ほしぞloveログ

天体観測始めました。

前記事の惑星撮影の傍ら、大阪あすとろぐらふぃ〜迷人会工房様の微動雲台を、微動機能の検証に引き続き、もう少し試しました。今回は揺れについてです。




どれくらい揺れるかを見てみる

前回は本来の極軸微動の機能を中心に評価しましたが、今回はどれくらい揺れるかです。前回も少し書きましたが、ポタ赤(ポータブル赤道義)はそもそも極軸合わせの微動機能が付いていないことがほとんどで、微動で合わせようとすると別途用意する必要があります。その際、なかなか強度的に満足できるものがなく、私はポタ赤での撮影では三脚の足を横に僅かにずらしたり、三脚アジャスター を用いて微動がわりとしていました。でも、もし強度的に十分で、微動がついているなら、それを使わない手はありません。

前回の検証で、迷人会工房の微動雲台は多少の引っ掛かりはあるものの精度的には十分であることがわかりました。でも、微動雲台が元で揺れを導入してしまうようでは元も子もありません。前回の検証ですでにかなり頑丈そうというのは、触っているだけでわかりました。果たしてこれを客観的に評価できるのでしょうか?以前使わなくなった手持ちの微動雲台と比較して検証してみたいと思います。


振動測定のためのセットアップ

まずはセットアップです。迷人会製の極軸用微動雲台にSWAT200を載せて、そこにFS-60Qを取り付けます。鏡筒は出来るだけ頑丈に取り付けるために、モノタロウで購入した大型の1軸クランプにアルカスイスクランプをとりつけて、そこに鏡筒の上下についているアルカスイスプレートで固定しました。

ポタ赤なので、鏡筒としてはせいぜい600mmくらいの焦点距離が最長クラスだろうということから、FS-60Qでの評価に決めました。

振動を見るための動画撮影用にASI294MC Proを取り付けていますが、ここを例えば6Dクラスの一眼レフカメラをつけたときには慣性モーメントが結構変わってくるので少し注意が必要です。

三脚はゴム脚ではなく、石突きでアスファルトに接しているため、地面にはある程度きちんと固定されているはずです。

IMG_0878

この状態で写真にあるようにガイド鏡を用いてSharpCapのPolar Align機能で極軸を1分角以下の精度に合わせ込みます。その後、振動測定の際にはこのガイド鏡は外しています。


ターゲット天体

この状態で、南東方向、高度50度くらいにある火星を導入し、SharpCapでカメラの映像を見ます。速い動きを見たいため、露出時間を相当短くする必要があり、かなり明るい星を見ることになります。そのため、ターゲットは最接近に近い-2等級よりも明るくなっている火星としました。

露光時間は5msとし、さらに転送レートを上げるために4倍のビニングをして、ROIで画面を1024x768にしました。ビニングがあるので実際撮影した画像の解像度は256x192となります。フレームレートは65fpsとなったため、ナイキスト周波数の30Hzちょいまでは測定できるはずです。


振動モード

実際に揺らしてみると分かるのですが、本当は真南方向にある星を入れると、鏡筒との向きと雲台部の揺れのモードの向きが一致すると思ったのですが、この方向には明るい星がなく無理で、モードの励起に少し苦労しました。とにかく、頑丈すぎて鏡筒を揺らしても全然揺れが励起しないのです。

いろいろ触って分かったことが、揺れの中で一番低いモード(一番弱いところ = 一番共振周波数が低いところ )は
  1. pitch(仰角、縦方向)の自由度
  2. それに垂直に上に乗っている機材(具体的にはSWAT本体)を真横に押して倒すようなモード
のようです。今回はこの2つのモードが一番揺れるようで、ここを測定することにしました。

これ以外のモードはこれより大きく揺れることはないと思われます。例えば、水平回転モードなどはもっと周波数が高く(もっと頑丈と言う意味)、指で押すくらいでは単独に綺麗に励起できませんでした。

それ以外では、今回使ったものではSWATに載っている機材を含む赤経体の回転軸方向、三脚のねじれやたわみモード、上下のバウンスモードなども、周波数が十分高く頑丈なため、撮影時の揺れとしてはほぼ無視できると思われます。

逆に言うと、雲台以外に弱い部分があると、そこが一番大きく揺れてしまいます。例えばSWATでなく構造的に弱いポタ赤を使う場合や、特に三脚が弱い場合です。こういった場合、今回テストしている迷人会製の自由雲台を使ったとしても、せっかく使っている意味が薄れてしまい、性能を引き出し切ることができないので注意してください。

見たいモードを揺らすのは、SWAT部分を直接指で叩くことにしました。
  1. SWATの背中の上部を叩くのが1のモード
  2. SWATを横から上の方を叩くのが2のモード
となります。これらは以下全て共通の揺らし方です。


迷人会微動雲台の実際の揺れ

実際の揺れがどのようになるかを、動画で撮影しました


1.
まずは1のSWATの背中を押したモードです。カメラの角度が鏡筒に合わせてあるので、斜めに動いているように見えますが、実際には雲台のpitch方向と同じ向きの揺れが励起されたモードになります。

22_26_32_F150-550

gifアニメで表示してあり、ほぼリアルタイムですが、実際の時間はオリジナルのserファイルから読み取ります。
  • UTCの13時26分35.546秒から36.322秒で10周期揺れているので、1周期0.0776秒、共振周波数は1/0.0776=12.9Hzとなります。
  • また、半減期は振幅が半分になった時刻で、35.926秒程度で0.32秒くらい。ただし、そもそも励起できている振幅があまり大きくないので、誤差も多いことに注意です。このQ値は4.53x12.9x0.32=19程度
とZEROの時と比べても、励起される振幅が小さく(これは揺れてる点から見ている点までの距離にも依存する)、減衰するのが多少速いということがわかります。


2.
続いてSWATを横から押し、pitch軸が横に倒れるような方向のモードです。

22_31_01_F001-400

  • UTCの13時31分03.865秒から04.503秒で10周期揺れているので、1周期0.0638秒、共振周波数は1/0.0638=15.7Hzとなり、少し共振周波数が高くなるので、後ろから押したモードよりも揺れにくいと言うことがわかります。
  • また、半減期は振幅が半分になった時刻が04.169秒程度なので、0.30秒くらい。Q値は4.53x15.7x0.30=21程度となります。


比較のための手持ちの微動雲台の揺れを見てみる

比較のために、以前SWATで撮影用に使おうとしたのですが、揺れが大きくて使わなくなってしまった微動雲台と比較をしてみます。高さを合わせるのと、鏡筒が三脚に当たらないように、こちらはハーフピラーを取り付けていますが、一番弱いところは微動雲台部なので、結果に影響はないはずです。

IMG_0883

構造を見てもわかりますが、片持ちで強度的には不利そうなことがわかります。

gifアニメのファイルの大きさ制限に引っかかってしまいアップロードすることができなかったので、少しトリミングしていますが、動いている部分はおなじようにみえるはずなので問題ないと思います。


1.
SWATの背中を押したときに励起されるモードです。こちらもpitch方向に調整できる方向と同じ向きのモードです。パッと見ただけでも、迷人会製の物よりもゆっくり揺れていて、揺れが持続するのが分かると思います。
22_57_18_F080-510
  • UTCの13時57分20.133秒から21.273秒で10周期揺れているので、1周期0.114秒、共振周波数は1/0.114=8.8Hzとなります。
  • 半減期が1.0秒程度なので、Q = 4.53x8.8x1.0=38程度。


2.
続いて、SWATの横を押すときのモードです。片持ち部分が揺れる方向になります。
22_56_20_F050-430
  • UTCの13時56分22.255秒から23.287秒で10周期揺れているので、1周期0.103秒、共振周波数は1/0.103=9.7Hzとなります。
  • 半減期が0.86秒程度なので、Q = 4.53x9.7x0.86=38と後ろを叩いた時と同程度。

最後、参考にですが、適当に風が吹いたようなことを仮定して、ランダムに揺らしてみます。他の弱いモードも励起され、しかもかなり持続します。撮影レベルではちょっと厳しいのがわかるかと思います。

