ほしぞloveログ

天体観測始めました。

タグ:AZ-GTi

CP+連動企画、「電視観望技術を利用して天体写真を撮影してみよう」ですが、前回でやっとオリオン大星雲の撮影を開始することができました。


機材の設置からソフトの設定まで、やはり工程が多いですよね。天体写真撮影が敷居が高いと言われるはずです。それでも電視観望でオートストレッチまで済んでいるので、画像処理は楽になるはずです。そこら辺をCP+でお見せできたらと思っています。


オートストレッチ

前回の記事で重要なことを一つ書き忘れていました。画像保存時におけるホワイトバランスの重要性です。

ライブスタック中に普段画面を見る時からでいいので、3つのことをしておくといいです。
  • ライブスタック画面の「Histogram」タブを開き、左のカラーバーの下にある雷マークアイコンを押し、ホワイトバランスを整えます。
ホワイトバランスはすごく重要で、これができてないとオートストレッチがうまくいかないことがあります。オートストレッチに関しては前回も説明していますが、
  • 次に同じくライブスタック画面の「Histogram」の左の上のもう一つの雷マークアイコンを押し、オートストレッチします。
  • 新たに右パネル「ヒストグラムストレッチ」の方の雷マークを押し、さらに炙り出します。もし画像が明るすぎる場合は、右側パネルのヒストグラムの、山を挟んでいる左と真ん中の2本の線を少し動かしてみるといいでしょう。

今回の記事もこのような状態で画像を保存したものを使っています。


検証項目

撮影までに赤道儀の設置や、オートガイドを使った長時間撮影など、それなりに準備だけでも大変でした。電視観望の技術を使い、ここからの画像処理は楽になるとしても、ここまでの準備をもう少し簡単にできないものなのでしょうか?今回はいろいろ設定を変えてみることで、簡単になるのかどうか議論してみます。

今回比較したいものを準備が簡単な順に並べてみます。矢印の右側は、予想される問題点です。
  1. 経緯台AZ-GTiでの10秒露光 → 露光時間に制限がある(10秒程度)、視野回転、縞ノイズが問題になる
  2. 経緯台AZ-GTiでの10秒露光+ディザー → 露光時間に制限がある(10秒程度)、視野回転
  3. 赤道儀SA-GTiでの20秒露光 → ピリオディックモーションのために縞ノイズが問題になる
  4. 赤道儀SA-GTiでの20秒露光+ディザー → 露光時間に制限がある(20秒程度)
  5. 赤道儀SA-GTiでの60秒露光+ディザー+ガイド 
  6. 赤道儀SA-GTiでの3秒露光でゲインを0に下げる+ディザー+ガイド → 読み出しノイズが顕著になる
順に詳しく見ていきます。


1. 経緯台AZ-GTiでの10秒露光 (ガイドなし、ディザーなし)

まず対極で、できる限り簡単な撮影というものをしてみましょう。

ここでは赤道儀の代わりに、自動導入機能がある経緯台AZ-GTiを使ってみます。鏡筒を軽いもの、例えばFMA135やFMA180とかなら、もっと手軽にトラバースでも構いません。特にトラバースは超小型で自動導入も自動追尾もできるので、対極という意味ではこちらの方がいいのかもしれません。トラバースについては以前撮影例を記事にしているので、よかったらご覧ください。

これらの経緯台は赤道儀と違って、極軸調整などを省くことができます。最初はオートガイドやディザー撮影も無しとします。経緯台なのですが、自動追尾はできます。それでも経緯台は縦と横とでしか動かせないので、長時間で回転していく星を追尾しようとすると、視野の回転が問題となるはずです。視野の回転はそこそこ激しいので、星像が天になるためには露光時間に制限ができます。鏡筒やカメラにもよりますが、今回の機材だと現実的には10秒程度でしょう。また視野が流れてしまうことによる「縞ノイズ」が問題になってきます。

今回使うAZ-GTiの写真です。SA-GTiの元になった機器だと思いますが、経緯台だけあってAZ-GTiもかなり小さいです。

D81DD62F-BDC9-42B4-8948-B36F477D5BA9
左がトラバース、右がAZ-GTiです。どちらもコンパクトです。

実際に撮影した結果を示します。問題を見やすくするために、かなり明るくしています。1枚当たり10秒露光で、30フレームなので高々5分程度の撮影ですが、

Stack_30frames_300s_22_40_26_WithDisplayStretch_HT

まず視野回転しているのがわかります。右下の方にずれていっている様子がわかります。ずれが三角型になっているのが、視野が回転している証拠です。多少ならば最終的にトリミングすればいいのですが、長時間撮影ではカットする部分が大きくなってしまいます。

PlayerOneのCMOSカメラにはDPS (Dead Pixel Supression)という機能があり、輝度が飽和してしまうようなホットピクセルは、輝度が0近くになってしまうコールドピクセルという、センサーにどうしても存在してしまうわずかの欠損を目立たなくしています。さらに今回、SharpCapの設定でホットピクセル/コールドピクセルの簡易除去をしていしてます。それでもホットピ/コールドピクセルのようなものが存在しているようで、高々5分の撮影でもスクラッチ状のノイズを残してしまいます。拡大するとよくわかります。

Stack_30frames_300s_22_40_26_WithDisplayStretch_HT_HT_cut

このように経緯台での簡単撮影では、回転とスクラッチ上のノイズが問題になってしまいます。でも逆に言うと、対極的に簡単な撮影でも問題点は高々これくらいです。セットアップが簡単になるなら、十分ペイするくらいのささいな問題点かもしれません。

この後に画像処理をすることで、たった5分の撮影でも、大迫力のオリオン大星雲の魅力は十分に出てきます。撮影時間が長くなるほど、縞ノイズの問題が深刻になってくることが予測されるでしょうか。許容範囲は人にも求める仕上がり具合にもよると思いますが、後の画像処理次第で十分天体写真として通用するものになるかと思います。


2. 経緯台AZ-GTiでの10秒露光 + ディザー (ガイドなし)ここに文章を入力

経緯台での簡単撮影ですが、どうせ撮影するなら一手間だけかけてみましょう。ここではオートガイドなしのディザーを提案してみます。天体写真に経験のある方だと、ガイドなしでディザーなんかできるのか?と思われる方もいるかもしれませんが、SharpCapのLiveStack撮影ではそれが可能になります。

設定方法です。
  1. SharpCapメニューの「ファイル」の「SharpCapの設定」の中の「ガイディング」タブを開きます。
  2. 下の画面のように「ガイディングアプリケーション」を3つ目の「ASCOMマウントパルス...」を選びます。
  3. 「ディザリング」の「最大ディザステップ」は、AZ-GTi単体で上の「1. 経緯台AZ-GTiでの10秒露光 (ガイドなし、ディザーなし)」で見たホットピクセルやクールピクセルをできるだけ散らしたいため、かなり大きな値にします。ここでは40としました。
  4. その代わり、AZ-GTiが十分に落ち着くように、「ディザリング」の「最大整定時間」を大きくとります。ここでは60秒としました。
  5. 最後に下の「OK」を押します。
07_guide_setting

