)になると大きく揺れます。このときの周波数を共振周波数と言います。更に速い高い周波数では、揺らされているものの揺れは小さくなっていきます。その小さくなっていく様は周波数の2乗で落ちていることがわかります。一般にバネや振り子は、高い周波数では防振の効果があります。

ここで重要なのは、ある特定の共振周波数付近では元の揺れが何倍にも、時には何十倍にも何百倍にも平気でなることです。複雑な構造を作れば作るほど、この共振の数は多く、また共振の形も複雑になってくるので、共振をなめてはいけないということです。

その共振の大きさはQ値というもので表されます。元の揺れが共振周波数でQ倍になるというように定義された値で、様々な構造体を評価する時に便利な値です。Q値がいくつ位になるかは、どれだけ共振のエネルギーが散逸するかによります。素材そのものによっても変わります。例えばゴムなどはとてもロスが大きいので、Q値は低くなります。一般的に金属はロスが小さいので、Q値は高いです。これを応用することで、エネルギーをうまく逃がしてやれば、Q値の高い大きな揺れを小さくすることもできます。例えば、揺れている部分にプラスチックやゴムの板を挟むなどです。

なんでこんなややこしそうなQという値を持ち出すかは後でわかるとして、普通にものを作ると、よほど揺れないようにできたものでもQ値が3から4、普通は10以上に簡単になってしまいます。すなわち、元の揺れは平気で10倍以上になってしまうということです。例えば、1HzにQ値が10の共振があるとすると、上で求めた木星は地面振動が10倍に拡大され、直系の20分の1くらは揺れてしまうことになります。木星の20分の1の揺れ幅だと、例えば惑星撮影の時とかはだんだん無視できなくなってくる値です。ちょっと心配になってきましたね。


共振周波数はどうやって決まる?

共振周波数のあたりで大きく揺れることはわかりました。では、その共振周波数はどうやって決まるのでしょうか?

基本的に、揺らされるものが「大きく」「重く」なると共振周波数は下がってきます。もう少し詳しくいうと、揺れているものが重くて、さらにその重さが揺れの中心から遠くにある時ほど「慣性モーメント」が大きくなって、共振周波数が低くなり、ゆっくり揺れるようになります。フィギアスケートでくるくる回転している時に伸ばしている手を縮めると回転が速くなるのもこれで説明できますね。手を伸ばしている時は回転中心から遠いのでゆっくり回り、手を縮めた時は回転中心に重さが集中していくので速く回るということです。

共振周波数を決めるもう一つの要因が、揺れの中心となる部分がいかに頑丈に作ってあるかです。これはバネの柔らかさに相当して、頑丈なものは硬いバネ、弱い物は柔らかいバネです。硬いバネほど共振周波数が高く、柔らかいバネほど共振周波数が低いです。例えば、入門用の細い赤道儀なんかは、小さく首のところも細いので、バネが柔らかく低い周波数で揺れます。逆に高級機と言われるガッチリした大型の赤道儀なんかは、バネが堅く高い周波数で揺れます。

すなわち、載せている鏡筒が大きく重いほど、支える赤道儀が小さく弱いほど、共振周波数は下がり、鏡筒が小さく軽く、赤道儀が大きく頑丈なほど共振周波数が高くなります。地面振動に関して言えば、共振周波数が高くなるほど元の地面の揺れが小さくなるので、揺れにくくなるわけです。このことをよく「共振を高い方に逃がす」とか言います。


少し脱線

よく間違って言われていることがあります。「機材は重ければ重いほど揺れない」ということです。私もベテランのアマチュア天文家の方からも何回か聞いたことがあるのですが、これは少なくとも地面振動に関して言えば間違いです。機材が重くなるほど共振周波数は下がるので、低い周波数の大きな地面振動が共振で更に大きくなり不利になります。正しくは「頑丈な赤道儀を用いるほど(共振周波数が上がるので、もともと地面振動が小さいに周波数帯に持っていけるため)揺れない」が正しいです。