22_58_50_F010-430


風などがない場合の揺れを制限するもの

テストで出てきた数値を表にまとめます。

迷人会微動雲台

共振周波数Q値
SWATの背中を叩いたとき12.9Hz19
SWATの横を叩いたとき15.7Hz21


手持ちの微動雲台

共振周波数Q値
SWATの背中を叩いたとき8.8Hz38
SWATの横を叩いたとき9.7Hz38


まず、揺れの原因が地面のみで、風などの外力がないと仮定した場合、地面振動と共振周波数とQ値から、どれくらいの揺れになるのか評価してみます。詳しいことはZEROの評価時の説明を見て下さい。

迷人会微動雲台: 
  • SWATの背中を叩いたとき
\[Q \times \frac{10^{-7}}{f^2}  = 19 \times \frac{10^{-7}}{12.9^2} = 1.1 \times 10^{-8} \rm{[m/\sqrt{Hz}]}\]
  • SWATの横を叩いたとき
\[Q \times \frac{10^{-7}}{f^2}  = 21 \times \frac{10^{-7}}{15.7^2} = 8.5 \times 10^{-9} \rm{[m/\sqrt{Hz}]}\]


手持ちの微動雲台: 
  • SWATの背中を叩いたとき
\[Q \times \frac{10^{-7}}{f^2}  =  38 \times \frac{10^{-7}}{8.8^2} = 4.9 \times 10^{-8} \rm{[m/\sqrt{Hz}]}\]
  • SWATの横を叩いたとき
\[Q \times \frac{10^{-7}}{f^2}  =  38 \times \frac{10^{-7}}{9.7^2} = 4.0 \times 10^{-9} \rm{[m/\sqrt{Hz}]}\]
となります。

風などがないと、ここのモードの揺れがこの値くらいの揺れに落ち着くという意味です。以前評価したように、ものすごくざっくりで1マイクロメートルが星のずれ1秒角程度に相当すると考えると、風さえなければどの場合も問題になるような揺れの大きさではありません。実際には、これら励起された揺れよりも、低い周波数の地面振動自身そのものの揺れがそのまま伝わる振幅の方が大きい(低い周波数の地面振動のほうが振幅が大きいため)はずなので、(風などがない場合の)今回のモードの揺れは撮影時などの揺れを制限しているものではないと思われます。

結果としては各動画の揺れる前、もしくは励起れが収まったあとの揺れ程度の大きさになると考えられます。手持ちの微動雲台の励起がQが大きいため長く続いていますが、この励起が収まった際の動画(励起される前を見るとわかりやすいかも)を見る限り、この評価がそれほど外れているようには思えません。


風などの外力で揺らされた場合

次に風などの外力が機材を揺らす場合を評価します。ただし、地面振動から評価した時のように絶対値で評価することはかなり難しいです。風の大きさ、どのように機材に力がかかるか、鏡筒の大きさや強度などによるからです。なので、評価は相対的なもののみになります。

まず、揺れの振幅は共振周波数の2乗分の1で効いてきます。ZEROの時の評価と違って今回はQ値にも有意な違いがあります。振幅はQに1次で効くので、今回の2つの雲台の風などの外力に対する振幅の比は、手持ち微動雲台の大きい揺れに対して、迷人会微動雲台の揺れがどれくらいかで見ると
  1. SWATの背中を押したときの揺れ: (8.8Hz / 12.9Hz)^2 x (19/38) = 0.23倍
  2. SWATの横を押したときの揺れ: (9.7H / 15.7Hz)^2 x (21/38) = 0.21倍
となります。迷人会微動雲台の方が同じ外力に対し揺れの振幅が4分の1から5分の1程度となるということです。さらに、Q値は持続時間にも効いてくるので、体感としては
  1. SWATの背中を押したときの揺れ: 0.23 x (19/38) = 0.12倍
  2. SWATの横を押したときの揺れ: 0.21 x (21/38) = 0.12倍
とざっくり10分の1くらいに感じることでしょう。

さすがに振幅で5倍、持続時間も考えると10倍程度の違いというのは大きいです。以前星像の揺れで困って今回テストした手持ちの微動雲台を使わなくなったと言うのは間違った判断ではなかったと、改めて思いました。


ここでちょっと疑問が

雲台を変えることによって振る舞いが全然変わり、少なくとも後者の手持ち雲台の測定はより揺れているので、実際に手持ち微動雲台のところで揺れているものだと思われます。ここでふと疑問が沸きました。果たして迷人会製微動雲台を使った測定は、本当に微動雲台そのものが揺れていたのかどうか?ということです。構造を見てみると2つの可能性が考えられて、この揺れが
  1. 微動雲台のところで起きている
  2. それとも他のところ、例えばSWAT本体とSWATの足との接合部で揺れている
のどちらかではないかと考えられます。迷人会製微動雲台が頑丈すぎる際に2.のようなことが起きます。


自由雲台を使わない測定

切り分けのために、微動雲台なしで、ハーフピラーのみにして、同一の追試測定をすることにしました。

この際
  1. 迷人会雲台を使ったときと同様のモードが励起されるなら、迷人会雲台は十分頑丈で、このモードはSWAT本体とSWATの足との接合部での揺れが励起されていたと考えるのが妥当です。
  2. もし同一のモードが見られない、もしくはあからさまに周波数など振る舞いが変わる場合は、迷人会雲台自身が揺れていたと考えるのが妥当になってきます。
これはハーフピラーの方が迷人会雲台よりも頑丈だと言う仮定に基づいていますが、一般的に考えてハーフピラーの方がよりシンプルな構造なために複雑なモードは出にくいと考えられるので、妥当な仮定かと思われます。


ハーフピラーでの結果

さて、結果です。まず、前回同様にSWATの同じ部分を叩いて励起しようとしましたが、背中を叩いても、横側をたたいても、いずれも特定のモードは励起できませんでした。どちらを叩いても、非常に固く、揺れもすぐに減衰していきます。実際の揺れの様子を動画で見てみます。


1.
SWATの背中を叩いた場合: 前回のテストと同じくらいの力で、3回叩いています。迷人会微動雲台の時の揺れに比べても振幅が半分以下程度と、揺れにくいがわかると思います。しかも特定のモードだけが揺れているのではなく、いろんな揺れが混ざっているのが分かります。これは特定の弱い部分がないということを示していると考えられます。
21_05_07_F200-500

きちんとモードが立っていないので、かなりざっくりな計測ですが、5周期分くらいの揺れから15Hz程度と読み取りました。


2.
SWATの横を叩いた場合: 最初に励起されるモードが違うだけで、やはり特定のモードのみを励起できないのは1の後ろを叩いたのと同じ状況です。こちらはラフに14.5Hz程度。よく見ると、2つのモードが冷気されていて、それらは順序こそ逆ですが、1.で揺らしたときと同じ2つのモードに見えます。
21_06_29_F050-500


迷人会微動雲台とハーフピラーの2つのテストから言えることは、迷人会微動雲台部分をハーフピラーに変えた場合は明らかに振る舞いが違い、後者の方がより揺れにくいということです。さすがに迷人会製といえども、可動部を持つ雲台が固定構造のハーフピラーより揺れにくいということはありませんでした。というわけで、一番最初の迷人会微動雲台の時のテストがSWATの足の部分を揺らしているかもしれないというのは杞憂で、きちんと微動雲台の揺れのモードを励起できていたと思われます。

もう少しだけ評価すると、共振周波数だけ見ると迷人会雲台の共振周波数とそれほど変わりません。迷人会の場合は12.9Hzと15.8Hzと差があり、低い周波数のモードが一番揺れに効くと考えられるので、差があるとすればそこでしょうか。

ただし、そこそこ同じような力で叩いているにもかかわらず、明らかにハーフピラーの方が揺れが少ないです。これは、揺れている所から、見ている所(鏡筒及びカメラ)までの距離が短いものと考えられます。一つの可能性が、ハーフピラーをつけた状態では今度こそSWATの足のところで揺れているという推測です。2つのモードが順次励起されていることからも、この可能性が高いと思われますが、これ以上の検証は今のセットアップでは難しいです。FFTアナライザーとかあればもう少し分離できると思います。