上記設定でディザー有り、ガイドなしで撮影した結果です。先の1と同じく、10秒露光で5分間の撮影です。
Stack_30frames_300s_22_47_52_WithDisplayStretch_brighter

ホットピクセルやクールピクセルが散らされて、かなり目立たなくなっています。拡大してみます。これくらいなら十分許容範囲ではないでしょうか?
Stack_30frames_300s_22_47_52_WithDisplayStretch_brighter_cut

このように、自動導入経緯台にディザーをかけての撮影というのは、一つのシンプル撮影の到達点かと思います。それでももちろん問題はあって、
  • 視野回転は避けられないこと
  • 露光時間を長く取れない
ということです。今回は10秒程度の撮影なので星像がまともでしたが、AZ-GTiでの経緯台撮影だと20秒程度で星が流れ始めてしまいます。

この星像のずれは、視野回転影響も大きいです。経緯台でオートガイドをすることも不可能ではありませんが、思ったより大変なのと、オートガイドをしたとしても原理的に視野回転は防ぐことはできません。これ以上露光時間を伸ばしたいとすると、赤道儀に移行した方が無難と思われます。


3. 赤道儀SA-GTiでの20秒露光 (ガイドなし、ディザーなし)

というわけで、ここから再び赤道儀のSA-GTiに戻ります。

下の画像はSA-GTiで、オートガイドもディざーも無しで、露光時間を20秒として「1枚だけ」撮影した画像です。
01_single_frame_00001_20_0s_RGB_VNG

中心部付近を拡大してみますが、赤道儀ということもあり視野回転もないし、20秒程度の露光なら星像も全然流れていないことがわかります。
01_single_frame_00001_20_0s_RGB_VNG_cut

「1枚だけ」の撮影なら問題ないのですが、その一方これを例えば20秒露光で「30枚、合計10分」撮影すると何が起こるかというと、以下のようになります。
Stack_30frames_600s_20_28_37_WithDisplayStretch

気づきにくいかもしれないので、拡大します。
Stack_30frames_600s_20_28_37_WithDisplayStretch_cut
星はライブスタックで位置を確認して重ねあわているので、依然流れていません。問題はホットピクセルやクールピクセルが流れて、背景にいくつか縦方向の紫色に見えるスクラッチができているのです。

これは赤道儀のギヤの精度に起因して起こる、「ピリオディックモーション」などと呼ばれる現象が原因です。赤道儀にもよりますが8分程度の周期で、赤経方向にsin波的に揺れてしまう動きが存在します。どれくらい揺れるかは、ギヤの精度に依存します。

ライブスタック技術で、星を位置合わせして重ねるために、星自身は流れなくなっています。その代わりに、1枚1枚に存在する固定位置のホットピクセルやクールピクセルは逆に重なることはなくて、30枚の撮影で軌跡として流れるように残ってしまうというわけです。

ちなみに、今回のこの軌跡は測定してみると22ピクセル程度の長さです。鏡筒の焦点距離360mmとカメラセンサーの大きさ11.2mm x 6.3mm から、このサイトなどで画角を計算すると1.78度 x 1.00度と出ます。センサーの画素数が3856×2180なので、1.78度 x 60 x 60 = 6408秒角、これを3856で割ると、1ピクセルあたり1.79秒角となります。これが22ピクセルあるので、39.3秒角、プラスマイナスで考えると、+/-19.7秒角のピリオディックエラーということになります。この値はオリオン大星雲で測定しましたが、天の赤道付近なので、この値から大きく変わることはないでしょう(実際には赤緯-5度付近にあるので、5%程度小さく測定されています。それを補正しても+/-21秒角程度でしょう。)。以前測定したAZ-GTiを赤道儀モードで測定した値が+/-75秒角程度でした(今思うとかなり大きな値なので、再計算しましたが間違ってませんでした)から、随分と改善されていることになります。

少し脱線しましたが、このように赤道儀を使ってもピリオディックモーションからくる制限があります。これを解決するために、次はディザーを考えます。


4. 赤道儀SA-GTiでの20秒露光+ディザー  (ガイドなし)

3で見た、ピリオディックモーションでのホット/クールピクセルの軌跡をなくすために、赤道儀でディザーをしたら、どうなるでしょうか?ただし、オートガイドはなしです。露光時間20秒、総露光時間5分間です。
Stack_15frames_300s_20_57_18_WithDisplayStretch

拡大します。
Stack_15frames_300s_20_57_18_WithDisplayStretch_cut

3の時よりかなりマシになっていますが、まだ少し軌跡が残っています。これは少し設定ミスがあって、記録を見たらディザー設定の「最大ディザステップ」が10と少し小さく設定し過ぎたようです。AZ-GTiの時は40だったので、もう少し散らせばもっとまともになるかもしれません。

さて、ディザーで軌跡が少しマシになることは分かりましたが、まだ根本的な問題があります。1枚当たりの最大露光時間がピリオディックモーションで制限されているということです。例えば下の画像は、これまで通りオートガイドなしで60秒露光したものです。
Stack_1frames_60s_20_24_55_WithDisplayStretch

中心付近を拡大するとわかりますが、既に星が流れてしまっています。これは1枚撮影する間にピリオディックモーションによって星が動いてしまい、1枚の画像の中にその動きが記録されてしまうことが原因です。
Stack_1frames_60s_20_24_55_WithDisplayStretch_cut

これを避けるためには、1枚撮影している間に、星の位置を保つようにオートガイドをする必要が出てきます。


5. 赤道儀SA-GTiでの60秒露光+ディザー+ガイド

まず、20秒露光でトータル5分、ディザーあり、それにPHD2によるオートガイドを加えます。ディザーはPHD2の支配下に置かれるので、PHD2でのディザー幅の設定となり、4の時より大きな幅で動かしています。
Stack_15frames_300s_21_09_53_WithDisplayStretch

変な軌跡も完全に消えていますし、星像も流れていません

さらに条件を厳しくして、露光時間を60秒露光と伸ばして、トータルで少し長く16分、ディザーあり、それにPHD2によるオートガイドを加えたものです。
Stack_8frames_480s_21_00_44_WithDisplayStretch

このようにガイドのおかげで、長時間露光してもピリオディックモーションが出てこなくて、星流れていないのがわかります。

赤道儀を使って1枚当たりの露光時間を伸ばそうとすると、やはりガイドとディザーを使った方がいいという結果になります。


一旦まとめ

ここまでをまとめます。
  • 経緯台だろうと、赤道儀だろうと、ディザーはあった方がいい。
  • 経緯台でディザーをするならば、かなりシンプルな撮影体制を構築することができる。ただし、画角回転は避けられない。同時に、1枚当たりの露光時間も10秒程度とかなり制限される。
  • 赤道儀を使うことで画角回転は避けられるが、オートガイドを使わない場合は、ピリオディックモーションのために1枚当たりの露光時間を伸ばすことはできない。
  • 赤道儀でも露光時間を伸ばしたい場合は、オートガイドは必須。
といったところでしょうか。

ここまでで大体の検証は終わりですが、露光時間を伸ばすための努力だったと言ってもいいかもしれません。その反証として最後にもう一つ、1枚当たりの露光時間が短い場合の弊害を見てみましょう。