ところが、風に対しては一概には言えなくて、同じエネルギーの風に対しては重いものほど動きにくというのは一理あるので、前者の「重いものほど揺れない」はあながち間違ってはいないのです。なので、今実際に揺れている原因は、地面なのか、風なのか、それとも他の何かなのかをきちんと分けて考える必要があります。

風でも「鏡筒が大きいとよく揺れる」ということもよく言われます。こちらは重さだけなく、大きくて風の当たる面積が大きいということと、さらに慣性モーメントが大きいので共振周波数が下がることが原因となります。繰り返しになりますが、「重いから慣性質量が大きいために揺れにくい」というのと、「重い(慣性モーメントが大きい)と共振周波数低くなる」は別のことになるので、やはり風の場合でも必ずしも重いからいいという訳ではなく、重くて小さくて、回転中心に質量が固まっていることが重要になってきます。

ちょっと脱線しましたが、今回は地面振動を考えるので、共振周波数が高いのか低いのかが重要になるとします。


ここまでのまとめ

少しまとめます。地面の揺れがどれくらい星像に効くかですが、
  • もともとの地面の揺れの大きさ
  • 機材の持っている揺れ(「モード」とかいいます)の共振周波数
  • そのモードのQ値
などが重要な要因で、その中で共振周波数は
  • 鏡筒の慣性モーメント(重さと、重さの広がり具合)
  • 赤道儀の構造、強度
などで決まり、元の揺れをどれだけ増幅させるかを表すQは
  • エネルギーをどう損失させるか
で決まります。なんでQだけ「など」で決まると書いてないかというと、数学的にはその系のロスをLとした時、

Q = 1 / L

と一意に書けるからです。何の事はない、Q値とロスは一対一の関係なんですね。



この時点でもうすでに長すぎの記事ですね。ちょっと疲れたので、続きは次回の記事にします。次回は一連の話のキモで、Q値と振動の減衰の関係です。一気に実測まで進むかも。さらに実用的になってくるはずです。




補足: 地面振動スペクトルの読み方

ごくごく簡単にですが、揺れの「スペクトル」の意味について書いておきます。

1e-7は10のマイナス7乗、すなわち0.0000001、0が7個ついてその後に1がきます。10^-7などと書くこともあります。例えば1e-7[m]とは0.0000001m、0.0001mm(ミリメートル)、0.1um(マイクロメートル)などと表すことができます。

f
は周波数を表し、1秒間に揺れる回数です。例えば1秒間に1回揺れるなら1Hz、1秒間に10回揺れるなら10Hzなどとあらわします。/f^2とは周波数で2回割っているということで、周波数が大きくなるほど、2乗で小さくなるということを意味します。例えば、10Hzの揺れは1Hzの揺れに比べて100分の1になります。100Hzの揺れはなんと1万分の1になります。高周波に行くほど、速い揺れになるほど、急激にその揺れの大きさは小さくなっていくということです。

わかりにくいところはその単位のm/sqrt(Hz)です。「メートルパールートヘルツ」などと言います。mは長さですが、/sqrt(Hz)というのは周波数密度あたりという意味になります。なので、どの周波数を見るかということを決めなければ実際の揺れの大きさにはなりません。観測する周波数帯のルートをとったものを掛けて、初めて実際の振幅(切り分けるためにrms振幅などと言います、rmsはroot mean squareの意味です。)になります。例えば高い周波数から100Hzくらいまでを測定することを考えると、100Hzのルートの10を掛けたくらいの値が実際の揺れになります。すなわち、1e-7/100^2 x10 = 1e-10[m]くらいの揺れとなるわけです。高い周波数から1Hzまでを考えると1Hzのルートは1なので1e-7/1^2 x1 = 1e-7[m]となります。すなわち1Hzの揺れは0.1um(マイクロメーター)くらいということです。「1Hzで1マイクロメーターの10分の1くらい揺れている。」この数字は覚えておいても損はないです。実際の地面の揺れの大きさは場所によって違っていて、これより揺れが大きい場合が多いので、ざっくり「1秒間に1マイクロメーター揺れている」と覚えておいてもいいでしょう。