まとめ

ウダウダやっていて、解析も色々紆余曲折したので、ものすごく長い記事になってしまいました。また、評価に長い時間がかかってしまい、待っていた迷人会様には申し訳ありませんでした。

それでも、一応最初のテストで迷人会の微動雲台の揺れをきちんと励起できていたようなので、ある程度の評価はできたと思います。ただし、先にも書いた通り、今回のテストはあくまで相対的な評価に留まり、これが実際にどれだけ揺れるにかというのを絶対値で評価するのはとても難しいです。風の強さ、鏡筒の種類にかなり依存してしまいます。同じ力で励起できる加振器などあれば、励起された揺れまで定量的に評価できるのですが、今回はそこまで至っていません。

風がない場合は、上で評価したように地面の揺れ起因のある程度のどれだけ星像が揺れるかの見積もりは可能ですが、これも一旦並進を回転に変換しているので、オーダーレベルではそこまで間違っていないと思いますが、ファクターレベルではまだ誤差も大きいかと思います。 

結論としては、結局最後は経験論になってしまいますが、迷人会工房の微動雲台は、ポタ赤レベルの頑丈さではもったいないくらいで、一般の赤道儀レベルの頑丈さが余裕であります。荷重制限も厳しいポタ赤では、大型鏡筒は無理で焦点距離がそこまで伸ばせないはずなので、よほど強い風が吹かなければ揺れが原因で星像が流れることはないと思います。これでもし星像がずれるならば、それは雲台のせいではなく、三脚など他の弱い部分を疑うべきでしょう。私としては揺れに関してはそれくらいの高い評価です。

ちょっと脱線してしまいますが、むしろ製作側のコストと手間の方を心配してしまいます。このレベルで作り続けるのは相当な努力が必要なはずで、限定品で数が限られてしまうのは容易に想像できます。迷人会工房さんの製作体制がどれくらいのものなのかほとんど把握していないので、勝手な想像でしかないのですが、無理のない範囲で続けていただければと思います。アマチュアグループの機材が売れるのはすごいことなので、そこはどうしても期待してしまいます。


昨日、Twitterで相互フォローしているハレルマンさんからのダイレクトメールがきました。なんでもSharpCapでLive Stackがうまくいっていないとのこと。
  • 一番うまくいく時で20フレームくらい、ほとんどは数フレームできるかできないか
  • カメラはZWOのASI294MCで鏡筒がVixenポルタのA80Mfで焦点距離910mm
とのことです。910mmはちょっと焦点距離が長いですが、ASI294MCならスタックする分には普通に考えて特に問題ないはずです。

最初月の画面でLive Stackをしているところの写真を送ってきてくれたので、月ではAlignmentがうまくいかないことと、そもそも月は明るいのでLive Stackする必要がないこと、仮にLive StackしたとしてもAutoStakkertとRegistaxみたいに分解能を出すことはSharpCapではできないことをDMで伝えました。するとオリオン大星雲でもLive Stackができないとのこと。これはさすがにおかしいと、何度かDMでやりとりをして、夜にZoomでつないで様子を見てみましょうかということになりました。

22時半頃、用意したZoomに接続しているとハレルマンさんが入ってきてくれました。少しだけな話すと、関西方面の大学4年生で天文部所属だとのことです。てっきり社会人か、下手したら年配の方かと思ってました。あんとんシュガーさんの時といい、最近の私の思い込みの印象と現実とのズレは壊滅的レベルです。

話していてやっと気づいたのですが、ハレルマンさん赤道儀を使っていなくて、経緯台を使っていたのです。本来A80Mfというところで私の方で気づくべきでした。そのため画面が短時間でずれていくことが一つの原因でした。これも原因の一部でしたが、まだ2次的な原因に過ぎずに、本質的には別の原因がありました。

画面を見せてもらうと、思ったより恒星の数が少ないのです。最初に月を画面に入れて見せてくれたので、ピントはそこそこあっているはずです。ASI294MCの感度から言って、もっと見えてもいいはずです。聞くとこの日は北斗七星が見える程度というので、明るい月も出ているので、3等星くらいまでみえているだけのようです。全般にゲインが低かったこと、月が明るかったことが原因なのですが、まずは、ヒストグラムで炙り出そうとしました。

とりあえず、あまり細かい解説ばかりしても最初は理解ができないと思い、まずは詳しくは話さずに私の目で見てぱっと見でおかしいと思われそうなところを片っ端から触ってもらいました。
  • まず、露光時間を400msくらいまで長くし、電視観望目的というので(ノイズはあまり気にしないとして)ゲインを最大から数ステップ下げた420くらいまで上げてもらいました。
  • ヒストグラムをいじろうとしたら、ホワイトバランスがずれているので、ヒストグラムを見ながらRとBで調整して、背景のピークの位置を揃えてもらいました。
  • ヒストグラムで、そろったピークをブラックレベルとミッドレベルの黄色い点線で挟み、炙り出してもらいました。
多少星の数は増えましたが、それでもまだ少ない気がします。
  • ここでLive Stackをオンにし「Hilight Detected Stars」オプションをオンにすると、認識されている恒星の数がZoom越しでみてわずか3つとかでした。
  • 炙り出しさえすれば星は画面上で見えているので、LiveStack時のAlignmentに必要な恒星がうまく認識されていないようです。
  • 星のサイズの最小/最大も、ノイズレベルも特におかしな値になっているわけではないので、「あ、これはやはり暗すぎるな」と思いDigital gainを4倍にしてもらうと、すぐに検出された星の数が増え、Live Stackの枚数が増えていきました。(このテクニックは覚えておくといざという時役に立ちます、)
  • でもやはりそこは経緯台。20秒から30秒ほどで画面がずれていってしまい、アラインできるだけの恒星の数が確保できなくなり、スタックできる枚数は数十枚に止まってしまいます。
でも、別に追尾付きのドブがあるとのことで、今度はそれで挑戦してみるとのこと。ドブの焦点距離が1200mmとのことなので、さらに長くなりまが、294ならセンサー面積はそこそこ広いのでまだなんとかなるでしょう。

いろいろやってもらった過程で思ったのは、こういった細かい操作が初心者には自分が思っているよりはるかにわかりにくいのではないかと改めて実感したのです。先日の牛岳の惑星撮影をKさんと一緒にやったときも同様のことを思いました。今後ブログの説明も、初心者に向けた記事はもう少し考えた方がいいかもしれません。

その後、
  • なんでホワイトバランスを取る必要があるのか
  • Live Stackのヒストグラムの炙り出しの結果が右の小さなヒストグラムに送られて、さらに微調整できるとか
  • 電視観望では露光時間が800msくらいから数秒のもう少し長い時間でやった方がいい
  • SharpCapの有料版は年間で千数百円でそこまで大した値段ではなく、有料版の方ができることが圧倒的に多いので、早めに有料版にした方がいい
などの理由やコツを伝えました。

zoom
画面がずれていくのがわかると思います。
そのずれのために35回でスタックが止まっています。
ちょっと見にくいですが、デジタルゲインを上げたために
星が黄色い枠で囲まれていて、きちんと検出できています。


ハレルマンさんはこのブログを見てくれて電視観望を始めようと思ってくれたようです。でもやはりブログだけでは細かいことはなかなか伝わらないということを実感しました。Zoomはその点とても優れています。あまり大人数だと難しいですが、少人数なら細かい操作をマンツーマンに近い形で伝えることができます。

こうやって説明することは私は全然厭わないので、Twitteでダイレクトメールをもらえれば時間のある時に付き合ったりできます。最初から全部教えて下さいというのは困りますが、いろいろやっていてどうしても困ったとかなら、Zoomを使えば細かいことも伝えられると思います。個人でやっていることなので限界はありますが、いざという時連絡してみて下さい。


久しぶりに集まりましょうと、先週計画されていた富山県天文学会の牛岳での惑星観望会。天気が悪かったため昨晩の2020年10月3日に延期でした。でもこの日も天気予報はずっと曇り。朝のうちに中止とのメールが流れましたが、どうもSCWで見るとそこまで天気は悪くなさそう。もしかしたらと思い、夕方少し昼寝しておいて目を覚ますと快晴です。メールにもやっぱり集まりましょうと流れていたので、早速荷物を詰め込んで18時半頃に出発。