6. 赤道儀SA-GTiでの3秒露光でゲインを0に下げる+ディザー+ガイド

ここではこれまでのSA-GTiの赤道儀で、露光時間を3秒に下げ、さらにカメラのアナログゲインも220から0にするという、極端な場合を示します。上の5が60秒露光だったので20分の1、さらにアナログゲインが220変わっているので、220 [0.1dB] = 22 [dB] = 20 + 2 [dB] = 10 x 1.26 [倍] = 12.6 [倍]小さくなります。露光時間と合わせると、1/(20 x 12.6) = 1/252  ~ 0.004と0.4%ほどの明るさになったということです。これで100フレーム、合計300秒=5分撮影した結果です。
Stack_100frames_300s_21_28_38_WithDisplayStretch_enhanced

たくさんの縦線と、淡いですが横線も見えています。これは俗に言う「読み出しノイズ (リードノイズ)」が見えてきてしまっているということです。露光時間が短かったり、ゲインが低かったりした場合にこのような状態になります。要するに暗すぎるということです。

同じ露光時間3秒でも、アナログゲインが220の場合はかなりマシになります。1枚当たりの露光時間は上と同じ3秒、100フレームで5分間の撮影は同じです。オートガイドをしていないので、ホット/クールピクセルの軌跡は残ってしまっています。かなり炙り出しているので、縦縞はまだ見えますが、横縞に関してはほとんど無視できます。
Stack_100frames_300s_21_17_26_enhanced

背景はまだひどいですが、面白いのはオリオン大星雲の中心のトラペジウムはよく見えているということです。どうも前回までに撮影したゲイン220で1分露光は少し明るすぎるのかもしれません。中心を取るか背景を取るか、ここら辺が難しくまた面白いところです。

いずれにせよ、露光時間が短いとか、ゲインが小さいとかで、写している天体からの信号が小さい場合、読み出しノイズが支配的になって、縦横の縞ノイズが現れてきます。ホットピクセルやクールピクセルが流れる縞ノイズは斜めに流れることが多いので、このように垂直、水平にノイズが出るようならば、自分の撮影時の設定が暗すぎはしないか、一度疑ってみるといいと思います。


まとめ

いろいろ検証しましたが、結局のところ、電視観望を利用した撮影と言っても、撮影の段階で解決できることはできる限り解決しておいた方がいいということです。

今回の結果から、電視観望技術を利用した撮影方法は、主に下の2つの方法に収束すると思います。
  • 経緯台で、短時間で、ガイドなしで、ディザーを使って縞ノイズを散らす方法は、シンプルという観点から十分使う価値がある。
  • 赤道儀で長時間露光を目指すならば、オートガイドとディザーを使う方がいい。ガイドなしだとピリオディックモーションで1枚当たりの撮影時間が制限される。
といったところでしょうか。

次回は、長時間露光のパラメータを探ってみます。










2023年9月17日から18日までの二日間、京都の南丹市で開催される「星をもとめて」、通称「星もと」に参加してきました。星もとは関西で行われるほぼ唯一の星まつりで、関西より以西の方にとっては貴重な場なのではないかと思います。ここだけで顔を合わせることができる方もたくさんいるので、私によっても貴重な星まつりです。


準備と出発

前日の16日の土曜日は、元々飛騨コスモス天文台で二胡という楽器の演奏会と天体観望会の予定だったので、星もとに行くのと同じような機材を用意していました。結局土曜は天気が良くなくて演奏会も観望会も次の日の日曜に延期になってしまったので、時間的にも余裕ができ、星もとへの準備もほぼできてしまっていたので、午後9時くらいには早々と寝てしまいました。そのせいもあるのか、日曜は朝4時には目が覚めてしまって、自宅で朝食もゆっくりとっても午前5時半頃に出発することができました。

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富山ICから北陸道に入り、敦賀JCTで舞鶴若狭自動車道へと向かいます。JCTすぐ手前の南条SAで朝ラーメンを食べたりで、結構のんびり運転していて、現場に着いたのは午前10時半頃です。着いてみたら駐車場が一杯でびっくりでした。別のイベント(子供の自転車レース?)が行われていて、ほとんど車を止める場所がありませんでした。私は今回ユニテックブースでお世話になるので、機材搬入もあるため近くに止めることができましたが、他の方の話を聞いているとかなり遠くに止めざるを得なかったようです。


機材搬入

現地到着してすぐにユニテックの方達も到着したので、そのまま機材搬入です。今回も胎内星まつりに引き続き、SWAT+AZ-GTi = 「SWAgTi」の展示がメインです。



ちょうど昼時でユニテックの方は昼食に出かけたので、一人で気楽に準備を続けます。下の写真のようにSWAgTiを目立つように展示して、あとは机の近くにC8とPSTを使った太陽電視観望をセットしました。明るい中で太陽Hα画像をモニターに映し出すために、モニターをテントの中の影のところに置きました。この日はとても暑くて私もバテてしまわないようにテントの日陰の中から操作です。黒点こそ少なかったですが、大きなプロミネンスやダークフィラメントがはっきり出ていて、見ていただいた方には喜んでもらえたようです。

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実際に昼間はかなり暑くて、ユニテックスタッフの方が暑さでダウンしてしまったようで帰って来れなくなってしまったとのことです。そのためずっと店番をしていたのですが、勝手に物を売るわけにもいかずに、あたふたしていました。お客さんの中にもユニテックの方の知り合いがたくさんいて、心配してか「大丈夫なのか?」と何度も声をかけられました。

午後1時には開会式が始まります。
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会場には太陽観望望遠鏡がいくつか出ていました。眼視でも十分迫力があるくらいのプロミネンスと光球面でした。何人かのスタッフの方には、ユニテックのところに設置した太陽電視観望も見てもらいました。

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今回はユニテックブースでデモに徹していたこともあり、あまり会場内を見ていません。恒例のKYOEIのジャンク市も自分の中であまり盛り上がらず、結局参加せずでした。なんと今回はこの星もとにおいて、買い物を一つもしていません!物欲を制御し切っています!というか、実際にはモノに関してはかなり落ち着いてきたのかと思います。

余り他を見てませんが、それでもたくさんの方に会うことができました。
  • 2017年だったでしょうか、星もとのスタッフとして参加していた女子学生で、娘とともに当時色々お話しさせてもらった方が、私のことを覚えていてくれて、わざわざ挨拶に来てくれました。高校の時に天文部を立ち上げたり、星もとでも展示や講演をするような活発な学生さんで、卒業後一旦教師になったことは風の便りに聞いていたのですが、その後プラネタリウムで解説をするという、見事天文関連の職についたとのことです。
  • 昨年小海で会って、自宅にまで来てくれた石川のOさん一家の、6年生の男の子が大成長してました。ご両親を完全に後ろに置いていってしまうくらいの天文っ子になっています。
  • 以前星もとでお会いした、雑兵Aさん親子にも再会できました。お子さんが小さかったイメージなのですが、すっかり大きくなっていて全然印象が違いました。プラネタリウムの解説をされたとのことですが、行けなくて申し訳ありません。ちょっと疲れ果ててました。
  • 短時間でしたが今年も迷人会の方に会うことができました。こたろうさん、ええじさん、井戸端さんなど皆さん相変わらずの盛り上がりで、とても楽しそうでした。
  • 久しぶりにあぷらなーとさんにも会うことができました。迷人会ブースで行われていた霧箱電視観望がずいぶん盛り上がったとのこと。見たかったです。
他にも書ききれませんが、たくさんの方にお会いすることができました。

