AZ-GTiの赤道儀モードでのオートガイドですが、昨日までの苦労もあり、本日のテストはすこぶる順調でした。


オートガイドの前に、まず最初は極軸調整です。カメラ三脚にAZ-GTiを載せているので、微動で調整することはできません。そんな時の秘密兵器、タカハシの三脚アジャスター (小)です。

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使うのは一つだけです。三脚の脚の一つにこれをかましておけば、Pitch(縦)方向の微動はかなり楽になります。入れる場所は、できるだけ南北方向にある脚です。北のほうでも南の方でも構いませんが、南北軸に平行な脚に入れてしまえば、Pitch自由度のみいじりやすくなります。

Yaw(横)方向は仕方ないので、脚ごとずらします。でもPitchが分離されているのでかなり楽です。

極軸調整で使うのはCMOSカメラとSharpCap。SharpCapの極軸調整機能は現バージョンでは有料版のみですが、古いバージョン2.9だと無料でも使えるはずです。ただし、新しいカメラがサポートされていない可能性があるので注意です。実際のやり方は過去記事を見ていただくとして、少しだけ重要なことを再確認しておきます。
  • 極軸調整用のCMOSカメラは回転軸の中心にある必要は全くありません。向きさえ鏡筒とそこそこ同じなら、どこにつけてもいいです。これは無限遠を見ているからに他なりません。
  • CMOSカメラのセンサー面を赤経軸にきちんと垂直にする必要はありません。赤経軸がきちんと極軸方向に向いた時に、北極星がカメラの画面内に入っているくらいの精度で十分です。あまりずれていたら直すくらいで、見ている天の極の中心がカメラで見ている画像の中心と一致する必要も全くありません。これも無限遠を見ているからに他なりません。
というわけで、カメラの設置精度は結構適当でいいということですが、たまにこのことをきちんと理解していなくて、無駄なところに精度と時間を費やしている方がいます。楽ができるところはきちんと楽をしましょう。

さて、今回の極軸調整で気づいた点です。まあ、ふだん普通の赤道儀ではいつもやっていることなのですが、カメラ三脚を使っての極軸調整はSWAT以来久しぶりなのでという意味です。
  • ASI290MMはモノクロカメラでPolar Align時の星の認識率がかなりいい。カラーCMOSカメラよりはるかにいい感じです。
  • 今回は極軸調整、電子ファインダー、オートガイドの全てを焦点距離50mmの安価なCマウントレンズで行いました。50mmくらいがちょうど良さそうです。
  • ピッチの微調整が三脚アジャスターのおかげで本当に楽でした。
  • ヨーは脚をずらして合わせましたが、ピッチが楽に決まるので、ヨーの合わせこみが多少不便でも楽に合わせ込むことができました。

極軸合わせに使った時間は結局ほんの数分でした。精度ですが、下の写真のように余裕で1分角を切ることができました。

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まあ、本当の精度は大気の誤差とかもあるのでわかりません(最近のSharpCapではこの誤差も補正ができますが、私はめんどくさいのでやっていません)が、数分間の撮影では全く問題ないくらいの精度になります。実際の精度は機材の方の、特にperiodic motionで制限されてしまいます。

極軸調整の誤差と製造のズレ具合は、以前簡単な評価方法を考えたので、このページを参考にしてください。今回の場合0.5分角くらいで合わせているので、8分間露光しても星像は最大1秒角程度しかずれません。これが画面上でどれくらいのズレになるかというと、これも以前簡単に評価していて、今回使っているのが

焦点距離350mmで、センサー素子が4.5um

くらいなので、自分の覚えやすい基準の「焦点距離600mm、4umのセンサーで1素子あたり1.5秒角」から、センサーの1素子あたりの画角は

1.5[秒] x 600[mm] / 350[mm] x 4.5[um] / 4[um] ~ 3[秒]

くらいになります。上の8分間で1秒角のズレと合わせて、24分間で1ドットのズレとなります。もう十分すぎるほどの精度ですね。SharpCapを使うとこれくらいの精度を簡単に出すことができるので、とても便利です。