機材はC8と25cmのMEADEのシュミカセとSCOPETECH、もしかしたら電視観望もするかもと思いFS-60Q一式です。赤道儀はCGEM IIと念のためAVX、それと汎用的にAZ-GTiです。さてさてどうなることやら。


牛岳二番乗り

19時過ぎに牛岳に着くと、すでにKさんが木星を導入してました。Kさんから画像処理をうまくやりたいけれどなかなかうまくいかないと相談を受けていたので、久日ぶりに会えたこの日はチャンスです。

私の方も早速準備を始めました。機材は迷ったのですがその前の日にC8で撮影したので、この日はMEADEで試すことにしました。


SCOPETECHはあいからわず大活躍

設置の途中に、親子連れがきていたので「望遠鏡見ますかー?」と声をかけ、いつものSCOPETECHを覗いてもらいました。もちろん覗くだけでなく、操作して導入もしてもらいました。4年生の女の子で、ちょうど理科で習うので星座早見板を持ってきて星座観察をしたかったみたいです。自宅では明るすぎで星座も見えないとのこと。でもこの日は満月の次の日で、流石に星座を見るのも大変でした。月と土星と木星、最後に火星と一通り見てもらいました。女の子もお父さんも導入に挑戦し、最初はうまくいかなかったようですが、途中だんだん導入できるようになり、ぐるっと回って最後に月に戻ったときには、自分で入れて自分で見ることができていました。下の女の子は聞いたらまだ年長さん。眠そうで「早く帰ろうよー」と言っていましたが、持っていたぬいぐるみにも望遠鏡を覗かせてあげていて可愛かったです。

少し後の時間にもう1組、小さな女の子と、もうお母さんの背中でぐっすり眠っているさらに小さな子の親子4人組がきてSCOPETECHを覗いていきました。お父さんが頑張って導入して、子供にかっこいいところを見せることができたようです。

やっぱりSCOPETECHクラスの長焦点の入門機はこう言ったときに大活躍です。私は星まつりで安価に手に入れたので、もう「壊してもいいので思う存分さわってください」と言っていつも触ってもらっています。これくらい言わないと、やはり光学機器は高価という印象か、なかなか自分では触ってくれないのです。


MEADEの見え味

MEADEのほうは、設置が終わり月と火星を眼視で見てみました。このMEADE、久しぶりに見ても中心像はかなりの分解能が出るのですが、中心から少しずれただけの周辺像も眼視で見ても収差があるのがわかります。そもそもこのMEADEはF6.3バージョンの明るいもの。シュミカセはF値の3乗に反比例してコマ収差が出るはずなので、周辺はあまり有利ではありません。結局この日は月と、火星を見たテストだけで終了してしまいましたが、一度気合を入れて昼間にでもフルテストをする必要がありそうです。


県天の人と

Nさんが初の電視観望をするとのことで、少し立ち会いました。カメラがASI178MCで、鏡筒がC8です。焦点距離2000mmで、惑星なのでこれくらいでいいのですが、導入が困難極まることを実際試してみて実感したようです。「星雲とかでは焦点距離200mmでやりますよ」とか話したら、ものすごく納得してました。多分知識としてはセンサ面積が小さいとか、焦点距離が短い方がいいというのはどこかで得ていたと思うのですが、やはり自分でやってみて初めて本当に納得するというようなのの典型だったようです。でもこの人は県天のメンバーで、電視観望は今回初めてとのことですが、普通にベテランの方です。それでも試して実感することが必要というのは、心に留めておくべきだと思いました。口だけの説明ではなかなか伝えることは難しく、よりわかりやすく、納得できるかつ簡潔な説明が必要だと改めて思いました。

今回は、久しぶりに皆さんに会えたことが一番の収穫でしょう。結局県天のメンバーだけでも9人集まりました。これだけ集まるのは本当に久しぶりです。K会長のFS-128で月を見せてもらいましたが、収差は私レベルでは全くわからず、あいからわずキレッキレです。FC-76使いのYさんはε130とLosmandyのG11赤道儀を購入したとのこと。かんたろうさんはC8のファーストライトでした。皆さん外に出れない間にいろいろ進んでいるみたいです。そういう私も、今回は持って行かなかったですがTSA-120でシリウスBトラペジウムがGHIくらいまで見えた話をしました。

そういえば、話の方に夢中で写真を撮るのをすっかり忘れてました。晴れたら火星を見て、曇ったら話すの繰り返しだった気がします。この日唯一の写真です。Sさんの鏡筒だったのでしょうか、スマホで月撮影です。アイピースの視野がなかり広いので、スマホも手持ちで合わせることができました。なぜか下の方でした月が入ってきませんでしたが、撮って出しで何の加工もなしで、そこそこ見えてしまいます。

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惑星撮影と画像処理のお手伝い

22時すぎくらいだったでしょうか、今日一番乗りできていたKさんがちょうど火星の撮影をしていました。一度手順を習いたいと言っていたので、少し一緒にやってみました。撮影に使っているのはSharpCapです。FireCaptureも一応紹介はしますが、使っているソフトを無理に変える必要もなく、撮影をするだけならSharpCapで十分なので そのまま続行です。撮影にもまだ慣れていないようでいくつか簡単なアドバイスだけしました。

今回問題だったのはRAW8で撮っていたこと、露光時間が10数msとまだ短くできそうなことと、それでもゲインが高くサチっていたことでした。RAW8とRAW16が実際結果にどこまで差があるかは私もきちんと検証したことがないので正確にはわかりませんが、ディスク容量に余裕があるなら念のためRAW16のほうがいいでしょう。露光時間は5msまで短くしました。ゲインも60(6dB)さらに下げてやっとサチらなくなりました。なので4倍くらい明るすぎたことになります。「あー、こんな暗くていいんだ」と言っていたので、画面で見るだけだとやはりわかりにくいのだなと改めて思いました。そもそもヒストグラムをこれまで見てなかったみたいなので、ヒストグラムの大切さも話しました。

この状態で火星を1分程度撮影をしました。できたファイルをKさんのPCにインストールしてあったAutoStakkert!2で早速スタックします。一応3もありますよと伝えておきます。画像処理ソフトもまだあまり試せていなかったようで、一から一通り試してみました。その後、RegistaxでWavelet変換をしようとしたのですが、Kさん「Registaxは入っていない」と言います。しかもPCのバッテリーがあと15分しか残ってません。と思ったら、この流れを忌みていた多分Oさんだったと思いますが、デスクトップにRegistax6のアイコンがあるのを発見。なるほど、インストールはしてあったのですが、まだ印象が薄かったようです。とりあえず、立ち上げてスタックしたファイルを読み込みます。Dyadicの方が効果が出やすいことを伝え、レイヤーの細かい方から順に上げていって、上げすぎでくどくならない程度に抑えることを伝えました。ちょうどこの頃は結構シーイングがよかったせいか、模様もかなりきれいに出ていました。

Kさんは2年くらい前でしょうか、新しく県天に参加したメンバーで、社長行を息子さんに譲って天文趣味を始めたとのことです。まだまだあまり経験がなく苦労しているようなのですが、とりわけPCが大変のようです。自分で立ち上げた技術会社の社長だったので、もちろん理系的な素養は十分にあると思うのですが、やはりPCは年配の方には大変だと言う話はよく聞きます。特に惑星はソフトもいくつか渡り歩きますし、プロセスも複雑です。

今の天文は眼視とかはいいのですが、撮影となるとデジカメ同様ほぼPCが必要となります。私は特に気にしないのですが、やはり初心者や年配の方のことを考えると、もう少しPCレスで楽しめる方法があってもいい気がします。やはり将来はスマホがキーデバイスになるのでしょうか。

一方私はと言うと、Kさんがうまく撮影できているを見て、せっかくだから撮影までしようとしたのですが、すぐに雲が出てきて結局諦めてしまいました。


機材の振動で議論に

その後、Kさんのところにかんたろうさんもきて、振動の検証となりました。まず、赤道儀の赤経ところで明らかに良く揺れます。まあ荷重がかかるところなので仕方ないですが、見ただけでも構造上なぜか結構細くなっているので、ここが揺れるのは当たり前かなあと思いました。一方赤緯軸はそれに比べると揺れはだいぶん少ないです。