午後4時頃でしょうか、雨が少しだけぱらついたときがあり、ここで太陽望遠鏡は片付けました。夕方になってやっとユニテックの方が復活され、ブースで商品販売なども始まりました。ちょっとほっとしました。


広域電視観望

18時位からでしょうか、ユニテックブースの前でデモの準備を始めます。タカハシさんのブースが隣で、望遠鏡を多数展開していたので、それに邪魔にならないように少し離してテーブルを設置しました。お客さんにも見やすいように、24インチ程度の別モニターを用意して、PCと対面にして置きます。

まずはテストで広域電視観望で天の川を見せます。この日の天文薄明終了が19時半頃でしたが、19時にはすでにかなり綺麗な天の川を映し出すことができていました。天の川は一般の人にもかなり受けるので、みなさん注目してくれます。

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下からM8、M20、M16、M17がはっきり見えています。天文に詳しいお客さんも多く、お客さん同士で解説してくれていました。

天文に興味のある人は機材にも注目してくれます。技術的なところはこのページを見ていただくとして、レンズとCMOSカメラを繋ぐアダプターについて何人かの方から質問を受けました。私は古いNIKKORレンズを使っているので、アマゾンなどでNIKON FレンズからCanon EFマウントへ変化するアダプターを使っています。私が買ったものはすでに廃盤ですが、代替品はいくつも見つかると思います。そのあとはZWOのEFマウントからASIカメラのT2への変換アダプターを使っています。ただし私が持っているのは旧版で、アダプターで長さ調整ができるものでしたが、今のバージョンは長さ固定になっているようです。基本的にはこれでピントが出るはずです。他にも「カメラレンズ 望遠鏡」などで検索すると、レンズからアイピース差し込み口に変換するようなアダプターをいくつか見つけることができます。CMOSカメラに標準添付のアイピース口用のノーズアダプターをつけると、これらも使うことができるはずなので、探してみてもいいかもしれません。


今回のSWAgTiデモの目標

テストのつもりだった広域電視観望が好評で、なかなかメインのSWAgTiのデモに移れません。結局19時半頃に半ば強引に天の川表示を止めて、SWAgTiにつけてあるEOS  6DをSharpCapから接続します。

今回の目標は
  1. 6Dの画僧を使い極軸調整をして
  2. 同じく6Dの画像を使いプレートソルブをしてAZ-GTiで自動導入し
  3. 自動追尾をSWATに切り替えて、ガイドなしで焦点距離370mmで3分露光で星像を点にすること
です。


最初は全然ダメ

まずは6Dを使った極軸調整です。今回は自宅で事前にきちんと試していたので問題ないはずと思っていたのですが、全然うまくいきませんでした。星の認識の時点でまったくだめそうなので、結局1度くらいずれている状態で初期アラインメントに移りました。一発目から狙いのアルタイルが画面の端に入ってきたのですが、肝心のプレートソルブはなぜかうまくいかず。焦って余裕もなかったのでそのままマニュアルで初期アラインメントを完了しました。次に自動導入ですが、対象は比べやすいように胎内の時と同じM27としました。AZ-GTiでの自動導入は問題なく動きます。とりあえず撮影と称して、30秒、1分、3分と順に長く露光していきましたが、極軸が合っていない現状では3分では予想通り大きく星像が流れてしまいました。

これでは流石にだめなので、ここで再度極軸調整をやり直すことを決意し、一から始めることにしました。


2回目の挑戦

ところが、2回目はさらにダメでした。まず、ASCOM経由で6Dに接続することさえできません。カメラ電源を入れ直したり、USBケーブルを繋ぎ直したり何度かやってもエラーが出でしまいます。こういうときは焦るのが一番ダメです。「焦るな、焦るな」と自分言い聞かせて、PCを再起動することにしました。お客さんを待たせるとになりますが、こういうときは再起動以外大抵ダメなのはこれまでも経験しています。お客さんに「申し訳ありません、飽きたら他のところでも見ていてください」とお断りするのですが、それでも何人かの方はずっと見ていてくれています。とてもありがたかったです。

やり直した甲斐はあり、PC再起動の後はかなり順調で無事に6Dも認識され、極軸調整に移ります。今回、なぜ極軸調整がうまくいかないか、問題点がわかってきました。今後の記録も兼ねて、記述として残しておきます。


極軸調整の問題点

6Dの場合、通常のスナップショットでの撮影と、極軸調整時の連続撮影で、少し違いがあることに気づきました。極軸撮影の場合、ヒストグラムを見ていると余分なノイズが入り込み、線状に表れるためにオートストレッチで変な設定になってしまうことです。極軸調整時の星はストレッチ込みで星が認識されるのですが、うまく星が認識できないために位置特定ができないようです。

これを回避するためには、一度あえてスナップショットでオートストレッチして、その設定状況を何も変えない状態で極軸調整に持ち込むことです。画面を見ると、変な明るさや変な色に見えるかもしれませんが、正しく位置認識できるようです。画面がなんかおかしいと思ってストレッチを手でいじったりオートストレッチすると、それ以降全く位置認識ができないということに気づきました。

少なくとも今回、現場でこのことに気づいてから、2度目の極軸調整では位置認識は問題なくできるようになりました。


三脚が大きかった

位置特定さえできれがあとは実際に赤道儀部の方向を合わせるだけなのですが、次の問題点はいつもと違った三脚を使っていたことでした。普段は写真のような、バサルトという素材でできたGitzo製の小さい三脚を、足を一番短くして、しかも足を開いてできるだけ安定な状態で使っています。

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今回はユニテックさんにお借りした、背の高いカーボン三脚を使いました。脚を3段階で伸ばすことができます。高い三脚はデモで人に見てもらうのにはとても適しています。胎内では、フルに脚を伸ばしていたのですが、安定性を考え今回は1段脚を縮めて、2段階伸ばした状態で使用しました。それでも、やはりまだ物として大きく、手で三脚を水平方向に少しだけ回して極軸の水平方向を合わせるとか、三脚の脚を少しだけ伸び縮みさせて極軸の垂直方向を合わせるとかするには、かなり精度的に厳しかったです。

いつもの小さい三脚なら多分できていたのですが、今回の大きな三脚には微動自由雲台を使うべきでした。もしくは、水平だけならまだなんとかなったので、垂直方向だけなら三脚アジャスターを使ってもよかったのかもしれません。


なんとか極軸あわせ完了

結局最後は、気合で極軸調整で4分角程度まで合わせ込むことができました。実際にはこれ以上触ると悪くなりそうなので、ここで止めたというのが正直なところです。それでもここまで合わせれば黄道上の最も動くところでも4分間で4秒角程度のズレなので、十分な精度です。

