ほしぞloveログ

天体観測始めました。

カテゴリ: 調整・改造

今回、振動減衰特性が素晴らしいと評判の、スコープテック社の新型経緯台ZEROを手に入れました。梅雨ですが、晴れ間を狙って色々と評価してみました。


目的

この記事では、スコープテックの新型経緯台「ZERO」の振動減衰特性を評価をすることを目的とします。わかりやすいように、今回は入門機の標準と言ってもいい、Vixen製の天体望遠鏡「ポルタII A80Mf」と比較してみます。


ポルタII

ポルタIIに関しては言わずと知れたVixen社の看板製品の一つで、とりあえず望遠鏡が欲しくなったときに最初におすすめされる、おそらく日本で最も売れている望遠鏡かと思われます。

屈折型のA80Mf鏡筒とセットになっているものが一番有名で、鏡筒、ファインダー、経緯台、三脚、2種のアイピース、正立プリズムなど、基本的に必要なものは最初から付属しています。初心者でもすぐに天体観察を始めることができ、天文専門ショップのみでなく、全国カメラ店などでも購入でき、その販売網はさすがVixenと言えます。

機能的にもフリーストップを実現した経緯台方式で初心者にも扱いやすく、鏡筒はアクロマートながら口径80mmと惑星などを見るにも十分。全て込みでこの値段ならば、十分適正な価格であると思います。

私は2018年の小海の星と自然のフェスタのフリーマーケットで手に入れました。中古ですが付属品はアイピースなども含めて全て付いていて、おまけに別売のフレキシブルハンドルも付いてきました。また鏡筒キャップの中に乾燥剤が貼り付けてあったり、夜に機材が見えやすいように反射板を鏡筒や三脚にマーカーとして貼ってあったりと、前オーナーはかなり丁寧に使ってくれていたことが推測できます。

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ZEROの特徴

一方、ZEROは経緯台のみに特化した単体の製品です。鏡筒や三脚は基本的に付いていないので、別途用意する必要があります。発売開始は2020年3月なので、すでに解説記事などもたくさん書かれています。ZERO自身の機能的な解説はメーカーのZERO本体のページ天リフさんの特集記事が詳しいです。購入もスコープテックのページから直接できます。




スコープテックはもちろんですが、ZEROはサイトロンなどいくつかの販売店からも販売されています。シールをのぞいて同じものとのことです。違ったバージョンのシールにしたい場合はこちらから頼む手もありです。





本記事では、機能に関しては上記ページに任せて簡単な解説にとどめ、振動特性を中心に評価したい思います。

実際のZEROを見てみます。

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ZERO自身は実際に手に取って見ると思ったよりコンパクトです。初めて使う場合は「お使いになる前に必ずお読みください!」と書いてある紙が入っていますが、これだけでなくマニュアルも必ず読んだ方がいいでしょう。一旦組まれたものを外して、経緯台として動くように組み直す必要があります。また、手持ちの三脚に合わせて(注文時に選択した)アダプタープレートを合わせて組み込んで三脚とセットする必要があります。


なぜ片持ちなのか?

基本的に片持ち構造は、強度や振動特性に関しては不利なはずです。それでもフリーストップにするためには片持ちが適しています。なぜなら鏡筒を縦方向に動かしたときにバランスが崩れないため、どこで止めてもつりあいがとれるからです。これがフリーストップを安定に実現させている理由です。

この片持ちという不利な構造にあえて選んで振動減衰特性に挑戦しているのが、ZEROの真骨頂と言えるでしょう。しかも軽量でコンパクトに折りたたむことができま、気軽に持ち運無ことができます。

フリーストップで、しかも揺れなくて、コンパクトとのこと。これは実は初心者に向いた設計と言ってしまってもいいのかと思うくらいです。スコープテッックが初心者向けの機材を相当丁寧に作ってくれていることは、私も実際に望遠鏡セット使って知っているので、おそらく本当に初心者のことを考えて今回のZEROも設計、製作しているのかと思われます。

でもこのZERO、初心者だけに使うのはもったいなさそうです。ベテランのアマチュア天文家が気楽にパッと出して星を見たいというときには、軽くて、且つ揺れないというのはベストのコンセプトです。観望会を開いて、お客さんに見てもらう場合とかでも十分に活躍してくれそうです。また、コンパクトなので遠征に気楽に持っていけそうです。遠征先の撮影の合間に気楽に観望とかでも使い勝手が良さそうです。


ポルタIIとは違い、ZEROは基本的に経緯台のみの単体販売で、三脚も鏡筒も付いてはきません。全部込み込みのポルタの実売価格はZERO単体よりも数千円高い程度ですので、価格的にはポルタIIに比べたら割高と感じるかもしれません。経緯台に特化した分だけの性能に対する価値を、どこまで見い出せるかがポイントになるのかと思います。


測定条件

まずは振動特性を見るための条件です。

共通項目
  • 鏡筒はポルタII付属のA80Mfを使う。
  • 微動ハンドルはVixen製のポルタ用のフレキシブルハンドルを使う。
  • 眼視を想定し、三脚の足を半分程度伸ばした状態で、2台の三脚を同じ高さにする。

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2台のセットアップです。三脚はほぼ同じ高さにしています。
鏡筒とフレキシブルハンドルを載せ替えて比較しています。
写真でZEROについているハンドルは無視してください。

2つの測定の違う点
  1. ポルタIIの経緯台をポルタIIの三脚に載せたものに鏡筒を載せる(以下このセットアップをポルタIIと呼びます)
  2. ZEROをCelestron社のAdvanced VX用の三脚に載せたものに1と同一の鏡筒を載せる(以下このセットアップをZEROと呼びます)

ただし、後から分かったことですが、三脚の強度に無視できないくらいの大きな違いがあることが判明しました。なので今回はZEROにAdvanced VX用三脚でここまで振動を抑えることができるという目安と考えていただければと思います。


観測方法

ポルタIIとZEROの2種で鏡筒部分を揺らし、その揺れがどのように減衰していく様子を、視野を撮影しながら見ていきます。


2種の倍率

それぞれ観測、測定のたびに鏡筒をフレキシブルハンドをポルタ経緯台とZEROに載せ換えます。光学的に2種類の設定をそれぞれの経緯台で試します。
  1. 40倍相当: 天体導入時を想定し、焦点距離800mmの鏡筒と焦点距離20mmのアイピースで40倍程度の視野を仮定し、フォーサーズ相当のCMOSカメラ(ASI294MC Pro)ので撮影
  2. 160倍相当: 天体導入後、拡大して観察する場合を想定し、焦点距離800mmの鏡筒と焦点距離5mmのアイピースで160倍程度の視野を仮定し、同一CMOSカメラの(ASI294MC Pro)一辺4分の1、面積にして16分の1を切り取って撮影
1.、2.ともにフレームレートを上げるために4倍のビニングをして画素をそもそも4分の1に落としています。また、2.ではさらに速い動きを見るために、画面を切り取って小さくしてフレームレートをできるだけ上げています。


昼間の景色で比べてみる

まずは大まかな動きを掴むために、昼間の明るい景色で40倍相当で比較してみました。最初に望遠鏡を買って、昼間に練習するのに相当すると思えば良いでしょうか。具体的には山の上に立っている鉄塔を端から真ん中ら辺に持ってきています。

まずは横方向(yaw, ヨー方向)です。フレキシブルハンドルをまわして動かします。動かした後にどれくらい揺れるかを見ます。

ポルタの場合です。
倍率40倍相当の横の動き: ポルタの場合



ZEROの場合です。
倍率40倍相当の横の動き: ZEROの場合

これを見るだけで相当インパクトのある比較になっています。とにかくZEROの振動減衰が見事です。

続いて縦方向(pithc, ピッチ方向)です。まずはポルタIIの場合

倍率40倍相当の縦の動き: ポルタの場合

次にZEROです。
倍率40倍相当の縦の動き: ZEROの場合

ポルタIIもZEROも、横よりは縦の方が揺れにくいのは同じのようです。これは構造的に縦は縦のみの機構を担っていますが、横は横の機構と縦の機構を合わせて担当しています。当然重くなるので、その分横が揺れやすいのは不思議ではありません。

ポルタIIの方は多少揺れますが、やはりここはZEROの揺れの少なさを褒めるべきでしょう。揺れの振幅も、揺れが小さくなる時間もZEROは素晴らしいです。ただしこの結果はかなり大きく揺らした場合なので、実際に初心者がポルタIIで昼間に最初に練習する時でも、そこまで困ることはないのかと思います。


実際の観測を想定して木星で比べてみる:  導入時相当

初心者が望遠鏡を買って見てみる醍醐味の一つが木星や土星などの惑星です。そのため、今度は実際の観察を想定して、夜に木星を見て揺れの具合を比較してみましょう。

まずは木星で40倍相当で判定します。これは低い倍率で天体を導入するときの動作に相当します。木星を端から真ん中ら辺に持ってくるときの揺れで比較します。

横方向の揺れです。まずはポルタIIから。

23_16_31_F001-193s
倍率40倍相当の横の動き: ポルタの場合

次は同じく横方向で、ZEROの場合です。
23_40_29_F001-193s
倍率40倍相当の横の動き: ZEROの場合


次に縦方向で、まずはポルタの場合。

23_18_10_F001-192s
倍率40倍相当の縦の動き: ポルタの場合

縦に振っているのですが、横の揺れの方が出やすいので多少横揺れがカップルしてしまっています。

次にZEROの場合です。
23_40_54_F001-192s
倍率40倍相当の縦の動き: ZEROの場合


惑星の動きで見てもZEROの振動の減衰具合は特筆すべきで、特に縦方向の操作はもう十分すぎるほど減衰してしまって、インパルス的に動きを与えることが困難になっているくらいです。

実際操作していて思ったのですが、どのようにハンドルを回してどういったインパルス応答を与えるかで揺れの具合は違ってきます。ポルタIIの場合でも熟練してくると、最終的な揺れを少なくするように、最初は大きく動かして、見たい所の近くでゆっくり動かすなどのテクニックを、自然に習得できるのかと思います。なので、倍率が低い天体導入の際には、慣れてくれば上記動画の差ほどは気にならなくなるかと思います。



実際の観測を想定して木星で比べてみる:  拡大時相当

次に、木星で160倍相当で見てみます。これは定倍率で導入された惑星を、倍率を上げて拡大して見るときに相当します。視野が狭いので、先ほどのようにフレキシブルハンドルを回すとうまく揺れてくれないので、鏡筒をピンと弾くことでインパルス応答に相当する揺れを与えました。

まずは揺れやすい横方向です。最初はポルタIIから。 
倍率160倍相当の横の動き: ポルタの場合

ZEROです。
倍率160倍相当の横の動き: ZEROの場合


次は縦。まずはポルタII。
倍率160倍相当の縦の動き: ポルタの場合


最後にZEROの縦方向です。

倍率160倍相当の縦の動き: ZEROの場合



この試験は、フレキシブルハンドルを回したわけではないので、例えば観望会などでお客さんが鏡筒に触れてしまったことなどに相当するのかと思われます。これくらいの倍率で惑星を拡大して見る場合、特に望遠鏡の扱いに慣れていない初心者には、揺れの違いは実際の快適さの差として出てくると思います。ZEROの揺れくらいで収まってくれると、木星の細かい模様をじっくり見るときにも見やすいでしょう。