と、ここら辺まで見ていてかんたろうさんが気づいたのですが、なぜか三脚あたりがグラグラです。まず、ハーフピラーを使っているのですが、そこの下段のネジをきちんと締めていなかったのが原因です。でも、それを締めてもまだ三脚部分が揺れます。どうも三脚の各足の根本の部分が弱くて、全体の水平回転のねじれに弱いようで、力を入れて赤道儀を水平要綱にねじると見た目で簡単にそのねじれが分かるほどです。足の根本のネジが緩んでいる可能性もありますが、やはり構造的に弱そうな印象は拭えませんでした。帰ったらとりあえずネジを締めてみるとのことです。

その後、隣に置いてあった私の重いMEADE25cmを載せてある赤道儀をねじったりしてみてもらったのですが、目で見るくらいではピクリともせず、その揺れのなさに納得していたようです。それでも撮影すると、これだけ重く焦点距離が長い鏡筒だと揺れは無視できないことも伝えました。

Kさん曰く「惑星撮影中にも、しょっちゅうカクッとずれてしまう」とのこと。確かに先ほどの撮影時も火星を中央に持ってくるときにカクンとなるようなことがありました。やはりグラグラだったので、少し触れただけでずれてしまっていたようです。


解散後もうだうだと

23時すぎでしょうか、雲も暑くなってきたので皆さん諦めて帰宅モードです。私も撮影を諦め片付けはじめたのですが、全部片付け終わって空を見るとまた晴れています。あー、惜しかったと思いましたが、この後もあと1-2回曇りと晴れを繰り返したりして最後はずーっと曇りになってしまいました。最後みんなで輪になって少し話して解散となりました。

でもKさんと、かんたろうさんと、私の3人で、Kさん差し入れのコーヒーとビーフジャーキーをつまみに、改めて椅子を出して輪になって、1時間弱でしょうか、話していました。Kさんとかんたろうさんが仕事のことでかなり盛り上がっていたのをずっと聴いていました。途中、以前京都の星もとで購入したJASONという言う今ではなもなきメーカーの実視界11度、7倍の50年くらい前の双眼鏡をみせたら、かんたろうさんがびっくりしてました。私自身あまり双眼鏡は詳しくないのですが、やはり実視界11度というのはかなりめずらしいようです。

0時半ころでしょうか、私もだんだん眠くなってきて、トイレに行って帰ってきたところくらいで解散となりました。


まとめ

今回は本当に久しぶりの星仲間の集まりです。やっとこういったこともできるようになってきたというところでしょうか。今週末は福島のスターライトフェスティバルです。こういったイベントもやっと少しづつ再開しています。楽しみですが、あまり油断せずやっていけたらと思います。

と、今回は写真もそこそこに、日記と思って記事を書きましたが、実は書きたい記事がまだ4つほどたまっています。迷人会の微動雲台の振動テストもその一つです。あせらず書いていくので、期待されている方もいらっしゃるかと思いますが、今しばらくお待ちください。
 

なんか他のことばっかりやっていて、相変わらず惑星はのんびりです。この日は満月でしたが、火星の最接近も間も無くで、月の横にあっても赤々と輝いています。10月6日が一番近く明るくなり、-2.6等級までいくとの事なので、4日前のこの日はもうー2等級より明るくで見えているはずです。


一ヶ月ぶりの惑星撮影

週末の金曜日、久しぶりにかなり晴れていたので、帰宅後食事もそこそこにC8を出して今季二度目の惑星撮影です。前回は9月の頭だったので、ほぼ一ヶ月ぶりでしょうか。9月はそれくらい天気がずっと悪かったです。

機材はいつものC8にASI224MC、Celestronの3倍バローです。赤道儀はCGEM II。あ、そういえば後から気づいたのですが、UV/IRカットフィルターを入れ忘れてました。でも結果を見るとそこまで問題ではなかったようです。まだ惑星でどんなフィルターがどう影響するとか、ほとんど検証したことがないので、ここら辺はまた今後の課題かと思います。

最初、木星を拡大率が低い状態で見たらそこそこいいかなと思ったのですが、実際バローまでたどりついて見てみたらゆらゆら。本当は、シンチレーションがよければC8とMEADEとVISACでどう違いが出るかをやりたかったのですが、それ以前の問題なので諦めました。


木星、土星はいまいち

一応 木星も土星も何ショットか撮ったので、スタックして見てみましたがやはり惨敗です。一応載せておきますが、画像処理で相当ごまかしています。

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火星は思ったより出た!

0時近くなって、火星が天頂近くまで登った頃を見計らって5000枚を5ショット撮影しました。5ショットの撮影条件はほぼ同じで、何度かピントを変えただでけです。一つ違うのが、風が結構強くなってきてたので、途中からC8用のフードをあえて外し、できるだけ揺れないようにしました。スタックしてみると、やはりフードを外してからの方が結果がよかったです。風はありましたが、シンチレーションは木星、土星を撮った時よりだいぶんマシみたいです。

その中の一番まともだったものです。動画では結構揺れてるのでどうかと思いましたが、思ったよりきれいに出てくれました。

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  • 撮影日: 2020年10月2日23時54分
  • 撮影場所: 富山県富山市
  • 鏡筒: Celestron C8
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • バローレンズ: X-Cel LX 3x Barlow
  • カメラ:  ZWO ASI224MC
  • 撮影: FireCapture、5ms, 80fps, gain300, 2000/5000 frames  
  • 画像処理: AutoStakkert!3、Registax6、Photoshop CC
ちなみに、今回露出5msで80fpsくらいです。以前は120fpsくらい出てたはずなので、ちょっと遅いです。1024x768ピクセルで撮ったのでちょっとサイズが大きかったかもしれません。

本当はこの時点でMEADEとVISACを出したかったのですが、風が強くなってきたのと、どうも薄雲がかかり出したようなので、撤収としました。それと、なんか疲れてて、眠くて眠くて...。



今回の記事は大阪あすとろぐらふぃ〜迷人会工房様の微動雲台のテストです。さてさてどんな結果が出るのか、私自身楽しみです。


あんとんシュガーさんがわざわざ持ってきてくれました

先週の連休にあんとんシュガーさんから大阪あすとろぐらふぃ〜迷人会工房製作の微動雲台を受け取りました。あんとんシュガーさんがしばらく使っていたのですが、自宅に遊びに来がてらわざわざ届けてくれました。受け取った時のパッと見の印象は、頑丈そうというもの。大きさも径もポタ赤にはちょうどいいくらいかと思います。アルミを削って組み上げてますが、銀色がかっこいいです。

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微動雲台本体です。三脚はアントンシュガーさんのもの。


ポタ赤のための極軸合わせ微動雲台

まず最初に断っておきますと、私はポタ赤には微動雲台は必要ないと思っています。いや、より正確にいうと、弱い微動雲台を加えて揺れるくらいなら無い方がいいという意見です。もし揺れを増加させないような微動雲台があるなら、当然便利になるので使った方がいいと思います。

これまでもポタ赤の極軸を合わせる目的で微動雲台と呼ばれるものは、各種販売されてきています。 ですが、ほとんどのものが強度的に問題がありそうです。私が試したのは以前の記事に書いてありますが、片持ち構造なのが根本的な原因で、撮影では不利になると判断して外してしまいました。同ページの写真を見ても、一見相当頑丈に見えるのですが、やはり鏡筒部がある程度の重さになってくるとどうしても一番弱い微動雲台部分で揺れてしまいます。風などない日は問題ないでしょうが、少し風が出てくるとやはり星像が揺れしまいました。

そのページのコメントにHUQさんがユニテックのものが一番マシと書いてありますが、それでもコストと重量を考えるとあまり大型化もできないことと、本質的に可動部分を持つためにどうしてもこの部分が一番ネックになりやすいのは、ある意味仕方ないのかと思います。