02
4分角まで合わせましたが、背景の色が暗くておかしいのがわかると思います。
またヒストグラムを見ても背景のピーク以外に何本もピークがが立っているのがわかります。 

この精度で試しに2分間の露光でM27を撮影したところ、見事に点像になったので、やっと一安心できました。

03
ガイドなしで2分間の露光ですが、星像は流れていないのがわかります。
上下バーとサイドバーをみるとわかりますが、星像の流れを確認するためにかなり拡大しています。

これで撮影開始と思って、ライブスタックを開始したのですが、なぜか2枚目以降スタックされません。「何ででしょうか?」とボヤいていたら、お客さんの一人が「雲じゃないですか?」と教えてくれて、実際空を見たらかなり雲に覆われていました。

結局ここでデモも終わりとなりましたが、今回はトラブルが延々と続いていたので、見ていた方に本当に申し訳なかったです。それでも、胎内では「やる」と宣言していた6Dにそもそも辿りつかなくて、結局CMOSカメラを使ってしまい、しかも極軸調整もできなくて、30秒露光でギリギリ星が流れない程度でした。

今回は6Dを使って、なんとか極軸調整には辿り着き、プレートソルブこそできませんでしたが、2分露光で星が点像になったので、かなりの進歩と言えるでしょう。自宅で試した時はスムーズにできていたのですが、人に見せるデモで同じことをするのがいかに難しいか、痛感しました。総合としては60点くらいでしょうか。

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やっと撮影に入って、ホットして写真を撮ることができました。

トラブルも含めてかなり長い時間見てくれていた方もいらっしゃいます。グダグダだったにもかかわらず、本当に感謝です。何が問題だったかも分かってきたので、次回チャンスがある時はもう少しスムーズにいければと思います。

22時頃には片付けも終わり、会場をあとにしました。この日は車で30分くらいのところに宿を取ってあって、星まつりとしては珍しくゆっくりと夜に眠ることができました。晴れていたら少し後ろ髪を引かれたかもしれませんが、曇りだったので、会場の他の方も早めに退散しているようでした。


二日目

二日目の朝はホテルで朝食を取り、その後再び「星もと」会場に向かいました。二日目は店舗ブースも数軒しか空いていませんでしたが、お目当ては国際光器さんです。

IMG_8570
二日目朝の様子。スタッフの方が後片付けをしています。
奥に見える国際光器さんが目当てです。

実は一日目に国際光器さんのところに48mmのOIIIフィルターの訳あり特価品がおいてあり、ちょっと迷っていたので後で買おうと思っていたら、すっかり忘れてしまっていました。もしかしたら二日目もまだ残っているかもと思って見にきたというわけです。国際光器さんのブースが空いていることは確信していました。どの星まつりでも、いつも朝イチから一番遅くまでブースを開けてくれているので、国際光器さんには本当に頭が下がります。素晴らしい姿勢だと思います。残念ながらお目当てのフィルターは売れてしまっていましたが、店長さんといろいろ話すことができました。特にε130Dのフラット補正について興味深く聞いていただきました。バーダーのズームアイピースと、ハーシャルプリズムの特価品に後ろ髪を引かれましたが、今月少し費いすぎているので、グッと我慢しました。

朝の会場には、石川のOさん一家が二日目もいらしていて、ご家族としばらく話していました。子供が今6年生とのことですが、すでに天文検定4級はうかったとのことで、次は3級に挑戦するとのことです。話していても普通の大人のかなりのマニアと話をしているみたいで、将来がとても楽しみです。

その後、抽選会が始まったので参加したところ、タカハシのTシャツとクリアファイルを頂きました。午前11時に終了の宣言があり、そのまま帰路につきました。

IMG_8577

途中の南條SAで昼食を取ろうと立ち寄ったら、またOさん一家にお会いしました。同じような時間に出たのと、立ち寄るとしたらこのSAなので、ある意味必然だったのかもしれません。次の小海での再会を約束し、ここで本当のお別れとなりました。


帰宅とまとめ

結局自宅に着いたのは夕方の17時過ぎでした。金沢から富山間がずっと工事続きで、北陸道としては珍しく連続渋滞でした。二日とも暑かったせいもあってか、軽く夕食を食べてから19時頃には疲れて寝てしまい、結局朝まで起きられなかったです。胎内の時も昼前くらいに自宅に着いてそのまま夕方まで寝て、さらに夜も朝まで寝ても疲れが取れなかったので、暑い時はできるだけ無理しないようにすることが大事かと思います。

今回は昼も夜もデモが中心になってしまい、会場を回ることがあまりできませんでしたが、それでもかなり楽しかったです。特にトラブル続きのデモも、飽きることなく真剣に見てくれた方がたくさんいて、とても感謝しています。以前星もとでお会いして、今回久しぶりに会えた方も何人かいました。また来年会えるのが今からとても楽しみです。


プレートソルブトラブル解決集の続報です。今回はある意味決定版になっています。前回あやふやにし解決できなかったことが、かなり確実に解決できるようになりました。




SynScan Proの最新版

2023/9/2にSynScan Proの最新版(v2.4.5)がリリースされました。リリースノートによると、今回のバージョンアップでプレートソルブ関連で以下のような改善をしています。
  • Re-enabled PAE, where were disabled from 2.3.4 to 2.3.9
  • Replaced "Align with Sync" page with "Sync samples" page.
  • Multi-star alignment, where performing any of the following adds a sync sample:
  • Using one of the alignment methods from the Alignment page
  • Centering on a celestial object at the prompt after any catalog object GOTO
  • Receiving a `SyncTo` command from ASCOM with a plate-solving software
これは2022年9月にバージョン1台からバージョン2台になって以来、初めてのプレートソルブ関連の大きな改善です。バージョン2以降では、上に書いてある2.3.4でPAE(調べるとPointing Accuracy Enhancementとのことです)をオフにしたことが唯一の変更で、それも今回戻してあるということなので、それを含めて初の大きな改善となるということです。

現実に、バージョン1台でそこそこ安定だったプレートソルブ関連は、バージョン2台で不安定になりがちでした。そのため、プレートソルブを試す際は、まずは手持ちのSynScan Proを現段階で最新のv2.4.5以降にすることをお勧めします。実際に、今回かなり安定な状況を実現できています。

また、最新のSynScan ProではPCに接続されたゲームコントローラーでAZ-GTiが動かせるそうです。私はまだ試していませんが、Xbox互換、PS3互換のものが使えるそうなので、興味がある方は一緒に試してみるのもいいかもしれません。

あと、SynScan Proではなく、ただのSynScanもアップデートされていますが、こちらはProを単に機能制限しただけのようなものです。その機能制限の中にはワンスターアラインメントなどあって然るべき機能も含まれて制限されてしまっているので、私は今はProの方しか使っていません。SNS上には、Proでない方でどうしても解決しなかったトラブルが、ショップの方の助言でProにしただけで一発で解決したという例もあるみたいなので、何か理由がない限りPro版を使う方がいいのかと思います。