実際の使い心地

使って見て思ったことです。確実にZEROの方が揺れが少ないのは上記映像を見てもわかるのですが、その一方ポルタ経緯台に比べてZEROの方がハンドルが固いです。これはフリーストップの調整ネジとかの問題ではなくて、ある程度強度を保つためにこれくらいの固さが必要だったのではという印象です。また、微動調整つまみをフレキシブルハンドルで回すとき、遊びが少し多いなと思いました。これらは好みかもしれませんが、ポルタとZEROを比べると硬さと遊びに関しては個人的にはポルタに一日の長があると思いました。

おそらく微動の固さに関連すると思うのですが、揺れに対しての感想は反対になります。ポルタだけを使っていた時は、揺れは多少は気になっていましたが比較したわけでないのでそこまでは気づかず、今回ZEROと比べて、初めてはっきりと不満と感じました。

繰り返しになりますが、私が持っているポルタ2は中古で手に入れたものなので、新品の時の性能が出ている保証がありません。ですが、初心者がこの揺れだけを見てメーカーに修理を出す判断をする、もしくは実際に修理を出す気になるとも到底思えず、仮に使っていてヘタったのだとしたら、耐久性という意味で少し考えた方がいいのかもしれません。いずれにせよ、私が持っているポルタ2は一例に過ぎず、当然全てのポルタ2を代表しているわけではありません。その上でのことですが、少なくとも手持ちのものは(ZEROと比べると改めて気づきますが)揺れは結構大きくで、フレキシブルハンドルから手を離して揺れてしまうと、フレキシブルハンドル自身の揺れで視野が揺れてしまうくらいです。


三脚に関して

今回ZEROと比較することにより、これまであまり気にしなかったポルタIIの弱点が見えてきました。なぜポルタがZEROに比べて揺れが出るのか明るいうちに見てみました。2つの原因があるのかと思います。
  • 経緯台の可動部が柔らかく、ハンドルを回すのも軽くて操作しやすい反面、ここでぐらついてしまっている可能性が高い。
  • 根本的に三脚が弱い。
特に三脚に関しては目で見て揺れやすいのがわかるくらいです。動画でその様子を撮影してみました。


わかりますでしょうか?鏡筒を揺らすと、三脚(真ん中手前がわかりやすいです)もつられて揺れてしまっています。わかりにくい場合は、全画面表示などにして見てみてください。一見小さな揺れに思えるかもしれませんが、本来三脚は載っているものを揺らさないような役割をするものです。鏡筒を揺らすだけでこれだけ三脚が揺れてしまうのは、無視できる範囲とは言い難いでしょう。触らなければ揺れないかと思いがちですが、風が吹いた時は致命的ですし、導入時はどうしても触れてしまうので揺れてしまう可能性が高いです。

ちなみに、ZEROをAVX三脚に乗せたときに、同様に鏡筒を揺らしたときの映像も載せておきます。


こちらは拡大しても揺れている様子が全く見えません。揺らしていないように思われるかもしれませんが、音を大きくして聞いてみると途中から鏡筒を叩いているのがわかるかと思います。人間の力なので必ずも同じ状況にはならないですが、基本的に同程度の力で叩いたつもりです。音が小さいと思われるかもしれませんが、やはり揺れていないので記録された音も小さくなっているのかと思われます。

本来三脚は積載物を安定に支えるのが役割なので、揺れないものの方がいいのは当然です。それでもやはりこれも程度問題で、頑丈すぎるものは逆に重くなったりして取り回しに苦労することもあります。ただ、Advanced VX用の三脚程度の重量とZEROの組み合わせでここまで振動が減るのなら、特に惑星などを拡大して見たときには十分に検討する価値があるのではないかと思います。ZEROの販売ページを見ると強化版の三脚を選べるようです。これだと今回使ったAdvanced VX三脚と同等クラスかと思いますので、より揺れを少なくしたい場合はこちらを選ぶのもいいかと思います。

これらのことから、まずポルタIIは少なくとも三脚を改善もしくは丈夫なものに交換するだけでも揺れは相当改善すると思われます。別の言い方をするなら、経緯台として考えるとZERO自身の揺れは相当小さいため、もしZEROの性能を引き出したい場合は、ある程度強度のある三脚を使わないともったいないとも言えます。でもこのことは三脚の重量増加にもつながるので、手軽さという利点を損なう可能性もあるので、ケースバイケースで強度と重量のバランスを考えて選択すればいいのかと思います。

今回はZERO用には相当強度の高い三脚を選択してしまいました。結局のところ、今回の比較は「入門機の標準と言ってもいいポルタIIとの振動に比べて、振動減衰特性を特徴として開発したZEROを使うと、どのくらいまで揺れを改善できるか」という例を示したことになるのかと思います。ポルタIIを改善していって、揺れないものにアップグレードしていくような楽しみ方を見出すこともできるのかと思います。


まとめ

星まつりで何度かプロトタイプには触れたことはあり、ある程度すごいことは知っていましたが、実際に使って見ると、ZEROの振動減衰に関しては驚くほどの結果でした。ポルタIIだけを使っていた時は揺れはここまで意識できていなかったので、例えば初心者がポルタIIを最初に買って普通に使う分には、特に気になるようなことはないでしょう。ただ、もし今使っている経緯台に不満がある場合は、ZEROを検討してみる価値は十分にあるのかと思います。

経緯台単体にそこまでかける価値があるのかというのは、人それぞれかと思います。個人的にはZEROは素晴らしい製品に仕上がっていて、スコープテックさんの努力や熱意を十分に伺うことができるのかと思います。満足です。


ちょっと間が空きましたが、N.I.N.A.の試用記の続編です。



前回の記事を書いてからなかなか晴れなくて、やっと日曜の夜に少しだけ星が見えたのでテストしました。本当は撮影までしたかったのですが、結局曇ってしまいNINAのテストだけで終わってしまいました。

第一回の撮影までに加えて、今回は少し応用編。導入など、撮影の準備に相当する部分になります。撮影までのことなので、本当はこちらを先に説明しても良かったのですが、一度赤道儀で導入して撮影まで進めてしまえば見通しが良くなると思ったからです。


スカイアトラス 

最初に左アイコン群の「スカイアトラス」でターゲットを調べるといいでしょう。左上に対象とする天体を入力します。例えばM57と入力すると、その情報が出てきます。

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その際、「オプション」「一般」タブの「スカイアトラス画像ディレクトリ」を設定しておくといいでしょう。ここはスカイアトラスで画像を表示するために使います。サイトのダウンロードページの一番下にある「Misc」のところの「Sky Atlas Image Repository 」をダウンロード、展開して、「スカイアトラス画像ディレクトリ」で設定したディレクトリに置くと、「スカイアトラス」の「詳細」のところにカタログ画像が表示されるようになります(TKさんに教えてもらいました。ありがとうございました。)。

このスカイアトラスのところで「導入」ボタンを押してしまっても導入はできるのですが、次のフレーミングで導入した方がいいでしょう。


フレーミング

撮影時にPCがインターネットに接続されているなら、フレーミング機能が便利です。デフォルトで縦横3度の視野角を見るようになっていますが、画像を落とすのに結構時間がかかります。今どれくらいダウンロードしたか表示があるとよかったかもしれません。

一旦ダウンロードした画像はキャッシュに保管され、キャッシュを表示することを選べばインターネットがない環境でも確認することができます。撮影時にインターネット環境がないなら、事前に対象天体の検索して画像をダウンロードしておくといいでしょう。

ダウンロードした画像があると、撮影時の画角や位置を確認できます。

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M57を囲んで大きな四角い枠が見えます。これが接続されているカメラと、この画面の「画像の読み込み」の「カメラパラーメーター」の「焦点距離」から計算された、撮影した場合の画角になります。

黄色の丸は、現在赤道儀(望遠鏡)が向いている位置になります。上の写真の場合、M57の中心からは少しずれた位置にいることになります。でもこれは実際に向いている位置とは限らなくて、N.I.N.A.が「赤道儀が向いていると思っている」位置です。この数値は接続した赤道儀から得ています。なので、この状態で撮影しても、黄色の場所が中心なるとは限らず、後のプレートソルブを使い誤差を無くします。

さて、画角を示すこの四角は移動することができます。四角の中心が導入したい目的の位置になります。今はM57の中心が四角の中心になっているので、ここで「導入」ボタンを押してみます。すると実際の赤道儀の向きに合わせて、一旦黄色い丸が画面からはみ出し、しばらく待つと

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のように、黄色い丸が画角の中心にきます。

この際、もしガイドをしっぱなしなら、PHD2のオートガイドを外すのを忘れないようにしてください。また、導入が終わったら、撮影前に再びPHD2のオートガイドをオンにするのを忘れないでください。

でもまだ注意です。ここですでに画面中央に目的の天体が導入されたかに見えますが、本当にその向きに向いているかどうかの保証はありません。赤道儀の持っている情報と実際の向きが合っているかは保証がないからです。ここで次のプレートソルブの出番です。


プレートソルブ

プレートソルブは思ったよりはるかに簡単にできました。もともとAPTで「PlateSolve 2」と「All Sky Plate Solver(ASPS)」をインストールしていたからというのもあります。この場合は「オプション」「プレートソルブ」のところでパスを通すだけで使えてしまいました。

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具体的には、撮像ページで右上「ツール」アイコン群の左から3つ目「プレートソルブ」を押してプレートソルブパネルを出します。

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パネルの位置がわかりにくいかも知れません。「画像」パネルの下のところに「プレートソルブ」タブが出ていると思いますので、それを選択します。ここで「同期」が「オン」になっていると、プレートソルブが成功した際の位置情報が赤道儀にフィードバックされ、赤道儀上の一情報が書き換わります。その際「ターゲットの再導入」を「オン」にしておくと「エラー」の値よりも誤差が大きい場合に再度自動で導入し直してくれますが、導入は後で自分でもできるので、とりあえずはオフでいいでしょう。「露出時間」と「ゲイン」なども適当に入れます。準備ができたら、真ん中の三角の再生マークのところの「画像素取得してプレーとソルブ処理します。」を押します。

勝手に撮像が一枚始まって、プレートソルブが始まり、うまく位置が特定できると「成功」のところにチェクマークが出ます。

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フレーミングでM57を中央にしたにもかかわらず、やはり実際に撮影するとずれしまっていて、その誤差を赤道儀側にすでにフィードバックしているので、今一度フレーミングを見てみると、

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のように、黄色い丸がずれているのがわかると思います。横にずれたのはカメラが90度回転しているからです。この状態で再度「導入」を押すと黄色い丸がM57のところに行き、実際に撮影してみると