迷人会製微動雲台

この観点からいくと、迷人会工房の物はポタ赤用微動雲台にしては大型の部類に入り、押し押しネジ構造は安定な微動方法、さらに縦、横共にクランプで締め付けることでガタつきをなくすことができそうです。「これまでポタ赤用の微動雲台はあまり使いたくなかったが、これだったら試してみたい」というようなことをTwitterで呟いたら、こたろうさんから「じゃあテストだ!私の決定は絶対じゃあ!(意訳あり)」との命が下り私のところにお鉢が回ってきたというわけです(笑)。

実物の構造を見てみますと、写真でもみたようにpitch(縦)、yaw(横)共に押し押しネジで、クランプで両軸とも固定できるようになっています。クランプを緩めると少しガタついたので、ここがどう効くかがテストのポイントになりそうです。あと、あんとんシュガーさんが「微動ネジを回しているとカクンと動くことがあった」と言っていました。でも雲台単体で動かしてみてもスムーズに動き、そんな変なことはありません。ここもきちんとテストするポイントになりそうです。

この時点で最近ユーザーの多いAZ-GTiの赤道儀モードで試すか、SWATで試すか迷っていたのですが、Twitter上で製作者の井戸端秀樹さんとコンタクトを取り「是非ともSWATで試して欲しい」との要請がありました。AZ-GTiは次回専用ものを作るそうです。

ところが、実際にSWATを取り付けようとしたら雲台のトップが水平でなく、35度くらいの角度がついていることに気づきました。ご存知の方も多いと思いますが、SWATは日本での使用が前提で、水平の台に取り付けても回転軸が極軸方向を向くようにあらかじめ35度くらい傾けた足が付いているのです。

このままだと明後日の方向を向いてしまうので、最初にやったことは雲台の分解でした。といってもトップを外しただけです。外したところを見ると、下部に耳が後付けで斜めのところに付いていて、これを外して最下部付近に取り付けることにより、トップ部をまっすぐ、上部が水平になるように取り付けることができるようです。これは対応するポタ赤を増やす優れたアイデアです。日本で使う限り、基本的にこの2箇所の取り付けで十分かと思います。

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この状態で、微動ネジを回してみるとあんとんシュガーさんが言っていた「カックンとなることがある」というのがわかりました。どうやらSWATを上につけて、それが斜めになっていることで、重力でネジに荷重がかかり、荷重がかかった状態で当たりが悪いとネジの回りが悪くなるのです。これはテストのしがいがありそうです。


極軸調整テスト

雲台を受け取ったのは先々週でしたが、9月は全然晴れなかったのでなかなかテストできませんでしたが、最終週になってようやく晴れたので、平日でしたが、まずは本来の目的である極軸合わせのテストをしました。

まずは実際のSWATを、普段AZ-GTiで使っている三脚とハーフピラーの上に付けてみました。もともとハーフピラーをつけた理由は、鏡筒が三脚に当たることを防ぐためです。今回その役割をサイズ的に微動雲台が担ってくれたので、結局はハーフピラーを外し、三脚に直付けすることにしました。

また問題を切り分けやすくするために、撮影用鏡筒はつけずに、ガイド鏡のみを直接SWATに取り付けました。ガイド鏡は以前胎内星祭で購入した120mm F4のもの。カメラはASI290MMです。取り付け方法はこれまで一番揺れが少なかった、モノタローで買ったクランプを利用しました。そこにアルカスイスクランプを取り付け、上下に2つ溝が切ってあるアルカスイスプレートを挟み、ガイド鏡下部のアルカスイスクランプで取り付けます。

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三脚はいつも使っているシステマティック化したGitzoのバサルト製のものです。写真では足の一本にタカハシの三脚アジャスターをかませてますが、最初の微動雲台でのテストでは外しています。


SharpCapでの極軸追い込み

では実際にSharpCapのPole Align機能を使い、迷人会の微動雲台を使って極軸を調整してみましょう。まずは、とりあえず一番最初に使ってみた時のファーストインプレッションです。最終的に1分角以下になれば十分な精度が出ていると考えていいでしょう。
  1. 最初は当然大きくずれているので、微動ネジのレンジだけでは足りずに三脚の足を伸び縮みさせたり、横にずらしたりして大まかに合わせこみます。
  2. ある程度位置が合ってからは微動の出番です。と言ってもまだそこそこずれているので大きくネジを回す必要があります。その際、ピッチでやはりひっかるようなところがありました。
  3. また、これもピッチですが、一方向に回しても星像が一旦逆方向に動いてまた正しい方向に戻るということがありました。どうもネジの当たり具合で線形に動かない部分があるようです。
  4. でもある程度位置が合ってきて、微動になってくるとそういったことは問題にならず、うまく滑らかに動かすことができます。動かす精度は十分なものがあり、1分角以下で余裕で合わせることができます。
  5. 一旦かなり合わせてからクランプを締めてロックすると、やはり位置がずれてしまいます。なので、ロックした後に微調整で合わせる必要があります。ロックしても微調の範囲では星の位置を動かすことはできます。
  6. ロックさえさせてしまえばガタつきはほぼ皆無。少なくとも私は全く気になることはありませんでした。
  7. この状態で下の写真のように、ロックしてかつ極軸も余裕で1分角以下の精度で合いました。
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この後、何度か同じようなことを繰り返しましたが、最初の印象と違いはそれほどありませんでした。というわけで、上に書いたものが偶然とか、たまたまとかではなく、ほぼ実際の動作状況だと思います。


クランプの影響

あと、みささんも気になると思われるクランプロックの影響を書いておきます。動画で実際の動きを確認してみてください。
  1. まず、クランプロックされた状態で1分角以下、平均30秒角以下程度に合わせます。
  2. 次にyaw方向のクランプを緩める(動画7秒辺り)と、1.5分角程度にズレます。その後、再びクランプを締める(動画17秒辺り)と30秒角程度に戻ります。
  3. さらにpitchのクランプを緩める(動画38秒辺り)と、今度も1.5分程度ズレます。問題はこの後で、閉めて(動画47秒辺り)も戻らずに、時として3分以上にズレが大きくなることがあります。ずれる量は押し押しネジが互いにどれくらい耳に強く当たっているかに依存するようです。


というわけで、やはりクランプ開け閉めの影響は存在するようです。この結果だけ見ると、クランプの影響が大きく思えてしまうかもしれませんので、実際にどれくらいの精度が必要かはきちんと定量的な評価が必要かと思います。

必要な極軸の精度

では、極軸のズレで1分角というのは実際にどれくらい大きなズレなのでしょうか?細かい計算はこのページを見てもらうとして、ざっくり1分角の極軸のズレで、4分間露光して、星像にして最大で1秒角のズレ。

結論だけ言うと、普通の目で合わせる極軸望遠鏡ではほとんど分からないレベルのズレかと思います。ポタ赤で撮影する場合、せいぜい600mm程度が最長の焦点距離になるかと思われます。この焦点距離程度なら、1分角で合わせたら例えば5分間露光しても極軸のズレからくる星像のズレは1秒角程度となります。これをたとえばEOS 6Dで撮影すると、1ピクセル2.3秒程度なので、ズレは1ピクセルの半分以下。ほとんど影響はありません。むしろピリオディックモーションが一般的にポタ赤レベルだと数十秒角、今回使うSWAT200でも10秒程度と遥かに大きくなり、こちらは4ピクセル程度のズレとなるため、支配的になります。

極軸精度で1分角程度、星像のズレに換算してして4分で最大1秒程度というのは、SharpCapなど極軸を正確に合わせることができるツールがあって初めて検証できる精度の話になっています。ちなみに、北緯35度の日本では極軸は大気差で1分30秒角程度ずれるので、大気差補正をしないと意味がないレベルでもあります。SharpCapにはこの大気差を観測場所の緯度に応じて補正する機能があります。1分各程度で合わせ混むことができると、この機能が意味を成してきます。

なので、今回この微動雲台で合わせている精度自体、ポタ赤ではすでに十分すぎるものと考えることができます。


とりあえず触ってみての結論

さて、この状態である程度の結論を言うと、
  • まだ少し引っ掛かりや進行方向の反転はあるけれどもこれは十分改善可能と思われる。
  • 微調整に関しての精度は十分満足。
  • ロック時のズレは気になるが、精度的には十分で、さらに運用で影響を少なくすることはできる。
  • 特筆すべきは、クランプをロックした後の揺れの少なさで、まるで大型の赤道儀の揺れの少なさを彷彿とさせます。振動試験は後で別途やろうと思っていますが、このレベルならば撮影でも全く問題ないと思います。
というわけで、私としてはこの時点でも実践投入可能という意味で十分な合格点を出したいと思います。