さて次は、初期アラインメント。ここでやっとAZ-GTiの電源を入れて接続です。この時点ではPCでもスマホでもタブレットでも、Syn Scanアプリが入っているものならなんでも構いません。極軸は相当精度よくあっていますが、赤経の初期位置と、赤緯の初期位置が不定なので、それを教え込むために初期アラインメントをする必要があります。でもAZ-GTiのアラインメントのアルゴリズムがブラックボックスなのでで、どの方法を選ぶかちょっと迷います。原理的には2スターアラインメントが最低必要な気がするのですが、うまいアルゴリズムなら1スターアラインメントでも赤経赤緯同時に教え込むことができる気がします。まあ不明なので、とりあえず1スターアラインメントでやってみて、ダメなら2スターアラインメントでやり直せばいいだけの話です。もっと言うと、極軸はあっているので、自動導入しなければ初期アラインメントは必要ありません。

実際には1スターアラインメントで、FS-60CBにつけたASI294MCの映像をSharpCapで表示して、天体が真ん中に来るようにアラインします。その際、極軸合わせで使ったASI290MMは電子ファインダーとして使うと、楽に鏡筒に導入できるかと思います。アラインメント成功後、その後の自動導入ではセンターにほぼ希望の天体を入れることは繰り返しできました。でもこれがたまたまなのか、はたまたこれで十分なのかはまだ検証できていません。


さて、最後はオートガイドです。今度はきちんとPCからAZ-GTiを接続していなくてはいけません。カメラ2台を昨日やったUSB2ケーブルを使って接続します。PHD2でASI290MM (今度の役割がやっとガイドカメラになります)に接続します。この時点でカメラが2台繋がっているので、きちんと選択してどちらのカメラをガイドカメラにするかを指定しなくてはいけません。昨日準備の時に試したように、カメラを接続して、マウントを接続すれば準備完了です。露光ボタンを押して、ガイド星を選択し、ガイド開始ボタンを押すとキャリブレーションが始まるはずです。全てうまくいくと、下の写真のように、きちんとWi-Fi経由でAZ-GTiがPHD2から操作されて、キャリブレーションされている様子がわかります。後ろの画面で星像がL字になっているのがその証拠です。

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キャリブレーションが終わると、自動的にガイドが始まります。結果は以下のようになります。

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RMSで1.7秒と1.4秒なのでざっくり2秒以下にはなっています。ピークは4.7秒と5.2秒と少し大きいですが、すでにRMSで0.15ドット以下となっていて限界に近いので、これ以上は50mmというレンズの焦点距離を伸ばさなければ無理でしょう。でもピークでさえ1ドットちょっとくらいの揺れなので、これくらいの精度でちょうどいいのかと思います。

たったケーブル2本でオートガイドまで実現しました。AZ-GTiの電源も乾電池なので、そのケーブルさえもありません。ものすごくシンプルです。StickPCと極短のUSB2ケーブルを使えばさらにシンプルになりそうです。



さて最後にちょっとした失敗を。下の画像はオートガイドをしながら、M31をSharpCapで30秒露光で7枚Live Stackしたものを、PixInsightでオートストレッチだけしたものです。

Stack_16bits_7frames_210s

まず、極軸の精度がいいのと、ピリオディックモーションはもっと長い周期で出てくるので、そもそもこんな短い露光時間でガイドの検証をしようと思っても全然星像は流れません。少なくとも10分くらいかけて、スタックとか無しでやるべきでした。それに気づいた時にはすでに空は曇りはじめていました。

もう一つ、ガイドが原因では流れなかったのですが、四隅が完全に流れています。純正フラットナーはつけているのですが古いタイプのもの。CMOSカメラなのでバックフォーカスがあっていない可能性もありますが、けっこう流れるんですよね。星フェスで見たタカハシの新しいフラットナーの画像が四隅もすごく綺麗だったので、やっぱり新しいフラットナー欲しいです。レデューサーも欲しいけどこっちが先かな?