ところで、なんでこんなややこしい「パールートヘルツ」なんていう単位を用いるのでしょうか?これは地面振動のようなピークのない「なだらかなノイズ」を表示するのに適しているからです。このなだらかなノイズをこのパールートヘルツという単位で表示すると、結果は常に一定になります。もしピークがあるようなデータをこのパールートヘルツで表示すると、表示の仕方(FFTのバンド幅の取り方)によってピークの高さが変わってしまいます。逆に「メートルパールートヘルツ」からパールートヘルツをとったメートル(rms)で表示しようとすると、ピークの高さはFFTのバンド幅によらずに一定になりますが、なだらかなところの大きさが今度はFFTのバンド幅によって表示ごとに変わってきてしまいます。グラフの単位も表示したいものによって、きちんと適したものを選ぶ必要があるということです。

この周波数密度のことをもっと知りたい場合はCQ出版の「計測のためのアナログ回路設計」という本を読んでみてください。かなりわかりやすく書いてあります。これより簡単な説明を少なくとも私はみたことがありません。

後半の記事に続きます。
 

20日くらい前に大型の天文機材の整理棚を設置したのですが、一瞬で全ての棚が埋まってしまいさらなる荷物置き場を必要としていました。先日、発注しておいた棚が到着し、休日の今日娘のNatsuにも手伝ったもらい組み立てました。

今回買った棚は前回よりかなり小さくて、幅887mm、奥行き462mm、高さは変わらず2100mmです。前回が幅1512mmで奥行きが612mmなので、面積だけで言ったら半分以下になります。 今回は2回目ということで、手順もわかってたのでスムーズに行きました。しかも暑さも前回設置した時よりもだいぶん和らいでいるので、かなり楽でした。

出来上がった棚を写真のように2本目を前回の棚に向かい合わせで設置しました。

IMG_7940

左が新しい棚になります。上の2段には、あふれている天文雑誌を入れる予定です。ちなみに今の本棚はこんな感じ。

IMG_7956

丸々一本天文雑誌で埋まっています。ここに収まりきらない雑誌がまだ余っています。

2本目の棚を設置して、やっと三脚まで含めて収まりつつあります。といってもまだ車の中に常時載せているFS-60QとかAVXとかAZ-GTiとか、玄関に出ている普段使いのCGEM IIとかSCOPTECHとか、倉庫に入っている巨大木製三脚が2組などを入れることを考えると、全部片付けるにはもう少しスペースが欲しい気もします。

せっかく機材がまとまったいい機会なので、ちょっとだけ数えてみました。ジャンクとかまで合わせると確認できただけで鏡筒23本、赤道儀多分7台、経緯台8台くらいと、もうドロドロのドロ沼状態です。数は多くても入門機が多く、高級機の数が少ないのがせめてもの救いです。今まで天文っ子に手渡す以外はほとんど手放してこなかったので、そろそろ売ることも考える時期なのかもしれません。


あ、星とは全然関係ないのですが、前回の棚の記事の写真にもちらっと写っていたうちの金魚の水槽の藻が、なぜか突然きれいになりました。以前は完全に水が深緑色で、その後確かに掃除をして水換えをしました。でも水を半分くらい替えただけなので、薄緑色になったくらいだったのですが、ある時を境にわずか1日くらいで水が完全に透明になったのです。

IMG_7947

写真を取り逃がすくらい、本当に一瞬でした。こんなことは初めてです。ネットで調べてもあまり理由はわかりませんでした。藻を抑制する薬とかを入れたわけでも、特に何かしたわけでもありません。唯一考えられることは、近くのお寺に流れている用水の水を汲んできたことくらいでしょうか。どなたか理由がわかる方いらっしゃいますでしょうか?