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のように、今度は本当に赤道儀がM57の方向をきちんと向いていることがわかります。


その他

ASI290MMでLRGB撮影をやってみようと思っていて、かなり前に勝手ずっと使っていなかったZWOのフィルターホイールを繋いでみました。ポイントはEFW用のASCMOドライバーをZWOのページから落としてきてインストールしておくことと、NINAを一度再起動することです。これでNINAの「機材」の「フィルターホイール」からZWOのフィルターホイールとして認識され、選択することができるようになります。

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フォーカスに関して
  • オートフォーカス機能はあるようですが、マニュアルでのフォーカスをサポートするような機能は見当たらない。と思っていたら、撮像の右上のツールのところにありました。今度使ってみます。

まとめ

だいたい試したのはこれくらいでしょうか。2度に渡って使用して、その使い勝手をレポートしましたが、2回目は撮影まではしていないので、まだ説明が不十分なところもあるかもしれません。例えば、フォーカサーとかフラットパネルと接続した撮影の機能もあるみたいで、ここら辺は機材を持っていないので試すことができません。

とりあえず十分すぎるくらいの機能があることもわかって、撮影するには何も不便なところはなく、ベータ版でもすごく安定しています。

前回と今回の記事を読めば導入して撮影するまでできるのではないかと思います。わかりにくいところがあったらコメントしてください。私も全部理解しているわけではないですが、質問に答えがてら理解していきたいと思います。


最近話題のNINAを試してみました。すごくいいです。試したのはVISACでM13を撮影したときです。


N.I.N.A.を使ってみた

そもそもAPTをまともに使い始めたばかりなのに、なんでNINAを使ってみたかというと、APTで少し不満があったからです。
  • Live viewの映像がうまくストレッチできない。
  • ピント合わせで拡大できない。
  • 撮影ごとのログが残らない。fitsに特化しているので、各ファイルの中に情報は含まれてますが、いちいちヘッダを見なくてはならないのが少し不満です。
  • 撮影中の設定が結構制限される。例えばカメラのカラーバランスやストレッチの設定など、撮影中も触りたいのにできない。(でも、撮影中に弄れたことも一度だけあるのですが、再現性無しです。不思議です。)
と言っても、上のように細かいことだけで、普通に撮影するだけならAPTは十分な機能を持っています。「今回の撮影は前と同じM13で、余裕があるので失敗してもいいからNINA試してみようか」くらいの気分でした。しかもNINAで上記不満が解決されたかというと、実はそうでもなく、せいぜいLive Viewがマシになったくらいでしょうか。

でもそれ以外にいい所がかなりあり、極めて順調に撮影までできたので、この記事を書いています。


N.I.N.A.のインストール

ダウンロードはここからです。

2020年5月13日現在、最新の安定バージョンは1.9ですが、事前情報から日本語を使うためにはベータバージョンを使う必要があり、Version 1.10 BETA002(5月16日の今日、アクセスしてみたらすでにBETA004になっています)をダウンロードしました。

Windows版のみ存在し、MacやLinux版はないようです。32ビット版と64ビット版がありますので、各自の環境に合わせて選択します。自分のWindowsが32ビットか64ビットか分からない場合はここなどを参考にして確認して下さい。

今回は64ビット版を使ってみましたが、注意事項が書いてあって、もしNINAの64ビット版を使う場合はASCOMも64ビット版を使う必要があるそうです。いくつかのASCOMドライバーは未だ32ビットのままなので、その場合は32ビット版を使うか、64ビット版のドライバーの開発を促してくれとか書いてあります。とりあえず今回の使用(一通りセットアップして、plate solvingして導入、長時間撮影とかするくらいまで)では64ビット版で困ることはありませんでしたが、たくさんの機器を繋いで本格的に稼働させるとかの人は32ビット版の方がいいのかも知れません。

インストールは普通にやれば特に困ることはないでしょう。


最初の設定

インストール後、起動して一番最初にやるべきことは左端アイコン群の一番下「オプション」の「一般」の設定でしょう。そもそも日本語になってないと「Options」の「Genaral」になっています。まずは、そこの「Language」を「Japanese(Japan)」に変えます。変えた瞬間に日本語に切り替わるのが素晴らしいです。でも後から再起動して気づいたのですが、細かいところ、例えば先ほどの「Japanese(Japan)」は再起動して初めて「日本語(日本)」に切り替わるので、全ての項目が瞬時に切り替わるわけではないようです。一応言語を切り替えたら、一旦終了して立ち上げ直した方がいいでしょう。

同じページで「天文測定学」(ちょっと訳が微妙ですが)で緯度、経度を写真のように「137.12」などという形式で「度と分だけを小数点で区切った形」で入れておくといいでしょう。後の「スカイアトラス」のところで正しく表示されるようになり、撮影時間などの目安を立てやすくなります。


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「オプション」「撮像」「画像ファイルパス」で、撮影した画像を保存する場所を指定できます。好みの適当なところにしておくといいでしょう。


機材の接続

最低限の設定がとりあえず終わったら、次は「機材」ページです。この時点で、必要な機器はケーブルなどで実際に接続しておいた方がいいでしょう。今回設定したものはカメラ、望遠鏡(赤道儀のこと)、ガイダーです。これら3つは接続すると縦に並ぶアイコン群の右下に小さな電源マークが出るので、何が接続されているのか一目で分かります。

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それぞれのページの一番上で接続したい機器を選択し、その右の電源マークのアイコンを押して「接続」します。例えばカメラなら、すでにカメラが接続されていれば上の写真のように「ZWO ASI294MC Pro」という選択肢が出てきます。カメラが繋がれていないとASCOMとかN.I.N.A.のシミュレーターカメラとかしか出てこないので注意です。もしきちんとカメラにケーブルをつないでいても、つないだカメラ名が出てこない場合は、接続アイコンの左の矢印が回っている「デバイスの再スキャン」を押すと再認識されて、選択肢として出てくることがあります。

うまくカメラが接続できると温度制御やゲインの設定などができるようになります。冷却は設定温度を決めて、右横の雪の結晶マークのアイコンを押すだけです。撮影終了時の昇温は下の炎マークのアイコンを押します。オフセットはダークファイルのオフセットより大きな値が入っていればいいのかと思います。通常数十とかでしょうか。ゲインは後の「撮像」のところで改めて設定するので、適当でいいです。


適当な天体の導入と、PHD2でオートガイド

とりあえず、赤道儀での自動導入でも、マニュアル導入でもいいので、撮影したい適当な天体を導入します。最初はテスト撮影だと思って下さい。NINA自身の導入機能「フレーミング」については次回の記事で説明します。

一旦撮影したい天体が導入できたら、PHD2を起動してオートガイドを始めます。その際ですが、PHD2で赤道儀に接続した時に出てくる4方向ボタンのの小さな画面が後で導入すうる時に便利になるので、できればボタンを押してきちんと赤道儀が反応するか確かめておくといいでしょう、

きちんとオートガイドされていることが確認できたら、「オプション」「ガイダー」で、PHD2に接続して下さい。もしかしたら自動的に認識されて、すでに接続された状態になっているかも知れません。もし選択肢にPHD2が出てこなかったら、「オプション」「機材」の右下の「ガイダー設定」できちんと「PHD2パス」が設定されているか確認してみて下さい。私は先にPHD2を動かしていて、うまく動いている状態でNINAを立ち上げたので、特に何も設定する必要はなかったですが、うまくいかない場合はここが設定画面になるはずです。

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うまくPH2Dが接続されると、ガイドされているグラフが「機材」「ガイダー」のところに表示されます。PHD2の制御情報がそのままNINAで表示されるのがすごいです。左の方の選択で、y軸、x軸の表示設定とともに、誤差の単位を変えることができます。下の写真ではピクセル単位にしています。概ね0.5ピクセル以内に収まっているでしょうか。

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ついでにここで、NINA上でも赤道儀との接続も済ませておきましょう。PHD2がうまく動いているなら、すでに赤道儀はPCと接続されているはずです。NINAの「オプション」「望遠鏡」で自分の赤道儀のドライバーを選択し、右の「接続ボタン」で接続します。

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撮像

次はNINA画面の左端アイコンの下から二番目「撮像」ページです。ここは盛り沢山で混乱しますが、最初は最低限の機能から試します。

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まずは右上の「撮像」パネルのところのシャッターマークの「露光開始」ボタンを押して一枚テスト撮影して見て下さい。その際、「露出時間」は適当に10秒くらい、「ビニング」は1x1、「ゲイン」は200から400くらいいいでしょう。これらの設定はテスト撮影の時のみ有効で、本撮影では別の設定項目があり、そことは独立に設定ができます。撮影中は左下に「撮像:露出中」とか出て、時間バーが動いていきます。一枚撮影すると画像が出てくるはずです。望遠鏡の蓋がきちんと外れていて、ピントも合っていて、何かターゲットが入っているはずなのに真っ暗な画面しか出てこない場合は、撮影画面の上の右側にあるアイコン群の真ん中の棒のようなマークの「画像の自動オートストレッチをトグルスイッチでオン/オフする(表示のみ)」を押して、ボタンが明るくなるのを確認して下さい。同時にオートストレッチが効いて撮影画面も明るくなり、星などが見えてくると思います。

右上の「撮像」パネルのカメラマークの「ライブビュー」も同様です。「露出時間」を1秒とかにして「オートストレッチ」をうまく使って、リアルタイムで連続してみることができます。ただ、この「ライブビュー」うまくいかないことが何度かありました。「ライブビュー」ボタンを押して「露光開始」を押してうまくいったときもあれば、画面の拡大率を変えてうまく行った時もあります。同様のことをしてエラーが出たこともあります。ライブビューはまだ少し不安定な気がします。

ちなみに、この撮像画面のパネル、入れ替えとかしてぐちゃぐちゃになってしまったら、「オプション」の「撮像」タブにいき、右下の「画面配置のリセット」でデフォルトの設定に戻すことができます。


シーケンス設定

次にNINA画面左のアイコン群の「シーケンス」を押します。撮影計画をここで設定します。最低限
  • トータル#
  • 時間
  • ゲイン
  • オフセット
  • デザリング
だけ設定すればいいでしょう。デザリングはデフォルトでオンになっているようですが(下の写真はオフになっています。この場合ボタンを押して「オン」と表示されるようにしてください。)、PHD2が動いていてサーバーモードになっていれば、これだけでデザリングもできてしまいます。

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ちなみに、ディザー量などは「オプション」「機材」の右下の「ガイダー設定」で設定します。

シーケンス画面の左上の「対象」のところの「ターゲット名称」のところに希望の天体名を打ち込むと候補が出てきます。例えば「M13」と入れると「Herucles Globular Cluster」と出てくるので、それをクリックします。すると何時頃が撮影どきかとかも知らせてくれます。これと関連して、NINA画面左のアイコン群の「スカイアトラス」でも同じようなことができます。

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これらの画面にある「ガイド開始」「対象の導入」「ターゲットをセンタリング」「シーケンスの対象として設定」「導入」などのボタンはまだ試していません。ここら辺を駆使すれば、時間がくれば自動的に導入して撮影を始めるとかができるのかと思います。ドームでの撮影などでは便利なのかも知れません。