動画で見てみる: 微動

上で説明したことを実際に動画で見てみましょう。

1. まずは極軸近辺でpitch方向に微動した時、どれくらいきれいに動くかです。

pitch、微動

動きのスムーズさを見るために、1. 一旦通り越して、2. 反転して戻ってまた一度通り越して、3. さらに反転して微調整して合わせこんでいます。これくらいの操作は余裕ということです。


2. 次にYawの微動です。

yaw、微動

同様に、一旦通り越して、反転して戻ってまた一度通り越して、さらに反転して微調整して合わせこんでます。


動画で見るとわかると思いますが、pitch、yawともかなり精度よく合わせこむことができるのが分かるかと思います。


動画で見てみる: 大きくズレた位置から合わせ混むまで

1. まず最初に試したのが、迷人会製微動雲台を使って実際に大きくずれた状態の一から合わせ込んだときの動画です。一応何度か試したので、操作には慣れてある程度スムーズに行くときの場合です。約2分半かかってます。


1分5秒くらいのところでしょうか、pitchの移動方向が反転しているところがあります。でもこれネジは一方向に回しています。このようにおそらくネジの頭が斜めになっているためにいったん反対方向に進んでしまうようなところがあります。1分35秒辺りでYawに、1分59秒辺りでpitchに大きく飛んでいるのはクランプを締めたからです。クランプを閉める前に微調整してしまっても結局ずれてしまうので、ある程度あってきたらまずはクランプを締めています。その後の微調整はスムーズにいきます。


2. 次に試したのが、微動を使わずに三脚の足の伸び縮みでpitchを調整し、足を横にずらしてyawを調整するというものです。3分以上格闘しましたが、pitchの調整が難しすぎて最後まで1分角以下では合わせられなくて諦めました。Gitzo三脚の伸び縮みも、固定してしまえばかなり頑丈ですが、ロックするときのズレは微動雲台より遥かに大きいです。嫌になったので動画は無しです。


3. 最後は、三脚足の調整では難しかったpitchを、タカハシの三脚アジャスターに変えた場合です。Yawは三脚の足ずらしで合わせ混んでいます。


多少慣れたせいもあるかもしれませんが、なんとこれが1分半ほどで合わすことができてしまい最短でした。なんか迷人会様に合わせる顔がありません <(_ _)> 。原因はタカハシの三脚アジャスターの動きがスムーズなところです。

なのでpitchに関してはまだ三脚アジャスターに分があり、こちらの方が合わせる時間が短いです。ここはやはり迷人会さんの微動雲台も改良してスムーズさを出して欲しいとことです。

Yawに関しては以前計算したことがありますが、適当な仮定を置いて考えると微動雲台で調整するのに比べて、三脚の足をずらす方法では5倍くらい精度が悪くなります。でもコンコンコンとか、叩いて少しづつずらすようにしていくと、なんとか合わせ込めるみたいです。

ちなみに、三脚アジャスターとはこんなやつです。

IMG_0861

三脚の下に置いて、ネジをくるくる回すことで高さを調整できます。3つの足全てに置く人もいるようですが、私は(結構高いので)一つしか持ってません。でも改めてネジの先を見ているのですが、あまりキレイとも言い難いです。やはりボルト端部が面に垂直に接するのが肝なのかもしれません。

IMG_0862



改良案

現段階での改良案を提示しておきます。この提案は振動試験をやったら変わる可能性もあります。
  • まず、押しネジは一点でプレートに接するのが理想。
  • 特にpitchは接地面がボルトに対して斜めになるので不利なのではないでしょうか。耳のつける位置を変えて二通りの曲軸設定に対応するというアイデアは秀逸です。真っ直ぐにトップを立てる場合でも少し斜めの位置に取り付けることになっているので、一つは耳を真下につけたほうがいいと思います。日本仕様で35度付近に付けるようにして、ボルトと耳の設置面が垂直に当たるようにしてはどうでしょうか?
  • ボルトの端部の曲面になるように少し加工すればずいぶんマシになると思います。今は斜めに平面のようになってしまっているので、へんな戻りが出てしまうのかと思います。今の端部だと耳の設置面に傷ついてしまっています。

まとめ

今回、大阪あすとろぐらふぃ〜迷人会工房様から微動雲台をお借りしました。

これまで微動雲台の決定版がなかなかなかったことから、強度的にはこれが決定打になる気がします。ネジのあたりの部分を改良してよりスムーズな動きになれば、精度の面でも決定打になると思います。

次回、振動の方もテストしてみたいと思いますが、見ている限り既に頑丈そうで、違いが示せるかどうか心配しているくらいです。もうしばらくだけお借りします。


 


今回サイトロンさんから、まもなく発売される予定の入門用のCMOSカメラをお借りすることができました。まだ型番もついていない段階のものです。いい機会なので、このカメラを使ってできるだけ手軽な電視観望を試してみることにしました。

(2020/10/12追記) 2020年10月10日に正式発表されました。型番はSV305-SJとなります。SJはサイト論ジャパンの頭文字だそうです。販売ページはこちらになります。




星や宇宙のことに興味があり、できるなら星雲や星団、銀河などを見てみたいけれども、難しいのではないかと思っているような方にお役に立てたらと思います。もしよければ、この記事を読んでぜひ電視観望を試してみてください。


電視観望で宇宙を見る

もしかしたら、星雲や銀河を見るためには大きな望遠鏡が必要だと思っていませんでしょうか?

昔は確かにそうだったかもしれません。でも最近はCMOSカメラと呼ばれる高感度なカメラを使うことで、以前からは考えられないくらい小さな望遠鏡で、はるかに手軽にきれいに星雲などを見ることができるようになってきました。今回もガイド橋と呼ばれる、むしろ普通の望遠鏡よりも小さな鏡筒を使っています。

今回紹介する電視観望と呼ばれている方法は、大きくわけて4つのものが必要になります。

  1. CMOSカメラ
  2. 鏡筒(望遠鏡)
  3. 自動導入の経緯台もしくは赤道儀と三脚
  4. Widowsコンピュータ
順番に見ていきましょう。


1. CMOSカメラ

カメラはCMOSカメラと呼ばれる、天体用に販売されているものが適しています。今回使用するサイトロン から販売されるCMOSカメラは、電視観望をすることができるカメラの中では最も安価な部類になると思います。

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実はこのカメラ、SVBONY社のSV305と同等品で、違いはフィルター部のみ。SV305はセンサーの前に赤外線カットのフィルターが入っているため、星雲のHαの赤色を出すのに苦労しているという情報があります。今回のサイトロン社のカメラはフィルター部を通常の保護ガラスに変えているとのことで期待できそうです。

上の写真にはカメラの先端にUV/IRカットフィルターというものが付けてあります。これは赤ハロと呼ばれる星が肥大することを防いだりする役割があります。(2020/10/12追記: 正式発表を見るとこのUV/IRカットフィルターが付属した形での販売となっています。)


2. 鏡筒

カメラが入門用で比較的安価に購入できる反面、センサーの面積が小さく、天体の導入がなかなか大変になります。そのため、鏡筒(望遠鏡)はできるだけ短い焦点距離のものにして、広角で広い範囲を見るようにして、導入をしやすくしようと思います。例えば焦点距離が200mm台くらいになるとアンドロメダ銀河が画面にちょうど収まるくらいになります。ところが、焦点距離200mm台の短めの鏡筒を探すのは意外に難しく、今回はガイド鏡として販売されているSky-WatcherのEVOGUIDE 50EDを使ってみることにしました。



焦点距離は242mmなのでちょうどいいくらい、またEDレンズを使いながら税込で実売2万5千円くらいと、性能の割に比較的安価です。


EVOGUIDEを箱から出すと、ガイド用のマウントがついています。

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このままだと扱いにくく、経緯台や赤道儀に直接取り付けたいので、下のマウント部を取り外し、代わりにVixen規格のアリガタを取り付けました。