 

この記事を書くかどうか、書いても公開するかどうか迷っていたのですが、やはり星関係であったことを書き留めておくという当初の大原則に従って、書き記しておくことにします。

2019年8月23日の夜、まだ仕事中だったのですが、飛騨コスモス星の会のSさんから珍しく携帯のメッセージが。なんと代表のYさんが亡くなったと。詳しくはFacebookを見て下さいとのことで、すぐにページを開くと、ご家族からの投稿でその日の朝に息を引き取ったと書いてありました。3年前からガンだったとのことで、そのページにはたくさんの星仲間からの残念がる声であふれていました。

私もものすごいショックで、Yさんにずっとお世話になってきた子供たちにもすぐに伝えました。子供たちも最初なんのことかわからなかったようで、相当驚いたようです。私にとっては、初めての星仲間との別れになります。Yさんは私よりもかなり年上の方なので、友人と気軽に言っていいのかどうかわかりませんが、同じ趣味で時間を過ごし、いろんな話をし、互いに尊重しあった仲間がいなくなるということがこんなに悲しいことなのか、このときまで全く想像できていませんでした。しかもそれがかなり身近なYさんだなんて。

Yさんと最初に出会ったのは、3年前の夏のある宇宙関連の講演会でした。講演会の対象は高校生くらいなのですが、その親とかいうわけでなく、 純粋に宇宙に興味があるのできたとのこと。同じ星好きということが分かるや否や、年齢の差を超えて早速意気投合し、その後すぐにYさんが主催する観望会に子供二人を連れて参加しました。いろいろ聞いてみると、Yさん個人で運営する天文台とのことで、飛騨コスモス星の会というグループで、雪のない春から秋にかけて毎月観望会を開いているとのことでした。女性で、個人で天文台を管理していて、しかも毎月観望会なんて、ものすごくパワフルな人だなと当時しきりに感心したのを覚えています。Yさんは子供たちが大好きで、毎回参加する常連の子もいて、うちの子のいい友達になってくれました。私も彼女の考え方に大いに賛同し、できるだけ観望会に参加しようと思い、毎回子供達を連れて行きました。いまだに、私よりもむしろ子供達が毎回いきたいとせがみます。私が忙しい時は、子供が妻に頼んで観望会に連れて行ってもらったりもしていました。

そこら辺の話は、過去にこのブログでも何度も記事にしています。今パッと数えただけで9回観望会に参加しています。子供達だけの時もあったので、実際には10回以上でしょう。最初の会を見ると、まだ電視観望を始めた直後で、家族以外で初めてYさんに見てもらったと書いています。今から考えると、まだまだ技術的にも開発途中で、あまりうまく見えなかった覚えがあるのですが、それ以降も観望会のたびに電視観望を披露して、Yさんもいつも興味深く見てくれていました。「いつか私も」とおっしゃっていたのを覚えています。

飛騨コスモス天文台では、観望会だけでなく撮影もしました。ここはすごく環境の良い場所で、ここで撮影したアンドロメダ銀河とすばるは、私の中では初期の頃の傑作で、なかなかこれを超えるのは難しいです。ある時の観望会で、「ドームが開かなくなった」とYさんから聞いて、ドームの修理のお手伝いをさせてもらいました。ドームなんか夢のまた夢の私にとって、この修理は中の仕組みを理解するとてもいい機会でした。なんとかうまく直ってすごく感謝されたのですが、私にはこんなことくらいしかできないので、むしろいつもの恩返しにもなっていないくらいだと思っていました。

Yさんに最後に会えたのは、今年4月の最後、ゴールデンウィークに入った始めの観望会でした。実は今年の初めくらいに相談したいことがあると言われていて、観望会で会ったら話しましょうとか言っていたのですが、実際観望会が始まったら星を見るのが先で、結局重要なことはほとんど話すことができませんでした。

その後、5月終わりくらいだったでしょうか、一度電話でYさんと1時間以上話したことがあります。内容は「今のドームのことがこれからどうなるか心配だ」というような話でした。私も「協力できることはもちろん協力します」と答えました。光害が少なくて、トイレもあって、自宅からも1時間ちょっとの距離というこんな好条件の場所はなかなかないので、もっと活用できたらと思っていたのです。私の方は、少なくともその当時はこんなことになるなんて、本当に夢にも思っていなかったので、頑張って協力してやりましょうくらいに思っていたのですが、もしかしたらYさん自身は、この時すでに病気のことで飛騨コスモス天文台の将来を心配していたのかもしれません。