いよいよ撮影開始

さて、最低限の撮影準備が整ったと思います。いよいよ本撮影です。

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左端アイコンの下から二番目「撮像」ページに戻り、右側真ん中の「シーケンス」パネルの三角の再生マーク「シーケンスを開始します」を押して下さい。撮影が開始され、順次右下の「画像履歴」パネルに撮影された画像が溜まっていくと思います。Windowsのエクスプローラで実際に保存先フォルダを見て、ファイルがきちんと保存されているか確かめて見ましょう。私は一番最初だけエラーメッセージが出て、ファイルが保存できないと言われました。これは撮影中に保存先を変更してしまったことなどが原因かと思われます。最初の一度きりで、それ以降はこのようなエラーはなく安定して撮影できました。

撮影時の注意事項ですがが、あえてシーケンスの「リセット」ボタンを押さないと、途中枚数からの撮影が続行されてしまいます。テスト撮影で止めてしまった時など、必要枚数に達しなくなる時があるので、本撮影を始める時は必ず「リセット」を忘れないようにします。左端アイコン「シーケンス」に行って、左下のアイコン群の左から三番目の矢印が回っているマークのアイコンを押すとまた0枚に戻ります。

とりあえずここまでで、最低限のディザーの撮影までできるかと思います。


使っての感想など

うーん、NINAかなりいいです。もちろんどのソフトがいいかは機能だけでなく、インターフェースとかの好みはあるでしょうし、安定性なども大きなファクターです。NINAはまだまだ開発がどんどん進んでいる段階で、しかも今回はベータ版にもかかわらず、一度も落ちることはありませんでした。実は立ち上げてから一度も終了することなく撮影までできてしまうくらい分かりやすいインターフェースでした。オープンソースでこれだけのものができるのは、開発者の方々にただただ感謝です。

ベータ版ですが、すでに日本語が選択できるところもありがたいです。日本語訳もおかしなところはほとんどありません。どなたか日本人の貢献者がいらっしゃるのかと思います。感謝いたします。


感想など、細かいところをいくつか。
  • オンオフボタンがわかりにくいです。オンとオフどちらを押してもスイッチが切り替わってしまいます。どうやらボタンのところに「オン」と出ていたら「現在はオンの状態」、「オフ」と出ていたら「現在はオフの状態」という意味のようです。
  • ライブスタックはSharpCapと比べると流石にまだまだですが、APTよりははるかにマシです。多少不安定なところもありましたが、最低限操作の通りには動いてくれます。
  • 結局撮影ごとのログは残せませんでした。全体のログは残せるがトラブル時以外はあまり有用ではなさそうです。
  • 撮影中もほとんどの設定を変更できるところがいい。
  • 非力なStickPCで試さなかったので、重いかどうかがわかりません。でもホームページには2GBで動くと書いてあるので、意外に軽いのかも知れません。

とりあえず今回はここまで。次回はもう少し応用編として、「プレーとソルブ」と「フレーミング」などについて解説します。実はもう試してはいて、プレートソルブは簡単だったのですが、フレーミングに少し手間取りました。お楽しみに。

縞ノイズが出る理由の一つとして、ガイド時における鏡筒とガイド鏡の相対的なたわみが考えられます。TSA-120用にガイド鏡を取り付けることを考えていましたが、できるだけ撓が少なくなるように、市販の部品を使ってガイド鏡の固定を補強することにしました。


ガイド鏡について

ガイド鏡は昨年の胎内星まつりでBlac Pandaさんのところで先行販売されていたこれ。焦点距離128mmです。最近シュミットさんで販売が始まったようですが、星まつりだったので当時特価で購入できました。

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レンズ部分が筒部分と同じ長さだけあるので、すごく引き出せます。そのためカメラ位置の範囲にかなり余裕ができるため、台座兼アイピースホルダーを外しても焦点を合わせることができるなど、随分と応用範囲が広いです。

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この台座ですが、一本持ちなので少し心許ないです。今回のように撓みをできるだけ無くしたい場合は、できるだけ高さを低くすること、2点支持した方がよさそうです。


どうやって固定するか

もう一本、同じような台座を探してもいいのですが、なかなかいいのがありません。なのでこれを外してしまい、もう少し低くできる固定方法を模索しました。実際、台座部分を外してもネジ径が同じで、ASIカメラのアダプターの径と同じを直接取り付けることができます。

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カメラをねじ込みにすると、回転方向を任意に調整できないと困ることがありそうです。問題はガイド鏡を任意に回転させることができつつ、この円筒部分をどうやって固定して、TSA-120につけたアルカスイスプレートに固定するために、アルカスイスクランプにどうやって持っていくか。

今回はアマゾンでこんなパーツを見つけました。バイク部品のようですが、かなり頑丈で直径54mmまでのパイプに取り付けられるようです。ガイド鏡の円筒部分の外径が45.5mmなのでちょうどいいくらいです。Lサイズが2個1組なのですが、最初LサイズとMサイズが一つづつ届きました。でも、そのことを販売店に知らせたらすぐに対応してくれて、多分最速で新しいものを送ってくれました。間違って配送されたものも、配達員がそのまま引き取ってくれたので楽でした。

それと、安価な120mm幅のアルカスイス互換のクランプです。

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注意する点は、アルカスイ互換スクランプの裏側からネジ止めをするために、丸ネジや通常のキャップネジだと頭が出過ぎてプレートに取り付ける時にぶつかってしまいます。そのため今回は6角の皿ネジを一緒に注文しました。長さは12mmでぴったりでした。

これで加工なしで固定できます。

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裏から見るとこんな風になっています。

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鏡筒に取り付けてみる

鏡筒側にアルカスイス プレートをつけてあるので、直接取り付けることができます。実際TSA-120につけてみるとこんな風になります。プレートも長いので、ある程度前後させることもできます。

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うーん、かっこいい。(自己)満足です。

実際揺らしてみてもほとんど動きません。これで相当頑丈になったはずです。

次回晴れたらテストしてみます。

前回の記事の月の撮影をする、少し前に撮影したM42の内容です。今回は人様に見せるような記事ではなく、自分用のメモです。


35フラットナー

TSA-120での同じような内容のM42は以前記事にしましたが、今回の第一の目的はTSA-120用の35フラットナーと呼ばれるフラットナーのテストです。具体的には
  • フラットナーが使えるかどうか、星像がどこまで改善するのか見てみたい。
  • フラットナーでCMOSカメラを接続したらどうなるか?
  • トラペジウムを四隅の星像の崩れなしで撮っておきたかった。
  • 1秒露光のラッキーイメージングで上位画像だけを撮ったら分解能に効果があるかどうか調べたい。
くらいでしょうか。

撮影と画像処理

ガイドは用意までしたのですが、オリオン座が沈むまでに時間が限られていて準備が間に合わす、結局今回もノータッチガイドです。 
 
機材はTSA-120をCGEM IIに載せて、カメラはASI294MC Proを-15℃、間にQBPを入れてあります。撮影条件はSharpCapで1秒露光、ゲインは320。撮影中にダーク補正だけは64枚をリアルタイムでしました。約1513枚撮影し、FITS形式で保存しました。

まあ、結論だけ言うとシンチレーションがあまりに悪くて、前回のM42の撮影時は写っていたE星、F星も撮影時から全く見えず、ほとんど最初から諦めモードでした。そのせいでしょう、1500枚のうちAutoStakkert!3で上位25%だけスタックしたものと、PixInsightで1500枚全部インテグレートしたものを比較しても、トラペジウムの写りはほとんど差がなく、枚数差で背景ノイズが滑らかになるかどうかの違いが見えただけでした。 

1000枚を超える処理は、PixInsightだと結構時間がかかるので、ラッキーイメージングのような短時間露光の時はser形式でRAW動画として保存して、AutoStakkert!3の方が楽そうです。一応AutoStakkert!3はFITS形式も読めるのですが、その前にdebayerしてカラー化しないとダメで、debayerをPixInsightでやると.xisf形式になってしまい直接は読めないので、さらにTIFF形式とかへの変換が必要になります。ただ、ser形式にすると、クールピクセル処理とかはできなくなりそうなので、これもまた考えものです。一度手法をきちんと確立する必要がありそうです。

しかも、ノータッチガイドで少し流れたので、縞ノイズやらカラーノイズが結構出てしまい、あまり画像処理をする気にもならないレベルでした。


撮影結果と四隅の具合

とりあえず結果だけ。

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背景がノイジーなので、全然炙り出せません。暗いままです。トラペジウムも前回よりボヤボヤです。天体画像としては不十分ですが、元々の目的のフラットナーの評価だけはできます。肝心の四隅だけ見てみます。

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それでも元々が1秒露光なこともあり、写っている星の数が少ないので評価しにくいです。例えば右下を見るとやはり少しだけ流れているように見えます。これは、フラットナーとカメラセンサーの距離がきちんと調整されていないことが一つの原因かと思います。少し分解能は落ちるかもしれませんが、早めに一眼レフカメラに移行して、きちんとしたバックフォーカス長で撮影した方がいいかもしれません。

ちなみに、フラットナーなしの場合はこうなります。

integration2_cut9

比較して見ると、四隅は当然ですがフラットナーなしの時よりは全然マシになっています。でもトラペジウムの解像度や、中心部の星雲の解像度は前回の方が全然上ですね。同じ機器でもこれだけの違いが出ます。ピントは今回もかなり気を使ったのですが、シンチレーションの差は如何ともし難いです。


まとめと来シーズンへのの課題

結論としては
  • フラットナーを一応使うことができた。焦点も出るし、星像も改善される。
  • CMOSカメラだと少し流れている。フラットナーからの距離の調整が必要かもしれない。
  • オリオンももう季節終わりで、トラペジウムベンチマークもまた来シーズン。 
  • 1秒露光は長時間になると結構大変になってくるので、もう少しやり方を考えた方がいいかもしれない。
とかでしょうか。特に最後の長時間のラッキーイメージはどうするかは課題です。分解能を稼ぐために新ちれションが悪いところを省きたいのですが、
  • 例えばLiveStackで枚数を減らすか?でもそれだと上位画像を選べない。
  • serフォーマットで撮るか?でもそれだとクールピクセル除去ができない。-> ディザー?
  • ガイドは必須。
  • でもティザーは?何分かおきにやるのか?
など、検討すべき点がたくさんあります。 他にも
  • バローを入れる。
  • 赤外の方がシンチレーションの影響が少ないか?
とかも興味のあるところです。

大元の目的がM42をトラペジウムのF星よりも分解能よく撮りたいというものです。来シーズンまた挑戦します。
 

TSA-120の取り回しが完成しつつあります。

アリガタプレート変更


2月前に購入した直後は星まつりで100円で買ったVixenのアリガタを使っていたのですが、ちょと前の記事で書いたように、タカハシ純正の鏡筒バンドにMORE BLUE製のLosmandy規格のプレートを付けました。これでも実際には十分な強度だと思います。