接続の確認

今回の動作条件は、AZ-GTiを使ったプレートソルブをするために、PCにSynScan ProとSharpCapがインストールされていて、それぞれをASCOM環境で接続するためにASCOMプラットフォームがインストールされていることとします。プレートソルブはASTAPもしくはASPSを使います。最新のSharpCapではPlatesolve3もサポートしているので使えるかもしれません(私はまだ未検証)。

1. SynScan ProとAZ-ZTiの接続

まずはSynScan ProとAZ-ZTiの接続がきちんと確立されているか確認します。接続方法はデフォルトのWiFiを使っても、オプションのケーブルを使った有線でも、どちらでも構いません。プレートソルブをするためには「PC上の」SynScan ProとAZ-GTiを接続することが必要で、最初はスマホやタブレットのSynScan Proでの接続でも構いませんが、プレートソルブ時、より正確にいうとSharpCapと接続する時にはPC上で動いているSynScan Proとの接続が必要になります。

経緯台モードか赤道儀モードかはどちらでも構いません。自分が設置している状態に合わせてください、どちらのモードでも正しくプレートソルブができます。

一つ重要なことが、緯度経度情報が正しく入っているかです。SynScan Pro上で「設定」から「位置情報」を見て、きちんと緯度経度が入力されている確認します。

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PCはGPSを持っていないので、位置情報を自動的には取得できないことが多いです。GPSを持っていなくてもインターネットから位置情報を獲得することもできますが、正しい位置にならない場合もありますので、自分で数値で確認するのが確実です。ここが大きく間違っていると、プレートソルブも初期アラインメントも全然違った方向に行ってしまいます。関連した注意ですが、最初スマホやタブレットのSynScan Proに接続して正しい位置情報が入っていると思っても、PCに切り替えた時にはその情報は引き継がれません。なので、PC上のSynScan Proで位置情報を確かめるようにしてください。


2. SharpCapとSynScan Proの接続

次にSharpCapとSynScan ProをASCOM経由で接続します。ASCOMプラットフォームはASCOMのページから、SynScanアプリ用のASCOMドライバー(2023/9/11現在、2023/9/3のv1.4.0が最新)はSkyWatcherのページからダウンロードしてインストールしてあるとします。

SharpCapの「設定」の「ハードウェア」から「SynScan App driver」を選び、メイン画面右の「望遠鏡制御」の「接続済み」をオンにします。正しく接続されると、AZ-GTiが向いている方向などの数値が出てきます。一つ確認しておくといいのは、その数値が時間と共に動いているか、PC上のSynScan  Proの「ユーティリティ」の「情報」を見て、その数値と合っているかを見ることで、きちんと接続されているかがわかります。実際、以前のバージョンでは数値が動かなかったり、全部0だったりして、接続できたように見えてもうまく接続できていないことが何度かありました。今のところ、最新バージョンのSynScan Proでは接続に失敗したことはありません。


SharpCapのプレートソルブの設定

接続がきちんとできていたら、次はプレートソルブの設定の確認です。まず、SharpCapの「設定」「プレートソルブ」画面を見ます。

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ASTAPもしくはASPS、もしくはその両方がインストールされているでしょうか?インストールされている場倍は、上の画面のように下の方にFoundとかでますが、まだインストールされていない場合は、どちらか、もしくは両方ともインストールしてください。「プレートソルブアプリケーションの選択」で選択することも忘れないでください。お勧めはASTAPですが、たまにASTAPだと解決できなくて、ASPSだと解決できることがあります。でもASPSは遅いので私は普段使いはASTAP、どうしてもダメな時はASPSとしています。

重要なことの一つ目は、焦点距離がきちんとあっているかです。これが実際の鏡筒と大きく間違っていると、どうやってもプレートソルブで位置解決ができません。

重要なことの二つ目は、下の画像のようにSynScanとの同期方法を4つ目の「マウント位置をオフセットして、天体位置を中央に配置する」を選ぶことです。これまでは2つ目の「マウントを同期し、天体を中央に再配置する」にしてたのですが、SysScan Proが反応せずAZ-GTiが動かないことがありました。4つ目のオプションは今のところほとんどの場合AZ-GTiをきちんと動かせています。

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初期アラインメント

準備ができたら、初期アランメントの最中にプレートソルブを試してみましょう。まずはSynScan Proから「アラインメント」を選びます。1スターアラインメントで十分でしょう。出てきたリストの中から、今見えているわかりやすい星を選び、そのまま導入します。今回は木星を選びました。

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SynScan Proがターゲット天体に向くまでに、ターゲットまでの差が角度で表示され、数字がどんどん小さくなっていきます。SynScan Proがターゲットの方向に向いたと思い込んだ時に下のような画面になります。

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ここで、SharpCapの画面にターゲットの星が出て来ればいいですが、出てこない場合はプレートソルブの出番です。上の画面で書いてある「マニュアルで中心に」というのの代わりに、「プレートソルブで中心に」持って行ってやるという意味です。なのでこの時点ではまだ、完了をSynScan Proに知らせる真ん中の「星印の横長ボタン」を押してはいけません


プレートソルブの実行

プレートソルブはSharpCapのメニューの「ツール」から「プレートソルブ後再同期」を選ぶか、右側パネルの「望遠鏡制御」の方向矢印の左下の方角マークのようなアイコンを押します。

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うまくプレートソルブが下位を見つけると、どれだけずれていたかの表示が角度で緑色のバーのところに表示され、自動的にターゲット天体が真ん中に来るようにAZ-GTi下に信号が送られて、下の画面のように実際にターゲット天体が導入されます。

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問題はこうならない時です。いろんなケースがあります。まず、以下のようにNo solution foundと出る場合です。2つの原因が考えられます。もし下の画面のように望遠鏡接続のところの数値が明らかにおかしい場合は、SharpCapとSynScan Proとの接続がうまくいっていません。再度接続しなおしてください。再接続でエラーなど出る場合は、SynScan Proをいったん閉じて再度開いてから、SharpCapから接続してみてください。

スクリーンショット 2023-06-21 204001

接続がうまくいっているはずなのにこのエラー場出る場合は、あまり追求せずにターゲット天体を変えてみてください。一度この状態でできる限りのことをやったことがあるのですが、結局どの試みも失敗し、最後あきらめがてらターゲット天体を変えたら、今までの苦労は何だったのかというくらい、一発でプレートソルブが成功しました。なので最近はこのエラーが出たら無駄なことはせずに、素直にターゲット天体を変えるようにしています。

上の問題が解決した時に、次によく出るエラーが、下の画面のような星が「多すぎる」とか「少なすぎる」とかいうものです。でもこのエラー、SynScan Proを最新版にしてから「多すぎる」というのは見なくなりました。今のところだけかもしれませんが、改善されたのかもしれません。星が「少なすぎる」というのは、プレートソルブをうまくやろうとしているが、取得した画像のクオリティが悪い場合に出てきます。雲が多い、空が明るすぎて星がよく見えないなどです。この場合は露光時間を延ばすとうまくいくケースが多いです。