7月の観望会に参加した時には、調子が悪いとYさんは不参加でした。後で、このブログの記事を読んでくれたみたいで、メールとFacebookで感想が送られてきました。喜んでくれていたので、今思うと何よりだったのではと、後からですが思います。8月の観望会は、原村の方の帰りで参加できなかったのですが、雨にも関わらずYさんも参加していたと後から聞きました。それでも大変だったようで、座り込んでの観望会だったようです。私も無理をしてでも参加しておけばよかったと、後から悔やまれます。その観望会の報告を最後に、Facebookも更新がなく突然の訃報です。もう本当に悲しくて、悲しくて。

通夜の方は胎内の星まつりに行っていたため参加できませんでしたが、向こうで何人かの方とYさんについて話しました。次の日の告別式には息子のSukeと一緒に参加しました。「子供だから無理に行かなくていいよ」と言ったのですが、何度聞いても頑なに「行く」と言って譲りませんでした。受験生のNatsuはその日は模試があったので、前日の通夜に出たいとかなり強く妻に言っていたそうですが、結局子供だけの参加になるので行くことができなく、とても残念がっていました。

Yさんのご家族とは、以前行われた美術展の時にYさんのお母様とご姉妹に少し会っただけで、ほとんど面識はありません。Yさんのお孫さんにあたるのでしょうか、お花を添える時に小さな子が泣いていました。私も悲しくて涙が出てきました。告別式で飛騨コスモス星の会の何人かの方に会うことができ、少し事情を聞くことができました。星の会の中でも病気のことを知っていたのはごく一部で、ほとんどの方にとっては寝耳に水だったようです。

帰りの車の中で、Sukeに「コスモス寄ってく?」と聞くと、「うん」というので、帰り道、コスモス天文台に向かいました。

IMG_7906

小一時間ここにいたでしょうか。ぐるっと一回りした後、Sukeは静かに本を読んでいました。夏の澄んだ青い空がとても綺麗で、私はYさんと過ごした観望会のことをのんびりと思い出していました。

しばらくしてSukeに「帰る?」と聞くと、「うん」というので、帰路につきました。帰りは努めて明るく振舞いましたが、Yさんの声をもう聞くとはできないのかと思うと、時折ふっと寂しくなります。


9月1日に飛騨コスモス天文台で観望会がありますが、天気があまり良さそうではありません。星の会の人たちが集まると思うので、顔を出そうと思っています。

9月7日には「癒しの夕べ」と題して、二胡と星のコラボが古川町の円光寺にてあります。Yさんが以前から呼びかけていた集まりです。Yさんゆかりの方が集まると思います。私も星の会の方達や、できればご家族の方たちともYさんの思い出話ができれば思います。


星まつり恒例の戦利品コーナーです。

原村星まつり前はVISAC、胎内星まつり前は(まだ記事にしてませんが)2本目のPSTと、なぜか星まつり前に散在しているので、今回は大したものはありません。

まずはBLACK PANDAさんでガイド鏡です。これまでガイド鏡はCマウントのノーブランドの50mmのレンズをASIカメラに付けていました。周りが歪むとかはあまり気にしないのですが、DSOなどの撮影で長焦点になっていくと、レンズの50mmという短い焦点距離でガイドの性能が制限されることがあります。今回のものはカーボン製でコンパクトで軽くて128mm、F4と良さげで、値段も星まつり価格。即買いでした。

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次は小物ですが、値段的には一番高いです。これまで持っていなかったHαフィルターです。国際光器さんで、バーダー製の物を特価で手に入れました。前回の原村であえて買わなかったのですが、今回の胎内では負けてしまいました。同じバーダーの3.5nmのフィルターの話も聞けたのがよかったです。3.5nmはちょっと特殊用途で使うことを考えています。どう使うかはまだ秘密です。

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あとはケンコートキナーさんで格安双眼鏡。7倍という低倍率がポイントです。星まつりらしくなく、きちんと箱に入っていて、キャップなども全て揃っていました。星まつりで双眼鏡を買うと安いのですが、キャップなどがついていないことがよくあります。キャップだけ見つけるのは結構大変で、双眼鏡本体の値段が安かったりするので、後から買ったキャップの方がずいぶん割高になってしまったりします。今回はきちんとキャップがついていることも確かめて買いました。