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タカハシ の鏡筒バンドの裏側には、直径5cmくらいの円状の高さ1mmくらいの出っ張りがあり、そこがタカハシ製の赤道儀にピッタリはまるようになっています。そのため上の写真のようなプレートに取り付けると、その5cm円の面のみで接触します。揺れや剛性などは一番細いところで決まってしまうので、結局一番小さいこの円の面積が支配的になります。タカハシ純正の赤道儀だと、ちょうどピッタリハマるので、鏡筒バンドの軸の太さと赤緯体の太さが同じになり、弱いところがなくなるのがメリットです。


セパレート式鏡筒バンド

赤道儀はCGEM IIを使っているためVixenかLosmandy規格のアリガタになり、タカハシ鏡筒バンドはタカハシ赤道儀のようにはうまくくっつきません。最初の頃、Vixen規格のアリガタで固定していた時は、ピント合わせなどの時に結構揺れていました。Losmandy規格になり少しマシになりましたが、やはりもう少し剛性が欲しくて、セパレート式の鏡筒バンドにしようと思っていました。

鏡筒バンドはこれまでFS-60QやFC-76で使っていたK-ASTECのものにしようと思っていたのですが、結局MORE BLUEのものにしました。

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決めては値段と、重量、そして底プレートからの高さが低いことです。実際にどれくらい効くかはよくわかりませんが、鏡筒の重心位置が赤経中心数cmのオーダーで近づくことになります。

また、鏡筒バンド間の距離をできるだけ大きくとったので、剛性として相当増しているはずです。実際に星を見て、ピント合わせ時などでも多少改善されることを期待しています。


汎用のアルカスイス プレートの取り付け

次は鏡筒バンド上部。今回は汎用の300mmのアルカスイス プレートを少し加工して取り付けました。

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元々端の方にあったたくさんのM3穴のうち4つを、M10まで広げています。使っているネジはM6ですが、元々の穴が鏡筒バンドのねじ穴と少しずれていて、多少大きめな穴を空けなければ、鏡筒バンドのネジ穴までアクセス出来なかったからです。

このプレートは持ち手がわりにもなりますが、鏡筒との間の距離が短いので指が完全に入らないです。もしかしたらMORE BLUEで販売されている専用スペーサーを上側だけに入れるかもしれません。もしくは別のハンドルをつけてしまってもいいかと思っています。

ただ、このプレート少し厚いので、もっと薄いプレートにしてもいいのかもしれません。その際は、M6用の穴をきちんとした位置で空けるのかと思います。


ファインダーやガイド鏡の取り付け

上部をアルカスイス互換プレートにしたので、ここにいろんなものを簡単に取り付けれるようになります。今回試しに用意したのは、光学ファインダーと電子ファインダー、ガイド鏡です。こんなふうに取り付けます。

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光学ファインダーがこうなった経緯

これまでずっと電子ファインダーが主だったので、FS-60Qなどの付属光学ファインダーは実際ほとんど使っていなくて、鏡筒からは基本取り外して保管箱にしまいこんでいました。 

でもTSA-120の場合、眼視で使うことも多いので光学ファインダーって結構使ってるんですよね。問題は、光学ファインダーがでかいこと。ケースに収める時も苦労したので、まずは取り外し式にしたいというのがありました。

取り外し式にする時に問題になるのが、台座をどうするか。タカハシのファインダー台の取り付け穴って、鏡筒軸に対して垂直にねじ穴が二つ開いていて、しかもそのねじ穴の幅が27.5mmと微妙に広すぎるんです。手持ちでそこらへんにあったVixen用のファインダー台座とかを取り付けることができません。アルカスイス クランプに取り付けるにしても、この幅が仇になり、なかなかうまいこと固定することができません。

既製品をいろいろ調べたのですが、3種類くらいがすぐに見つかりました。
  1. まずはタカハシ純正のFQR-1ですが、対応品の中にTSA-120が出ていないので不安なのと、少し大きいのがマイナスポイントです。あと、タカハシというだけあるのでしょうが、1万円程度と台座だけにしてはちょっと高価です。
  2. 他にNorthern Crossのものがすぐに見つかりました。Vixen互換でタカハシ鏡筒にも対応しているというもので、幅広のタカハシ規格のために爪の真ん中に切り込みを入れてあり、2つになった爪を2つのネジでそれぞれ締めるようになっています。2つネジは安定になりそうなのですが、少し冗長な気もします。
  3. Northern Crossのように切り書きが入っているのですが、ネジが片側だけにしかついてないものもありました。これはこれで固定に不安も出てきます。
結局のところ、そもそも巨大なTSA-120純正の光学ファインダーを使うのはやめて、手持ちで転がっていたもっと小さい、普通サイズの光学ファインダーを使うことにしました。そうするともはや元々の光学ファインダーの位置にこだわる必要もなくなります。

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いくつかある手持ちの光学ファインダーの中で選んだのが、上の写真です。古いもののようで、どこのメーカのかもわかりません。多分どこかの星まつりで買ったもので、手作りと思われるアルミ製のホルダーと台座がついている結構しっかりした物です。レンズとか少し汚れていましたが、分解して掃除したらまともに見えるようになりました。これにアルカスイス互換クランプを取り付けることで、鏡筒上部のアルカスイス互換プレートに簡単に取り付けられるようになりました。


まとめ

今回の鏡筒バンド周りのセットアップで、着々と撮影の準備ができてきました。次はいよいよ専用フラットナーを取り付けてみます。


縞ノイズを時間的に見てみる

もしかしたら興味がある人もいるかと思い、縞ノイズを時間的に可視化してみました。先のバラ星雲の1日目のディザーなしで撮影した失敗画像約2時間ぶんの24枚を使っています。中心あたりの一部を拡大して見ています。といってもやったことは簡単で、ディザーなしで撮影した画像を、PixInsightで動画にしただけです。

Blink

これはガイドをしていても、たわみなどでガイド鏡と撮影鏡筒の相対的な視野が一方向にずれてしまうために起きます。それでももしノイズが完全にランダムなら、このように流れるようには見えないはずです。ノイズが流れて見えるということは、ノイズに時間的なコヒーレンスがあるということです。うーん、結構ありますね。あれだけの縞ノイズになるのもわかる気がします。

integration_DBE_PCC_AS_cut



縞ノイズ動画の作り方

さて、この動画の作り方です。今回縞ノイズを時間的にみる目的でしたが、このやり方覚えておくと色々応用が効きそうです。基本的に、PixInsightを使います。
  1. 普通にBatchPreprocessing 処理などで進めます。
  2. master以下のregsteredフォルダに入っている、位置合わせまで終わって、Integrationする寸前のファイルを使います。ここまでは普通にDebayerしてStarAlignmentでも構いません。
  3. Blinkでそれらのファイルを開きます。
  4. とりあえずは、デフォルト機能の再生ボタン(右三角)を押すと確認できますが、順に動画のようになるように見せるだけです。オートストレッチもできるのでみやすくなります。カラーバランスが悪い場合は、RGBのリンクをオン/オフする「鎖マーク」のアイコンを押してください。
  5. Previewで一部を切り取るとその部分だけ拡大して見えます。
  6. それをBlink画面の右下の一番右端の撮影開始マークアイコンで動画にします。
  7. ffmpegがない場合は別途インストールしてください。
  8. ffmpegがインストールされていても、実行ファイルをフルパスで入れないとダメでした。/usr/local/bin/ffmpegとかいうことです。
  9. オプションは秒20コマのgifファイルにしたかったので、 -y -r 20 -i Blink%05d.png Blink.gifとしました。
このように結構簡単に動画を作ることができます。


M42の場合

もう一つ例です。TSA-120でM42を撮影した時のものです。約30分くらいの撮影時間で、枚数は14枚です。これはディザーもそうですが、ガイドさえもしてないので赤道儀の極軸の精度が悪くてずれていってしまっているものです。上のバラ星雲のように画像の一部ではなくて、ほぼ全体像を示しています。解像度はこのブログにアップできるように(一画像当たり5MBが制限)落としてあります。

Blink

縞ノイズの原因となるクールノイズなどに混ざって、おそらくバイアスノイズに相当する縦線のように見えるノイズも流れていることがわかります。基本的にランダムでないノイズは、全て縞ノイズになり得るだろうことがわかります。

これを普通にスタックすると下のように縞ノイズが盛大に出てくるわけです。

integration



バラ星雲のもそうですが、時間的にこれだけ明らかに変化しているのがわかるのなら、なんとか分離してペラっと一枚皮を剥ぐようにこのノイズだけ取れないですかね?

今回はAPT(Astro Photography Toos)とPHD2を使って、CMOSカメラでディザーをしながらガイド撮影をします。以前にもAPTを何度か試したのですが、いずれも長続きせず結局使わずじまいでした。


縞ノイズとディザー撮影

長時間露光撮影をしようとすると、ディザーが必要になります。たとえガイドをしていても、ガイド鏡や鏡筒のたわみなどでどうしても相対的にズレが生じてしまい、視野が1時間とかのオーダーだとかなりズレていってしまいます。その結果何が起きるかというと、画像処理の段階で盛大な縞ノイズ(縮緬ノイズ)に悩まされるわけです。前回の記事で紹介した4日間撮影したバラ星雲も、初日のガイドなしでは以下のような縞ノイズが画面全体に出てしまいました。



integration_DBE_PCC_AS_cut

この縞ノイズは多少の画像処理ではどうしようもありません。ある程度の軽減はできますが、少なくとも私は最終画像に持っていくまで影響のないくらいにすることができていません。

あぷらなーとさんが以前面白いアイデアで縞ノイズの除去に成功しています。その結果がFlatAidProに反映されているとのことなので、FlatAidProに通すことも一つの解です。無料版でも画像サイズ制限なしで使うことができます。今回実はFlaAidProで試して、細かい縞ノイズは結構きれいに消えたのですが、下の画像のように元画像で恒星中心などのサチりぎみの箇所が、流れたラインに沿って大きなスクラッチのようになってしまったので、今回は諦めました。

light_BINNING_1_integration_Preview01

なんだかんだ言って、縞ノイズを確実に解決するのは、ソフト側で苦労するよりは、今のところディザーが一番手軽なのかと思います。

さてディザー撮影ですが、一眼レフカメラの場合は、私は6DなのでBackyard EOSを使うことで、PHD2と連携してディザー撮影が簡単にできます。しかしながらCMOSカメラはこれまでほとんどSharpCapですませてきて、せいぜいlivestackで短時間撮影を重ねたくらいで、大した長時間撮影はまともにはしてきませんでした。今回COMSカメラでどうやってディザーを実現しようか色々と考えてみました。


SharpCapでのディザー撮影

最近のSharpCapはディザー撮影もサポートしていますが、なぜかこの機能livestackの中でのみ動きます。少し試したのですが、どうもまだこなれきっていないようで、ディザーをするタイミングを「何秒ごと」としか決められないようです。