スクリーンショット 2023-06-21 204001

ただし逆に、露光時間を延ばしすぎてうまくいかないこともあります。例えば星が流れてしまう場合です。私は5秒程度が最もうまくいっています。どれだけ星が流れるかは、AZ-GTiの水平出しの精度、見ている方向などによりますので、取得した画面で星が明らかに流れていないか確認してみてください。星が流れない限りは、露光時間は長いほうが有利です。

このエラーが回避されれば、あとはうまくいくでしょう。自動的にAZ-GTiが動き出し、ターゲット天体が画面真ん中近くに来るはずです。


初期アラインメントの完了と、次の天体の自動導入

プレートソルブがうまくいったら、初期アラインメントのマニュアルで中心へもっていくことが完了したことになります。SynScan Proに残っていた初期アラインメント画面の真ん中の星印バーを押すのを忘れないでください。これでプレートソルブを利用した初期アラインメントは完了です。実際に見てみたい天体をSynScan Proから自動導入してみてください。

さて、初期アラインメントで導入したターゲット天体の近くの天体を自動導入する場合は、特に問題なく画面真ん中らへんに来るかと思います。

ところが、遠くの天体を自動導入する場合は画面内に入らないこともあるかと思いますが、その場合もプレートソルブをしてみてください。設定などはうまくいっているはずなので、今度は特に問題なく真ん中に導入されるはずです。ただし自動導入でプレートソルブをしたとしても、AZ-GTiが認識している(遠くに移動した誤差のために間違って認識されている)位置がアップデートされるわけではないです。そのため、次の天体がもし今導入したものの近くにあったとしても、同じような誤差のために画面内に入ってこなくて、再度プレートソルブをする必要があるかと思います。そんな場合はSynScan Proでアラインメントを選んで、今見ている方向の近くにある星でアラインメントを取り直してみてください。同じように「マニュアルで中心に」と出たところで再びプレートソルブをして、うまく導入されたら初期アランメントを完了して、SynScan Proが認識している位置をアップデートしてみてください。こうすることで、その付近の天体の自動導入できちんと画面内に入るようになるはずです。


トラバースの場合

今回AZ-GTiだけでなく、少し前に発表されたSynScan仲間のトラバースもじっくり試してみました。



上の記事でも少し書いていますが、この記事で試した次の日の観望会でも接続やプレートソルブにトラブルがありました。その後自宅などでも何度か試していたのですが、うまくいく時とうまくいかない時の差がかなりあり、観望会本番で使うのは少し怖いという印象でした。少なくともAZ-GTiと比べると安定度の差はあったかと思います。

ところが、今回SynScan Proのバージョンを最新のものにアップデートしてからは、トラバースで以前経験したようなトラブルは今のところ一切なくなっています。少なくとも、もうAZ-GTiとの差は感じられないレベルの安定度です。

まだ何度か検証する必要はあるかと思いますが、観望会での実戦投入も含めて、実際に使っていけるレベルかと思いますので、今後どんどん活用していきたいと思います。


これ以降は、古いバージョンのSynScan Proで試したことも含めた補足記事です。ほとんど役に立たないと思いますが、参考がてら載せておきます。

Device Hubは関係なさそう

(古いSynScan Proで)AZ-GTiとトラバースを交互に使用するなど、複数台からの接続がうまくいかない場合、ASCOMのDevice Hubを使うといいという情報を得ました。Device Hubは複数の各機器のASCOMドライバーを管理し、接続を制御するという中間的なハブの役割をするものです。ダウンロード場所が分かりにくかったのですがここになります。



前回不安定だった状況を再現し、それがDevice Hubで解決するか試しましたが、残念ながらSharpCap上でASCOM Driver for SynScan Appに直接つなぐ方法と、Device Hubを通してSharpCap上でASCOM Driver for SynScan Appにつなぐ場合では、明確な違いを見ることはできませんでした。


SynScan Proのバージョン

PC上のSynScan Proですが、最新より少し前の2.3.9と(私が持っている古い)1.9.20では明確な違いがありました。今回のSynScan Proの最新版で再びオンにしたというちょっと謎のPAEに関連するかもしれません。 SharpCapから接続してAZ-GTiを動かすことまでは両方とも問題なくできます。ですが、プレートソルブになると2.3.9でAZ-GTiにフィードバックしようとするところまでは行きますが、どうやってもAZ-GTiが反応しないことがありました。それを1.9.20にしたところ、何の問題もなく動くことが何度かありました。1.9.20の方がどうも安定に動くのは確かなようです。

このことは、私だけでなくほかの方も同様の指摘をされていたので、偶然とかではないと思います。最新のSynScan Proのリリースノートにあったように、PAEをバージョン2台のどこかでオフにして再び最新版でオンにしているというので、もしかしたらこれがバージョン1台とバージョン2台の安定性の違いに関係していたのかもしれません


プレートソルブトラブルの振る舞い

もう一つ気づいたことがあります。プレートソルブの最初の段階ですぐに「星が多すぎるのでは」とかのエラーが出て全く動かないときですが、どうも探索範囲が毎回15度程度で止まってしまいこのエラーが出ます。うまくいかない時は、SharpCap上で認識されている鏡筒の向きと、撮影した画像が実際に向いている向きとで大きな違いがあるときに、このエラーが出るようです。問題は、実際にはSynScan Pro上では目標天体の近くを向いていると認識されていても、SharpCapがSynScan Proとうまく接続できていなくて、SharpCap上では全然違う方向を向いていると認識された場合は、このエラーが出るようです。

このエラー、SharpCapのメニューからプレートソルブ実行時に選択できる2つのうちの2つめの「同期までしようとする」とすぐに出るのに、一つ目の「同期せずにプレートソルブだけ試す」と出ないこともあるので、どうも同期までしようとすると15度までの探索とかの制限がかかっているからのかもしれません。

その時やらかしたのですが、SynScan Proの緯度軽度情報を間違っていたり、前回の情報が残っていたりで鏡筒のホームポジションがずれていた場合など、そもそもSynScan Proの方が実際の向きと大きく乖離していると、同じ状況に陥ります。色々触っていると、意外に何度かSynScan Proの段階で間違っていることがありました。この場合、SharpCapといくらうまく接続できていてもダメみたいです。このことの自戒も含めて、今回の記事では注意事項にそのようなことを入れています。


まとめ

今回のSynScan Proのアップデートは、AZ-GTiのプレートソルブに関してかなりの改善がなされたように思います。実際、セレストロン系の赤道儀でこれまでプレートソルブで不安定だったことは一度もなかったので、やはりこれはSynScan系のソフト的な問題だった可能性が高いと思っています。

あと、ASCOMドライバーに関してはアップデートに気づかなくて一つ前の1.3.1を使い続けていましたが、特に不具合は感じませんでした。更新日がSynScan Proとも近いので、もしかしたらアップデートした方がより安定になる可能性もあるかと思います。

あと、これまでのプレートソルブに関するトラブルは、SkyWatcherの代理店であるシュミットさんの方にも何度か報告させていただいていて、今回SynScanおよびSynScan Proがアップデートされた際には、いち早くプレートソルブ関連が改善された可能性があるので試してみて欲しいとの連絡を受けました。私からの報告が実際にフィードバックされたかどうかはわからないのですが、現実にアプリが改善され、連絡までしてもらえたのはとてもうれしく、ショップとしての真摯な対応に感謝したいと思います。また、実際に最新バージョンを試してから記事にするまでに、少し時間がかかってしまったことをお詫びします。