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同じくケンコートキナーで数百円の小物ばかり。去年買った1000個入りのレンズクリーナーの話を店員のお姉さんにしたら、今年は大量の布製のレンズワイパーを出してくれました。こちらも即買いです。

IMG_7915


今回三脚は一つに押さえました。カバンの中に入るものが欲しかったので、コンパクトで安価なものです。VANGURDのカーボンの特価品は最後まで迷いましたが、去年もVANGURDでアルミ製のよく似たやつを買ったので「ガマン、ガマン」と呟きながらあきらめました。

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今年はこんなもんです。シュミットさんでウェイトを買いたかったのですが、重いから後にしようと思っていたら、気づいたらもうお店が閉まっていました。車を駐めたところが遠かったので、ついつい躊躇してしまったのです。


最後は頂き物です。まずは外山電子さんから、超強力ブロワーと、今日強力ファンです。特にファンはシュミカセ用にぴったりです。2時間かかるレベルの平衡状態がわずか20分でできるくらいの能力だとか。

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次は、新潟天文研究会でWさんから特大の月のポスターです。すごい解像度です。ポスターもありがたかったですが、お話がとても参考になりました。もう50年以上天文を続けているそうで、流石に話に深みがあります。

さらにもう一つは、観望エリアで挨拶したたつさわさんから、胎内より少しいったところの村上と言うところの名物、鮭の酒浸しです。実際にお酒に浸ったものを勧められたのですが、その日に帰る予定だったのでお酒を飲むことができず、パックのまま頂いてしまいました。

どちらのグループも突然の訪問にもかかわらず、暖かく迎え入れてくれてものすごく嬉しかったです。お土産までいただいて、本当にありがとうございました。

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さて、今年の胎内星まつりも終わりです。夏が終わった気がします。今年の星まつり、残りは京都の星もと、小海の星フェス、福島のスターライトフェスの予定です。


今年もなんとか参加

今年の胎内星まつりは、昨年に引き続き時間的に参加が厳しくあきらめていたのですが、土曜日の最後だけでも参加しようと車を走らせ、なんとか明るいうちに会場に辿り着くことができました。

IMG_7850

今回は私一人での参加で、中3の上のでNatsuは模試があるとか、中一の下のSukeは部活とかで忙しくてついてきてくれません。よく考えたら、星まつりに一人で参加するのは初めてのことになります。一人で好きな所を回ることも出来るので気楽な反面、少し淋しい気もします。


星まつり会場到着

会場について受付を済ませたのですが、 抽選番号を貰えなかったのであれっと思い聞いてみたら、もう抽選もとっくに終わったとのこと。まあ、当たり前ですね。抽選会もオークションも逃してしまったのですが、短時間でもたくさんの人と会うことができたのがよかったです。


8インチRASAによる電視観望セット

会場に着いてすぐに、KYOEIさんの8インチRASAでの電視観望セットアップを見ました。カメラはASI294MC Pro、コントローラーはASIAir。ASIAirのPlateSolvinがあるおかげで、極軸が適当でも観望会で自動導入が実用になり、お客さんを待たせることがないそうです。原村でも展示されていたものですが、やっと写真を撮ることができました。原村でも胎内でも、ある意味明るさを極める電視観望セットとして、かなり注目を集めているみたいです。晴れてくれたらデモがあったはずなのですが、結局この日はほとんど曇りと小雨。ほんの短時間、木星や夏の大三角が薄雲越しに見えていた時もありましたが、基本的にダメでした。お客さんも少ないとのこと。1日目は土砂降りの時もあったとのことなので、この日はまだマシなのかもしれません。あ、今年の胎内は暑くなかったのが本当に救いでした。

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KYOEIにはRASAの11インチ版が特価で出てました。欲しかったのですが、流石に最近買いすぎているのと、赤道儀が耐えられなさそうなので今回は諦めました。でも結局最後売れたとのことで、実はこのページの中に出てくる誰かが購入したとかいう噂です。