ディザーのスタート自身は、そのフレームの撮影が終わるまで待っててくれるらしいのですが、ディザーをしている最中もカメラは動いていて撮影はし続けているようです。その間に撮影した画像はぶれてしまうために捨てざるを得ません。ディザーが止まって、そのフレームの撮影が終わってから改めて撮影を始めたフレームがやっと使える画像になります。マニュアルによると、ディザーの際中の画像はlivestackでスタックされることは無いと書いてあります。逆にいうとやはりディザー中も撮像は続けられていてその撮像時間を一枚だけ変えるとかはできないので、無駄になるとわかりつつもディザー後その画像の撮影終了時間が来るまで待つしかないということのようです。

具体的には、livestackの中の機能で、個々のフレームを全て保存するというオプションがあり、これをオンにするとlivestackモードでも通常の撮影のように使うことができます。問題は、短時間露光撮影ならまだそこまで無駄にはならないのですが、例えば5分とかの長時間露光をすると、数十秒のディーザーのために丸々5分の画像を取り終わるまで待って、次の画像を使うことになります。なのでディザーしている時間以上の露光時間で撮影する時には、撮影効率は必ず50%以下になってしまうというわけです。

基本的にはSharpCapのディザーはlivestackの中の一機能だけの役割で、せっかくスタックした画像をディザーで乱さないための機能ということになります。

うーん、さすがにこれはもったいないです。もっとうまいやり方があるのかもしれませんが、少なくとも私にはうまい回避方法が見つかりませんでした。何かいい方法があったら知りたいです。

とりあえず今回はCMOSカメラでの長時間露光をする必要があったので、この時点でSharpCapでのディザー撮影を諦め、兼ねてから使ってみたかったAPTに、少なくともCMOSカメラのディザー撮影に関しては、プラットフォームを移行することにしました。


APTのインストール

以前にもAPTのインストールについては書いていますし、日本語でも随所に解説されているので詳しくは書きませんが、ポイントや気づいたことをメモがてら書いておきます。

まず今回の目的で、ガイド撮影のためにPHD2は必須なので、これはインストールしておきます。

PHD2もそうですし、APTもそうなのですが、ソフト間と各機器を相互接続するためASCOM関連のソフトが必要になります。まずはASCOMプラットフォームをインストールしておきます。この際、.NET framework 3.5が必要になります。後でAPTをインストールするときに.NET framework 2.0が必要になるのですが、.NET framework 3.5は2.0も含んでいるのでAPTより先にASCOMをインストールしておいた方がいいです。.NET framework 3.5インストール後は一度Windowsの再起動が必須です。OS再起動後、再度ASCOMプラットフォームをインストールしてみてください。

ASCOMプラットフォームインストールさらに、もう一つ。のちにAPTのplate solvingで赤道儀をいじりたくなるはずなので、各メーカーに合った赤道儀用のASCOMドライバーも入れておきます。

あ、CMOSカメラを初めて使う場合は、カメラのドライバーも必要になります。これは各メーカーのページからダウンロードしてインストールすればいいと思います。例えばZWOならここです。同ページのASCOM用のドライバーですが、APTにおいてはもう必要無いようです。APTの履歴を見てみると2019年12月以前のバージョンのAPTでは、ZWO社のASIカメラはASCOMカメラとして認識されていたのですが、それ以降のバージョン3.82からはASIカメラをネイティブドライバーで動かすようになっているとのことです。

ここでやっとAPTダウンロードして、インストールします。とりあえずは評価用のデモ版でいいでしょう。デモ版でもほとんど全ての機能が使えます。ダウンロードと同じページに日本語化するファイルや、日本語のマニュアルもあるので便利です。これは星見屋のM店長がご尽力されたおかでです。

インストール完了後、さっそくカメラを繋いで立ち上げてみましょう。最初はわかりにくいので、昼間にやってみることをお勧めします。できるならこの時点で赤道儀もPCとケーブルで繋げておくといいでしょう。


APT動作のポイント

最低限ディザー撮影を始めるまでに必要なことを書いておきます。たくさんの機能があるのですが、必要なことはそれほど多くはありません。

まず立ち上げると自分が今いる位置の座標を聞かれます。デフォルトはグリニッジ天文台になっているので、実際に撮影する場所の緯度経度入れます。最初にめんどくさくてキャンセルしてしまった場合は、「Tools」タブの「APT Settings」から「Location」タブに切り替えて設定できます。

この「APT Settings」ですが、最初はほとんどいじる必要はないです。唯一いじったところが「Main」タブの「Images Path」くらいです。これもデフォルトでよければ触らなくてもいいです。少なくとも撮影まで持っていけます。

他にも「Tools」タブにはたくさんのボタンがありますが、ほとんどは使わなくても撮影までは辿りつけます。実際にはピント合わせの時に「Magnifier」を使ったくらいでしょうか。「LIve View」と合わせて星を拡大してピント合わせをしました。「Focus Aid」とかもあるのですが、拡大できなかったり、下手にスタックしてしまったりでピントを触った時のブレの影響が出てしまい、あまり使い勝手は良くなかったです。

CMOSカメラを繋いで、「Camera」タブから「Connect」を押すとカメラが動き出します。ガイド用にもカメラを繋いでいる場合、撮影用のカメラと合わせてCMOSカメラが2台になります。たまにガイドカメラが選択されてしまうことがあります。でもこれ結構気付きにくて、例えばピントを合わせようとしても全然星が見えなかったり、見えていても変化しないとかで、やっと気づいたりします。その場合は「Camera」タブの一番下の「Setting」ボタンから選択できます。

冷却する場合は下のほうにある「Cooling Aid」を「Warming Aid」が有用です。ゆっくりと冷やしたり温めたりするので、カメラへのショックが少ないでしょう。

とりあえずは赤道儀の自動導入で撮影したい天体を導入します。導入後の位置が多少目的のものとずれていても構いません。次の「goto++」で自動で位置調整できます。

「Gear」タブで赤道儀との接続をします。上で書いた赤道儀用のASCOMドライバーをインストールしてある必要があります。「Connect Scope」ボタンで赤道儀が接続できたら、早速同じエリアにある「Point Craft」を押してAPT最大の特徴のgoto++を試してみましょう。

ここで必要なことは、一番下の「Settings」ボタンを押して「PlateSolve 2」と「All Sky Plate Solver(ASPS)」をインストールしてきちんとパスを設定しておくこと。ダウンロードをどのページからすればいいかも、リンクが張ってあるのですぐにわかるかと思います。PlateSolve 2は本体と「UCAC3」のみでいいです。「APM」はなくても動きます。UCAC3はPlateSolve 2をインストールしたフォルダの中に入れてください。そうでない場合は一度PlateSolve 2を立ち上げて、FileメニューからUCAC3をインストールしたフォルダを指定する必要があります。これら2つのインストールはあらかじめ昼間に済ませておいた方がいいでしょう。

ここまででgoto++を試す準備ができたら、「Point Craft」スクリーンに戻って、「Objects」か「Scope Pos」を押してざっくりとした座標を入力します。大画面右上の「Shoot」ボタンで一枚撮影して「Solve」か「Blind」ボタンを押します。うまく解析が終わると、画面真ん中に丸が出てきます。「Sync」ボタンを押しておくと、今の位置が赤道儀に送られ同期し、その方向を向いていると認識します。

次に「Aim」ボタンを押すと別の丸が出てきて、マウスを移動したいところに持っていってクリックすると、2つ目の丸が移動します。その後「goto++」を押すと、その位置が中心になるように赤道儀を移動してくれます。勝手にもう一度撮影するので、本当にその位置に移動できたかどうかわかります。


ディザーガイド撮影

希望通りの構図になったらPHD2でガイドをはじめてください。そういえばPHD2の解説ってあまり詳しいのはしたことがないですね。ずっと昔まだ撮影を始めたばかりの時の記事がありますが、古くてあまり役にたたなさそうです。PHD2はHIROPONさんのページで解説されていますし、同ページから同じくHIROPONさんが書かれた日本語のマニュアルもあるので、特に問題はないと思います。

必要なのはPHD2で「ツール」(Tools)メニュー下の「Enable Server」をクリックしておくこと。これでAPTから自動的にディザー時にガイドを止めてくれるはずです。

APTでのディザーの設定は、「Gear」の赤道儀設定のとことにある「Guide」ボタンから。一番上の「Guiding Program」は「PHD」になっているので、今回は「PHD2」に変更。上から二番目の「Auto Dithering」はオンに。振幅がデフォルト値だと小さすぎて縞ノイズが回避できない可能性があるので、「Guiding Setting」スクリーンで、上から三番目の「Dithering Distance」をデフォルトの1から4くらいに大きくしておきます。これで準備完了です。

実際の撮影はメイン画面の「Camera」タブから「LIGHT PLANS」の「Test」とか選んで、横の「Edit」を押して、「Plan to edit」のところを「Add New Light Frame Plan」で新規プランを作って、露光時間とか枚数とか入れていきます。

PHD2がきちんとガイドをしているなら、あとはAPTの「Camera」タブの「Connect」ボタンのすぐ横の「Start」ボタンを押します。もし「Start」ボタンが押せない場合は、カメラが接続されていないとか
Live Viewがスタートしているとかです。「Camera」タブの「Connect」ボタンがきちんと「Disconnect(これが繋がっている状態を表してます)」になっているか、「Live View」ボタンの色が濃くなっていないか(ボタン背景が黒の場合がLiveViewがオフです。)確かめてみてください。正しい場合は「Start」ボタンの背景が濃くなっているはずです。

実際にディザーされているかどうかは、「Gear」タブの「Guide」のところに「(D)」が出ていれば大丈夫です。念のため何枚か撮ったら、「Img」タブで撮影できた画像をダブルクリックして、星がきちんと動いているか確認してみてください。