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今回は上の写真のように手持ちのアリガタを使いましたが、例えば下のリンク先のアリガタのように真ん中に溝が切ってあるものならネジとナットで止めることができるはずです。このように、自分でいろいろカスタマイズすることで応用が広がります。




鏡筒にCMOSカメラを取り付け準備完了です。ちなみに、緑のリングはこれくらいの位置でピントが出るはずです。実際に使う場合は参考にしてみてください。

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3. 自動導入経緯台AZ-GTi

電視観望の場合、目的の天体を次々見ていくことになるので、自動導入ができる経緯台や赤道儀があると便利です。今回はSky-Watcherの自動導入経緯台AZ-GTiを使います。




AZ-GTiを三脚に乗せ、鏡筒とカメラを取り付けます。この時、AZ-GTiについている水準器を見て、きちんと水平に設置されているか確認します。また、AZ-GTiの背の部分についている大きなネジを緩めて、鏡筒もできるだけ水平になるようにして再びネジを締めます。さらに、AZ-GTiの下の方についている小さいネジを緩めて、水平方向に回転させて鏡筒の先が北になるように向け、最後にネジを締めます。

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4. Windowsコンピュータのセットアップ

電視観望にはWindowsコンピュータが必須です。ノートPCだと便利です。手持ちのPCがあればまずはそれで試すので構いませんし、もしあまりのPCとか無ければPCを別途用意して下さい。少し前の安い中古PCでも十分楽しむことができます。Windows10が入っている時代のものならば十分なはずです。

PCにはSharpCapというソフトを入れてください。この際、必ず32bit版を使うようにしてください。今回のカメラはまだ64bit版では動かないようです。



PCの準備ができたら、次に、カメラをコンピュータにUSBで接続します。USB2.0という少し前の規格になりますので、ケーブルの種類に気をつけてください。コネクタの中の色い白いプラスチック部分が見えるケーブルなら使うことができます。

SharpCapを立ち上げて、メニューのCameraのところから接続します。SharpCapからはSVBonyのSV305と認識されるので、やはり同等品ということがわかります。

さて、画面に何か写っていますでしょうか?鏡筒が水平を向いているので、鏡筒が向いている先の地上の何かが写っているはずです。でもおそらくピントが合っていないはずなので、ぼんやりと写るだけだと思います。最初慣れないうちはいきなり夜ではなく、昼間に試して遠くの方を見てピントをある程度合わせておいた方がいいかもしれません。


初期アラインメント

ここでAZ-GTiの電源を入れて、スマホやタブレットで接続します。スマホやタブレットにはあらかじめSynScanまたはSynScan Proを入れておいてください。「アラインメント」でどこか明るい星を導入し、どの方向を向いているのかAZ-GTiに教えてやります。最初はワンスターアラインメントでいいでしょう。火星などの明るく見える惑星でもいいですし、秋ならこの季節唯一の一等星のフォーマルハウトでもいいでしょう。

この状態でSharpCapの画面に移ります。まず、Exposure(露光時間)を1秒程度にします。Gain(ゲイン)はとりあえず7.5とかでいいでしょう。SharpCapの画面に何か反応があるはずです。

ここで重要なのは、右下の赤、青、緑の線が出ている「Display Histgram Stretch」画面で、真ん中の黄色の点線を左の山の手前まで動かし、一番左の黄色い点線を山の左側まで持ってくることです。こうすることで、暗く映りにくい星や、星雲などを明るく映し出すことができます。

この状態で星が既に写っていればいいですが、写っていなければピントが合っていない可能性が高いです。EVOGUIDEの場合は、太い緑リングの横の少し大きめのネジを緩めて、その緑リングをクルクル回してピント位置を探します。ピントが合ったら、先ほど緩めた大きめのネジを締めて置きましょう。これでこれ以上ピントはずれないはずです。

どうしても星が見えない場合は、鏡筒がきちんと星の方向を向いているか、(よくあることですが)レンズキャップがついたままになっていないかなどチェックしてみてください。

何かの星が見えたら、最初にターゲットにした明るい恒星がSharpCapの画面に入っているか確認してみてください。入っていなければSynScanでAZ-GTiをコントロールして鏡筒の向きを変えて、ターゲットの恒星を探します。三脚の水平がきちんと取れていれば、SynScanの左右ボタンだけを押して左右に振るだけで見えるはずです。それでももし見えなかったら、上下方向も少し動かしてみてください。

うまくターゲットの星が入ったら初期アラインメントは完了です。ではいよいよ星雲や銀河で電視観望を始めましょう。


電視観望の開始!

例えば秋ならM31「アンドロメダ銀河」を見てみましょう。SynScanで「ディープスカイ」からメシエのところに「31」と入れるか、「名前がつけられた天体」を押して「アンドロメダ星雲」(銀河なのに何故か星雲となっています)を探して押します。

アンドロメダ銀河は、SharpCapの画面上でボーッとした淡い楕円に見えるはずです。明らかに他の星とは違って見えます。もし画面内にそのような楕円が入っていなかったら、SynScanの方向ボタンを押して少し周りを探ると(初期アラインメントさえうまくいっていたら)それほど遠くない位置に見つかるはずです。うまく画面内に入ってきたら、できるだけ真ん中に持っていってください。

ここでSharpCapで露光時間(Exposure)を15秒くらいにしてみて下さい。よりはっきり見えてきたと思います。もっとはっきりさせたい場合、SharpCapの上の真ん中らへんの「Live Stack」というボタンを押してください。しばらく待つと、見えている画面が何枚も重なってノイズが減り、より天体がはっきり見えてくるはずです。その際、画面下のヒストグラムの左と中央の黄色い点線を先ほどと同じように、山の両側に持ってきてください。さらに、画面右の小さなヒストグラムに拡大された山が見えると思います、そこで微調整してみてください。

うまくいくとアンドロメダ銀河が下の画面くらい見えるようになると思います。暗黒帯も少し見えていて構造もわかると思います。近くのM32も見えていますね。

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ヒストグラムの黄色い点線の位置は写真くらいの位置で見やすくなると思います。参考にして下さい。


星雲、銀河が次々と!

一つ目ん天体が見え、十分満喫できたら、次のターゲットに挑戦してみましょう。

例えばアンドロメダ銀河のすぐ近くにある、さんかく座のM33回転銀河です。近い天体なので、アンドロメダ銀河がきちんと入っていればM33も問題なく入るはずです。アンドロメダ銀河に比べると流石に淡いですが、なんとか形は分かります。

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だんだん時間が経つと、冬の代表的な星雲のM42オリオン座大星雲も登ってきます。濃淡の広がりがよくわかる大迫力の星雲です。目ではなかなか見えないのに、こんなに色鮮やかな天体が夜空には隠れてるんですね。

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オリオン大星雲の近くにある馬頭星雲と燃える木です。燃える木はまだ見えていますが、馬頭星雲の方はさすがに淡いです。もう少し露光時間を伸ばした方がいいのかもしれません。上に見える明るい星は、オリオン座の三つ星の一つ「アルニタク」です。

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最後はM45「プレアデス星団」、和名で「すばる」です。青い分子雲も多少見えています。これは少し驚きました。今回自宅から電視観望をしているのですが、分子雲がこの場所でこんなに見えるのは初めてです。馬頭星雲は相当淡かったですが、すばるの分子雲は期待した以上に見えました。どうもこのカメラは赤よりも青い方の方が見やすいようです。

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まとめ

いかがでしたでしょうか?比較的安価なSV305相当で、かつフィルター部分が星雲用に改善された、サイトロンからまもなく販売されるCMOSカメラを使って、どんな機材を使えば電視観望ができるかを紹介してみました。

この記事を見て電視観望に挑戦してみようと思っている方、実際に挑戦してみた方、もし分からないことがあったらメントに書き込んでください。できる限り答えようと思っています。また、うまくいった!という報告も大歓迎です。



今回の記事を読んで電視観望をやってみようと思った人に、もっと突っ込んだ記事を続編で書いてみました。実際に当たる壁と思われるようなことなども書いてあります。よかったら読んでみて下さい。



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