外山電子のクレージーモーター群

娘共々、いつも良くしていただく外山電子さんには、今回もいろいろデモをしてもらいました。特に面白いのが、SWATの1万倍速。動画を見てもらえばわかりますが、グルングルン回っています。


実はこれすごいことで、普通はこんな安定なスピードにはなりません。必要トルクによって流す電流を制御しているためここまでの一定の速度にできるそうです。使用している電流の時間的な差分を見てフィードバックしているそうです。そんなチップが少し前に開発され、それを使用することでやっと実現できたそうです。

でもそれを隣で見ていたUNITEKの方は「発売はありません、さすがに危なすぎます。」とキッパリ。「いつ発売か聞かれるので困るんですよー。」と笑いながらおっしゃっていました。外山電子さんはSWATの2軸の可能性も見せてくれていたので、自動導入SWATを垣間見た気がして、どうしても期待してしまいます。

他にもモーターのトルクの測定方法とか、ハーモニックドライブがもっと広まるのではという話をしてもらえました。実は外山電子さんにはNatsuが去年随分お世話になって、入り浸っていました。今回Natsuが来ていないことを伝えると随分残念がってくれていました。受験が終わったらまた連れてこようかなと思います。


巨大ハーモニックドライブ赤道儀

他にすごかったのが、なんと180kg搭載可能のハーモニックドライブのCRUXです。馬鹿でかい鏡筒が2本載っていましたが、全然余裕そうです。ウェイトは安全のために付けてありますが、なくても駆動可能とか。見ているだけでもすごいですが、値段もすごそうです。

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超小型、一体型電子極軸望遠鏡

小物で面白そうだったのが、ほんまかさんのところの電子極望でしょうか。私はSharpCapで極軸を合わせるのですが、当然PCが必要になります。PCいらずの単体での電子極望は精度と手間を解決した、ある意味究極の形なのかもしれません。

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ここには他にも100円ステッピングモーター(すぐに売り切れた)とか、40円レンズとかジャンクマニアが喜びそうなものが色々ありました。


新規業者?

面白かったお店がBLACK PANDAさん。中国の面白い製品を探してくれています。例えば最近話題の経緯台が大中小で3種です。

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私も実物を見たのは初めてで、一番右の小さいのでもC8をマウント可能だそうです。もちろんカウンターウェイトは必要とのこと。作りもしっかりしていますし、このサイズですごいです。ちなみに右上に見えている円筒は中身が見える教育用の反射型だそうです。実際に使えるとのこと。こんな面白いもの、会場では気づかずスルーしていました。

他にも特価のガイド鏡とか。下のガイド鏡私も買いました。今50mmのノーブランドCマウントレンズをASI178MCにつけているのですが、もう少し精度を上げたくて、この128mmのを使ってみることにしました。

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実はこのお店、てっきり中国の方がやっているのかと思いきや、日本のある会社のかなり上の方が好きでやっているとか。だからやたら面白いものがラインナップされてるわけです。今後も期待します。

(脱線です。ちょうどこの記事のここらへんを書いている途中、あぷらなーとさんからTwitterのダイレクトメッセージで議論が始まりました。議題はレイリー限界を計算するときに2つの光源は干渉するかどうか。1時間ほど議論と計算が続き、その間記事書きは完全ストップ。いやー面白い議論でした。議論の過程をそのままアップしたいくらいです。結果は多分あぷらなーとさんがまとめてくれると思います。)


たくさんの人との出会い

今回、原村に引き続き、今回の星まつりでも大学時代の先輩のHBさんに会うことができました。ちょうど三基光学のM店長と大学時代の若い頃の同キャンパスでの話で盛り上がりました。