APTを使ってみての感想、SharpCapとの違いなど

実際にAPTを使ってみると、随分とSharpCapとのコンセプトの違いを感じます。撮影に特化した感じです。
  • 例えば、撮影した画像をできるだけ無駄にしない努力が随所にされているのは好感が持てます。保存形式は、プレビュー に当たる「Shoot」を除いて、基本Fits形式のみです。撮影中は必要のないボタンは押すことができないようになっています。ディザーもPHD2が動いていれば基本的にはデフォルトでオンになるので、オンにし忘れたとかで撮影画像を無駄にしなくて助かります。
  • SharpCapに比べるとAPTはディザーのオプションもしっかりしていますが、ディザーパターンは選べないようです。ランダムだけのようです。一方、PHD2にはランダムかスパイラルかを選べる項目があります。どちらが優先されるのでしょうか?まだよくわかっていません。
  • SharpCapとの違いを感じたのは、露光時間とゲインの調整がしにくいことでした。実際に移す画面は「Live View」ボタンを押せば見えるのですが、実際の露光時間とゲインは数字で打ち込むか、Ringy Thingyと呼ばれる小さな丸いジョグダイアルのようなもので合わせる必要があります。SharpCapのスライダーが秀逸だったことがわかります。
  • Live ViewはさすがにSharpCapの方がはるかに高機能です。パッと触っただけでも、APT側はカラーバランスが取れない、livestackは当然ないなどです。APTにもオートストレッチは一応あります。「Tool」タブの「Histogram」でヒストグラムを出し、「Auto-Str L」を推します。ただ、調整幅が少なく操作性がいまいち、かつこのヒストグラムも輝度しか見えなくて、カラー情報はわかりません。逆に言えば、写っている画面はあまり気にさせずに、撮影にすぐに入って欲しいという意図が感じられます。ShapCapの経験から行くと、カラーバランスによってはADCの範囲に入ったり入らなかったりするので、少し気になりますが、まあ大丈夫なのでしょう。(2020/4/16 追記: APT Settingsの CCD/CMOS settingsタブのRed Channel Color BalanceとBlue Channel Color Balanceで色のバランスを取ることができるのがわかりました。保存されるRAWファイルには適用されず、見た目だけのバランスのようです。また、Auto Stretch Factorをいじると、デフォルトのオートストレッッチの強さを変えることができるので、これで合わせると程よい明るさで見ることができそうです。)
  • とにかくAPTは撮影に特化していると思っていいです。これと比べるとSharpCapの撮影へのこだわりはまだ中途半端に見えてしまいます。短時間撮影や、Live Stackを使ってのラッキーイメージ撮影など、ガイドを使わない撮影ならSharpCapの方がいいかもしれませんが、長時間撮影はAPTの方が遥かに向いています。逆に、APTで電視観望は無理だと思いました。カラーバランスが取れないとか炙り出しが全然甘いとかです。

APTとSharpCap2本のソフトを使いわけることで、撮影と電視観望の切り分けがきちんとできるようになるでしょう。


Demo版と有料版の違い

さてAPTですが、最初はデモ版を使っていました。無料のデモ版でもほとんどの機能は使えるようです。無料版でさえもこれだけの機能が使えるのは素晴らしいことです。

有料のフル版とのちがいはこのページの一番下の緑の字になっているところに載っています。少なくとも撮影を始めたばかりの人ならデモ版でも困るようなことはほとんどないでしょう。フル版で気になる機能はObject選択のところで星や星雲星団が見やすくなるかとか、PiontCraftの結果を残せれるかとかくらいでしょうか。無料版とあまりさをつけていないところはユーザーの間口を広げる意味でも好感が持てます。もっと使い込んでいく場合には撮影用のスクリプトとかも有料版のみサポートされているらしいので、違いが重要になってくるのかもしれません。

でもこれだけの機能にして18.7ユーロ。日本円にして2千円ちょっとなので、私は感謝の意味も込めてフル版にしました。ヒストリーを見てみると4ヶ月ほど前にZWOのカメラがネイティブでサポートされたとのことなので、いいタイミングだったかもしれません。そう言えば以前はASCOM経由でのカメラの接続確認画面がAPT画面の裏に隠れていて苦労したのですが、今回はカメラの接続は普通に行われていて特に困った覚えがないです。


まとめ

なかなか使うことができなかったAPTですが、今回CMOSカメラのディザー撮影という必要に迫られてやっと使うことができました。使ってみると素直なソフトで、操作性も悪くありません。何より、撮影画像をミスとかで無駄にしないという方針みたいなのが随所に見えたのは素晴らしいです。

これ以降、CMOSカメラでの長時間ディザーガイド撮影もどんどん進めていきたいと思っています。とりあえずはTSA-120とフラットナーにASI294MC Proをつけての撮影ですかね。


最近、望遠鏡関連の機材が増えすぎて困っています。購入した時のままで使う分にはいいのですが、普通はそんなことはなく、部品を交換したり、結構改造したりもします。

特に鏡筒はアダプターの類いが最初からいろいろついていて、取り外したり、他の鏡筒のアダプターを持ってきたりするので、もともとどれがどの鏡筒についていたのか分からなくなってしまいます。しかも各メーカー、それぞれ好みのネジの規格があり、また同一メーカーでも何種類もの規格のネジを使っているため、どれがどこにハマるのかだんだん分からなくなってしまいます。

例えば最近困ったのが、SkyWatcherのEVOSTAR 72EDのレデューサーのアダプターのネジがM56で、タカハシのマルチフラットナー もM56なので、そのままハマるかと思ったら、ピッチが1mmと0.75mmで一見締まるのに途中で止まってしまうなどです。

こんな状況はさすがもう嫌になってきました。なので、テプラを使ってこんなふうにネジの規格を印刷して、かくアダプターに貼ることにしました。

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TSA-120のアダプターも分からなくならないうちに。

どんなことを書いているかというと、
  • 元々どの機材についていたかの機材名
  • 矢印でどちらからアクセスできるか、ネジはどんなのか
  • 矢印無しは内部のネジ
  • 矢印の後のがネジのサイズ、Mがミリネジ、インチサイズのスリーブ、UN規格など
  • 次のMかFでオスネジかメスネジか
  • 最後の数字はネジの長さ
などです。

これ結構便利です。もう昔の付属品なんかどれがどれやら分からなかったのですが、だいぶ整理できてきました。フィルターをつける時も迷わなくなります。また、どんなネジが使われているのか把握することができてくるので、星まつりのジャンク市でどんなアダプターを手に入れておけばいいのかの指標になりそうです。
 

ところでですが、うちにはなぜかテプラがあります。しかも当時の最上位機種。実はこれ、もう10年近く前のうちの奥さんへの誕生日プレゼントです。なぜかいつもプレゼントを渡すときは「かわいくない」とか言って、結構ムッとするんですが、1年くらいするとしみじみと「あー、あのプレゼントよかったわー」と言ってくれます。テプラは今でも大活躍です。

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ちなみに今年の誕生日プレゼントはテプラのテープ詰め合わせ。例によってあまり喜んでいませんでした。でもまたいつかそのうち...。

久しぶりの晴れ、TSA-120の5th (フィフス) ライトです。トラペジウムE星、F星の撮影時のバローとの比較記事が元で、宮地泉さんからお借りすることができたPower MATEを試すことができました。




TSA-120の環境改善、ロスマンディー規格のアリガタ

メインのバロー比較の前に、TSA-120の改良について少しだけ。下のプレートが少し進化しました。ロスマンディー規格の304mm長のアリガタをMORE BLUEから購入しました。ヤフオクの方のみにある特価品みたいです。届いたものは多少傷がありましたが安かったので不満はありません。

実際にTSA-120に取り付けて、赤道儀に固定してみるとずいぶん安定化しました。どれくらいかというと、数値的には何も比べていないので感覚でしかないです。というより、落下の不安から解放された方が大きいかもしれません。CGEM IIのVixen規格のアリミゾは深さがあまりないので、いつも落下の不安が拭えません。

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鏡筒バンドをどうするか、まだ迷っています。K-ASTECと思っていたのですがMORE BLUEに傾きつつあります。安いのと軽いのと、思ったよりカッコ良さそうなことです。上のプレートとハンドルも色々考えています。


まずはシリウスで本日のシーイングチェック

さて、実際の比較に入る前にもう一つ、今日のシーイングチェックです。シリウスを導入して、この前見ることのできたシリウスBを見ることができるかチェックです。



15分くらいは粘ったでしょうか、この前はあんなに簡単に見えたシリウスBですが、全く同じ設定のPENTAXのXW3.5mmで結局見ることができませんでした。途中フッと「あ、もしかしたらこれ?」というのはありましたが、最後まで確証は持てませんでした。

焦点内像(フォーカサーが短くなる方向、でいいんですよね?)方向からジャスピン位置に迫ると、その間中ずーっと綺麗なリングが見えていて、リングがどんどん小さくなります。最後に点近くに収束して行きジャスピン位置ではディフラクションリングが見えます。この日は多分シーイングがそこまで良くはないのでディフラクションリングは多少揺れています。

ところが、そのまま焦点外像方向に進めると、内蔵で見えていた綺麗なリングとは程遠いグチャグチャな像になり、さらに外像方向に進めると再び綺麗なリングになり、そまま大きくなってます。外像から内像に進めても、外像側の一瞬グチャグチャになる様子は必ず見えるため、再現性もありです。これって正しい振る舞いなのでしょうか?ここら辺もまだまだよくわかっていないので、これから色々考えていこうと思います。

さて、この日のシーイングの確認も終わり、前回ほど良いというわけではないけれど、ディフラクションリングの揺れ具合から見て、そこまで極悪というわけでもないという状態で、トラペジウムに移行します。


トラペジウムでのバローレンズ比較

今回、TSA-120の直焦点撮影を2回とバロー系レンズ4種類の、計6回の撮影を比較しました。基本的に撮影は鏡筒がTSA-120にASI294MC Pro(常温で使用)を取り付け、赤道儀としてCGEM IIをに載せています。

撮影条件と画像処理ですが基本的に露光時間が100msでser形式の動画で撮影。そのうちの上位35%をAutoStakkert!3でスタックしてます。それをPixInsightで一旦オートストレッチして、E星、F星が一番みるように少しいじっています。なので出来上がり画像の明るさなどは多少違いがあります。

バローレンズごとに変わるパラメーターですが、一つはフレーム数。基本500フレーム撮影していますが、一部ファイルはミスで100フレームとか200フレーム程度になっています。ただ、フレーム数の違いは今回の結果にはほとんど影響していないと思いまう。もう一つのパラメーターがSharpCapでのカメラのゲイン設定です。バローを使わない直焦点撮影の時にSharpCap上のゲインを320にしました。バローの倍率によって暗くなるので、その分の補正をゲインを上げることでしています。

どの撮影も露光時間は100msのまま触っていなくて、例えば2倍ならゲインを60上げる、4倍なら120上げる、5倍なら140上げるとかです。Gainの200が20dB=10倍に相当するので、これで同等の明るさになるはずです。

ちなみに、10倍は20dB、2倍は6dB、3倍は10dBくらいまではよく知られていると思いますが、5倍が14dBはすぐに出ますでしょうか?考えればすぐにわかりますが、これきちんと考えて納得しておくと役に立つ時が多いです。答えは最後の方に書いておきます。

試したバローレンズは下の通り。

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  • TeleVue製PowerMATE 4倍: 宮路泉さんにお借りしたものです。言わずと知れた高級機です。
  • Scientific Explorer社製 5倍: ずっと前にKYOEIで買ったもの。あまり使ってません。
  • Celestrons製 3倍: 惑星用にC8と組み合わせてよく使ってます。
  • Vixen製 2倍: 一番最初に買ったバロー。当時のスターショップ(旧誠報社)で買った低価格のもの。
となります。


19時52分: TSA-120直焦点撮影

0.1秒を100フレームほどの撮影です。そのうち35枚をスタックしたことになります。

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直焦点撮影のうち、トラペジウムが写っているほぼ中心部を切り出しています。画像が小さいですが、100x85ピクセルしかありません。ブログ上で大きく表示しようとすると解像度を上げる必要があり、解像度を上げるとどうしてもピクセル間が補完されてしまいなめらかになって客観的でなくなります。なので実際に見ている画面上で拡大などしてみてください。

E星ははっきりと、F星もかろうじてですが分離しています。ただし、ASI294MC Proの解像度だとピクセルサイズが4.6umと大きいこともあり、1ピクセルで約1秒角。C星とF星の中心感の距離はわずか4.5秒なので、分解能不足がたたってF星の分離がそこまでうまくいっていないようです。


20時11分: PowerMATE 4倍

次に一番試したかった、宮路泉さんにお借りした4倍のPowerMATEです。こちらの結果は面白いです。0.1秒を100フレーム撮影し、35%使ったので35フレーム分です。

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CMOSカメラ側の分解能が足りていなかった直焦点撮影に比べて4倍に拡大しているので、カメラの分解の不足の制限からは解放され、鏡筒本来の性能に迫っています。F星の分解のが明らかに上がっていることがわかります。また、4倍のレンズを入れたことによる弊害もほぼ何も出ていないと思われます。さすがPowerMATEと言ったところでしょうか。

TSA-120の口径が120mmなので、レイリー限界はほぼ1秒角。直焦点撮影の場合のASI294MC Proの1ピクセルが約1秒に相当するので、4倍のPowerMATEで1秒を4ピクセルで表現することになります。スタックしているのと、ピクセルあたりの分解能がレイリー限界より4倍ほどいいので、画像を見る限りレイリー限界以上に分解しているようです。ここらへんの話は、以前ピクセルサイズと光学的分解能の話を検討しています。



一番明るいC星とその隣のF星の距離は約4.5秒。なので、PowerMATEによってこの距離を18ピクセルくらいで表現しているので、かなり余裕が出たということが言えます。結論としては、PowerMATEは分解能向上に明らかに貢献し、変な収差なども追加しない、評判通りの非常に高性能な拡大レンズだということがわかります。


20時23分: Scientificn Explorer 5倍

次はテレセントリック設計のScientificn Explorer 5倍バローレンズになります。こちらは倍率がさらに高いので、期待大です。500フレーム撮影して、175枚使っています。

ところが、期待していたにもかかわらず、撮影時からPowerMATEに比べて明らかに見え具合は悪かったのです。結果です。

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E星は分離できていますが、F星の分離が厳しくなっています。星像も明らかに肥大しています。ピントズレの可能性も否定はできませんが、相当気を遣っていたのと、あと少しシンチレーションが悪くなってきている気がしました。それでも先の撮影からわずか12分後くらい、そこまで大きな変化はないと思っていて、それらマイナス要因を差っ引いても星像の悪化は無視できません。


20時31分: Celestron 3倍

前回も試したCelestronの3倍のバローレンズです。惑星で一番使っているものです。500フレーム撮影して、175枚使っています。

20_30_11_lapl2_ap5_ST

E星はOKですが、ほとんどF星が分離できていません。前回と同じような結果なので、ある程度再現性はあるのかと思います。上の5倍の時の見え具合とと同等か、少し悪いくらいでしょうか。


Vixen 2倍バロー

星を始めた最初の頃に、簡易的なバローと言われた上でお試しで買ったものです。値段的にも5-6千円だったと記憶しいて、今回の中では一番安価です。こちらも500フレーム撮影して、175枚使っています。

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E星もボケ気味、F星分離できていないですね。

ここまでで「まあ予測された性能とまあ大体一致した結果かな」と思っていたんです。ところが、です。次の結果で色々覆されました。


20時41分: 直焦点再び

どうも、シンチレーションが悪くなってきたようなので、念のために直焦点でバローなしの場合を今一度撮影しておきました。撮影枚数は200枚です。処理後少し考え方を改めました。

20_41_09_lapl2_ap1_ST

50分前にはきちんと分離できていたF星はおろか、E星さえもほとんど分離できていません。シンチレーションが実際にどれくらい変わったかを、GIFアニメにしてみました。一コマが0.1秒露光に相当します。

まずは19時52分:
19_52_29_cut_F001-102
E星、F星も分離できていますし、そもそも星がほとんど動いていません。

次に20時41分の動画です:

20_41_09_cut_F001-225

トラペジウム全体の揺れ幅も大きくなっていますが、一つ一つの恒星のビヨビヨした歪み具合もすごいです。ピントの影響はないとは言えませんが、これだけみると明らかにピントというよりはシンチレーションが悪化したといえるでしょう。

ついでに、トラペジウム周りの星雲を少しだけ炙り出してみました。

シンチレーションの良かった19時52分:
_19_52_29_lapl2_ap1_ST_Preview01

シンチレーションが悪化した20時52分:
_20_41_09_lapl2_ap1_Preview01

前者と後者を比べると明らかに星雲部分の分解能も落ちていることが分かります。これは今後の撮影において、大きな指標となりそうです。すなわち、星雲の分解能を出そうと思ったらシンチレーションのいい日を選んだ方があきらかに有利だということです。


比較結果の考察

今回の結果は色々と示唆に富んでいます。まず、シンチレーションの影響はものすごく大きく、製品比較の結果を左右するくらいであったこと。なので、安価だからと言って撮影結果から安易に性能が悪いとは言い切れません。また、撮影枚数の影響も避けきれません。ピントの再現性がどこまであるのかも客観的には検証できていません。

ただ、それらを差っ引いても、PowerMATEの性能の素晴らしさが突出しています。TSA-120単体ではもともとある焦点距離と一般的なカメラセンサーの分解能から、その性能を引き出しきれているとは言い難いです。バローレンズは明らかにその性能の引き出しに貢献すると言えるでしょう。その際のPowerMATEの精度は少なくとも実際の撮影において十分に鏡筒の性能を劣化させずに引き出すものであるということは、今回なんとか示せたかと思います。

一方、その直後に見た5倍のバローは時間の経ちかたから言ってそこまでシンチレーションが悪くなっていたとは言えず、PowerMATEに比べて性能に差があったように思えます。

今回自信を持っていえるのはそこらへんまでかと。これ以上は環境の変化の影響が大きかったということで推測になってしまうので、結論は出さないことにします。

画像処理に関しては、撮影してスタックした画像はその時点でもう引き出せる情報はある程度決まっていて、どのようにストレッチ加減をいじっても、分離できているものはすぐに分離できるし、分離できていないものはどういじっても分離できないということが分かりました。Wavelet変換相当のことをすると(今回は適用していません)もう少しエッジを立てたりして見栄えは良くなりますが、撮影した画像の順位を変えるには至りません。例えば今回示した6つの撮影画像の背景の暗さが多少違いますが、一番分離できるところに合わせているため、肥大していると背景が暗くなっていたりします。シンチレーションは順位に関係すると思いますが、そのシンチレーションで撮影された画像は、どう明るくしても暗くしても順位はわかることはありませんでした。

あと気になることとして、どの画像にも右斜め上に青ハロ、左下に赤ハロが出ていますが、これは直焦点撮影にも僅かにですが見えているので、大気収差によるものでしょう。前回セレストロンの3倍バローに青ハロが出ていると言いましたが、もしかしたら大気収差が強調されてしまっているものだった可能性があります。ただし、直焦点撮影に比べて明らかにE星、F星が見にくくなったことは確かなので、青ハロのせいというよりは、やはり分解能を悪化させる原因が少なからずあるものと思われます。時間的に悪くなっていった可能性は否定できません。

一つ面白い小話を。TSA-120のセカンドライトで金星を見た時の話をスターベースでしていたのですが、「せっかく鏡筒を買ったのに収差が見える」と意外に苦情が来るのがTOAとかTSAの高性能鏡筒なんだそうです。性能がいいので大気収差が普通に見えてしまい、それを鏡筒の収差と間違えてしまうそうです。大気収差はいつも方向が同じなので、そこが鏡筒による収差とは違うところですね。


まとめ

多くの機材を一度に比較するのは難しいということを実感しました。同じ環境を用意するのがいかに難しいかということです。シンチレーションは時間とともに自分が思っているより大きく変わっているようです。

シンチレーションがいいか悪いかは、シリウスやトラペジウムを直接見ることである程度把握できるようになってきました。シンチレーションのいい時間帯は貴重だということでしょう。もしいい時間帯があったら無駄にせずに、分解能の必要な撮影をしていけたらと思いました。

また、たかだか口径12cmの鏡筒の性能を引き出すだけでも相当大変だということがわかってきました。機材そのものの性能もそうですし、オプションの機材にも気を使う必要がありそうです。カメラの分解能もよく考えないと、せっかく鏡筒が高性能でももったいないです。あと、シンチレーションという運が一番重要で大変だということもよく分かりました。今回の結果を、今後の撮影に活かせたらと思います。

今回も楽しかったです。単に見るだけでなく色々比較することで、推測だけではわからなかったこともだんだんと見えてきます。こんなテストを自分でできるのも、天文趣味の醍醐味なのかと思います。

宮路泉さん、PowerMATEお貸し頂き、本当にありがとうございました!試すまでに時間がかかってしまって申し訳ありません。とても有意義なテストとなりました。今回の結果で、このクラスのものを手に入れておく必要性を感じました。購入を考えたいと思います。返却に関しては、またダイレクトメッセージの方で連絡します。よろしくお願いいたします。




最後はおまけです。

倍率とゲインとdBの関係

あ、最初の方に書いた5倍が14dBというのの考え方ですが、こんなふうに考えるとすぐに出ます。

5倍は10倍の2分の1です。10倍は20dB、2分の1は-6dBなので、20-6で14dBとなります。

この考え方を身に付けておくと、0.2もすぐにわかりますね。 0.2は5分の1なので、10分の1の2倍ということになります。-20dBと6dBで-14dBですね。他にも理解しておくといいのは
  • 4倍は? 2x2なので6+6=12dB。
  • 6倍は? 2x3なので、6+10=16dB。
  • 8倍は? 2x2x2なので6+6+6=18dB。
  • 7倍は6倍と8倍の間でざっくり17dB。
  • 9倍は8倍と10倍の間なのでざっくり19dBです。 
  • ルート2倍は? 2のルートなので対数の6dBだと半分になって3dB、すなわち約1.4倍が3dBですね。
  • 5dBは10dBの半分なのでルート3、すなわち約1.7倍
これくらいでしょうか。わかりにくい残りは1dB(1.1位)、2dB(1.2位)、4dB(10dB-6dBなので、3/2=1.5位)、7dB、8dB、9dB(1.4の3乗なので2.8というのはレンズを触っている人には馴染みがあるかも)11dB、13dB、15dB(1.73の3乗=3x1.7=5.2です)くらいだと思います。

重要なのはこれらを覚えることではなく、こういった導き方もあるということを理解しておくこと。この考え方を身につけておけば、いざという時に覚えていなくても導き出すことができます。

dBに10をかけたものがZWOシリーズのカメラのゲインになりますので、これは覚えておくといざという時に楽にゲインを合わせるとかできて便利でしょう。 例えばゲイン0は0dBで1倍、ゲイン60は6dBなので2倍、ゲイン400は40dBなので、100倍とかです。
 

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