他にもいつも仲のいいかんたろうさんと、CAMPでお会いした仙台のKさんと一緒に会場を回ったりしていました。かんたろうさんに誘われて、新潟天文研究会に少しだけお邪魔しました。月や惑星で素晴らしい成果を出しているWさんやKさんと話すことができました。特にWさんのいう、「撮影のいろいろ複雑な過程を難しいと考えるのではなく、面白いと考えることが大事だ」という考えは、私も大いに同意できました。「そういった面白さを知っていると、なかなかやめることができなくて長続きするのだ」とのことでした。私もどこまで長続きできるのでしょうか?Twitterで連絡を取っていた考太郎@前カメラ屋さんとは会うことはできませんでしたが、ここの所属の方というのが確認できてました。いつか会えたらと思います。帰りには月のポスターもいただいてしまいました。どうもありがとうございました。

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今回はツイッターなどで連絡を取りながら会場で初めてお会いできた方が何人かいました。話していても、ブログを読んでくれていると言ってくれる方もたくさんいてとてもうれしかったです。

特に、去年からTwitterでダイレクトメッセージをいただいていた某天文台でボランティアをしている「たつさわ」さんにやっと会うことができました。胎内で出会ったドブ使いのヒロノさんたちと一緒にいるとのことなので、観望エリアまで足を伸ばしました。きちんとした場所を聞いていなかったので、本当に会えるかどうかわからなかったのですが、暗がりの中ヒロノさんの人影ですぐに場所がわかりました。たつさわさんに実際に会って年齢を聞いたら、なんと20代前半。とても若いのでびっくりしました。もっと落ち着いた年配の方だと思っていました。

このグループには他にも私のブログを読んでくれて、AX-GTiの赤道儀化とかまでしてくれたIさんという方がいました。IさんがAZ-GTiを使って撮影したM87のジェットを見せていただきました。「うまくいったらまたブログにでもコメントください」とお願いしたのですが、「敷居が高くて」とか言われてしまいました。記事では小難しいこと書くときもありますが、基本的にお気楽なコメント超ウエルカムです。あまり多いと返事できるかわかりませんが、どっかで会った誰々ですとか書いてもらえれば、あ、あの人だとかわかるので、すぐに思い出せます。でも問題は暗がりだと顔がいつもわからないんですよね。もし認識できなかったらごめんなさい。それでもホント、気楽にコメントください。

たくさんの人たちと話していると、時間もあっという間に経ってしまいます。
  • スコープテックのOさんとは新開発のZEROの振動について少し議論をすることができました。Oさんの並々ならぬ熱意を感じることができました。
  • KYOEIのMさんとは電視観望の展望について語りました。
  • 五藤光学のKさんとはCAMP以来何度か話す機会があり、HBさんとも昔から知り合いだということもわかりました。
  • シュミットさんでもう少しものを漁りたかったのですが時間不足でした。H店長に挨拶できただけでした。
  • スターベース のS君が今回はボランティアで参加していました。少し話したら、なんでもこのブログで見た電視観望セットが欲しいという問い合わせがあるそうです。もし本当だとしたらとても嬉しいことです。このブログから大いに技術を盗んでいただいて、わからなかったらコメント欄でもいいのでなんでも聞いてください。


夜も更けて

夜も更けてくると、次第にお客さんも少なくなり、お店のブースも後片付けが始まります。63cmのドブの片付けに立ち会うことができました。主鏡の調整とか全部自分で考えたとのことで、押しネジと重力のバランスで位置が決まり、手で触ると簡単に動くほどスムーズで、かつ平面方向にはずれないように精度が出るとのこと。アルミとかの溶接も自分でやってしまうそうです。すごいです。

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0時頃には、ほとんどの店が片付けを終えていて、人影もまばらになってきます。今回あまり散財しなかったので、最後の最後で国際光器さんでHαフィルターを買いました。7nmの特価品です。本当は天リフで紹介されていた3.5nmが欲しかったのですが、まだ値段が出ていないとか。次のロットで回してくれるそうです。

結局この日は天気も良くないので、電視観望機材を出すこともあきらめ、午前0時過ぎに会場を後にし、富山への帰路につきました。途中長岡を過ぎたたりで仮眠をとり、朝の5時くらいに無事に自宅に到着しました。短い滞在でしたが、非常に中身の濃い星まつりになりました。また来年会える方との再会を楽しみにしています。


 


過去の胎内星まつりの記事もどうぞ。

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