さて、これでAZ-GTiだけでなく、トラバースでのプレートソルブまで実用レベルに達したようなので、カバンの中に余裕で入るミニマムセットでの電視観望をどんどんやっていきたいと思います。

本記事は、一連のSWAT+AZ-GTi=SWAgTi (「スワッティ」gは発音せず) の関連記事になります。




目的

今回は、
  1. SharpCapの極軸調整を一眼レフカメラでやれるかどうか?
  2. プレートソルブを一眼レフカメラでできるかどうか?
という2つのことに挑戦したいと思います。

元々の動機は「SWATユーザーには一眼レフカメラを使って撮影している人が多い」という、開発元のユニテックさんからの情報です。せっかくAZ-GTiで自動導入ができるので、一眼レフカメラでもプレートソルブができないかと考えたことが始まりです。ついでにプレートソルブができるなら極軸合わせもできるのではないかと考えました。

本当は、胎内星まつりのSWAgTiの実演でEOS 6Dで試すところを披露したかったのですが、そこまで全く辿り着かず、いつもやっているCMOSカメラでさえ極軸調整がうまくいかなかったので、その後自宅に帰ってからやっと試すことができたというわけです。胎内で期待されていた方がいましたら、申し訳ありませんでした。この記事で代替とさせてください。


セットアップ

実際のセットアップです。鏡筒はFS-60CBにマルチフラットナーで、鏡筒とフラットナーの間にサイトロンのDBP(Dual Band Pass)フィルターを入れています。そのため恒星が多少暗くなり、極軸調整でもプレートソルブでも影響があるかもしれません。それでも簡単のために撮影時の設定を崩したくないので、今回はフィルターを外したりせずにそのまま試すことにしました。一眼レフカメラとしては天体改造済みのEOS 6Dです。これらをSWAT+AZ-GTiのSWAgTiに載せます。SWAgTiはいつものようにGitzo製のバサルトのミニ三脚に載せます。

鏡筒とカメラである程度重くなっているので、ホームセンターで買った12mmのネジが切ってある金属棒をAZ-GTiにつけ、そこにウェイトをつけています。胎内でユニテックさんにデモを見せてもらったように、SWATの回転方向のバランスをきちんと取らないとSWATのギヤに大きな負担がかかることを学んだので、今後はウェイトを使って赤経方向のバランスを取ることを心がけるようになりました。CMOSカメラの時はウェイト側が重過ぎてバランスが取りきれていなかったのですが、一眼レフカメラになってちょどバランスが取れる範囲になりました。

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極軸合わせ

まずはSharpCapで6Dを認識させることからです。今のSharpCapはASCOM経由で一眼レフカメラのかなりの機種を接続することができます。



ポイントは、SharpCapで一眼レフ用のASCOMドライバーを立ち上げる際には、カメラをケーブルで接続をしない状態で行うか、ケーブルで接続をしてもカメラの電源を入れないことです。こうすることで、エラーなど出ずに下の画面のように設定画面でカメラの設定をすることができます。

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ISOですが、設定画面で設定しものが反映されないことがあるようなので、その場合は一度接続ケーブルを外し、カメラ本体側で操作できるようにしてから設定します。

設定が完了したらカメラを接続して、さらにカメラの電源を入れて、上記設定画面の「OK」ボタンを押します。「カシャーン」とシャッターが上がる音がして動作開始です。おそらく初めて繋ぐときはライブビューモードになっているので、自動的にSharpCapでカメラからの撮影画面が出ますが、これだとシャッターを切り続けてしまい落ち着かないので、すかさず画面右上の「ライブビュー」ボタンを押して以下の画面のようなスティルモードにしてシャッターを切り続けるのを止めます。

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露光時間を設定しますが、今回は16秒で試してみました。シャッター回数が増え過ぎず、一つの動作をあまり待たないくらいの時間という意味です。

ここからはSharpCap上で普通に極軸調整をします。どうやら極軸調整を選ぶと自動的にライブビューモードに切り替わるようです。なので、少なくともここに来るまでに適した露光時間にしておいてください。

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極軸合わせでは自動的にライブビューモードになるようです。

ここからは単に、一コマ一コマに16秒かかる極軸調整になるだけです。星の認識も問題なくできます。
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通常通りNextを押して途中SWAT側で赤経つまみを緩めて90度回転し、どれだけずれているか計算してもらいます。下の画面は2度くらいずれてますね。
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あとは三脚の足の伸び縮みと、三脚をずらしての水平方向の回転で調整します。今回は下のように、30秒角程度まで合わせこむことができました。ここまで合わせると、ずれは4分間かかっても0.3秒程度になるので、今回ターゲットとしている3分間程度の露光では極軸のずれによる星像の流れは完全に無視できるレベルです。おそらく機材のたわみによるズレの方が支配的になってくると思われます。

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でも露光時間が長いので合わせこむ回数にどうしても制限ができてしまいます。あまり突き詰めなくても、3分角程度まで合わすことができれば十分でしょう。これでも最大で4分間で3秒角程度ずれていく程度なので、SWATの精度と同等くらいになります。


極軸合わせのまとめですが、試してみた結果、露光時間が長いので少し時間はかかりますが、それ以外はCMOSカメラでの極軸合わせと何ら変わりはなく、一眼レフカメラでも十分に極軸を合わせられることがわかりました。

ちなみに、最初はASCOMドライバーでライブビューモードを選び、動画モードで極軸合わせができればと考えていたのですが、感度が全く足りませんでした。そもそも動画レベルなので露光時間が1秒より遥かに短くしか撮れていないことが原因です。1等星クラスの明るい星なら見えるかもしれませんが、ほとんどの星はSharpCapの画面上で見ることができません。

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ライブビューモードは使い物になりませんでした。 


プレートソル

極軸合わせでうまくいったので、気を良くして次はAZ-GTiでの初期アラインメントです。ここではちょっと冒険をしてAZ-GTiを使ったプレートソルブを試してみます。

SharpCapからAZ-GTiまでの接続ですが、まずAZ-GTiはSWATの上に乗っかっていて、PC上で立ち上げたSynScan Proから WiFiで接続されています。接続時には赤道儀モードを選んでいます。SharpCapからはASCOMドライバーを介してSynScan Proに繋げます。

この際気を付けることは、SharpCapとSynScan Proがきちんと接続されているか確認することです。きちんと接続されると、SharpCapのコントローラ部に今どちらの方向を向いているかの数字が表示され、その数字が時間とともに動いている様子が見えます。数字が動いていなかったり、0付近になっているとか実際に向いている方向と明らかに違う数字が出ている場合はうまく接続されていません。この場合は、PC上のSynScan Proを一旦閉じて、再度立ち上げてから繋ぐとうまく接続できるかと思います。うまくいかない場合は、PC上のSynScan Proの緯度経度情報を確かめてみてください。スマホやタブレットで繋いだときはGPSがあるので自動的に緯度経度情報は取得できますが、PCは通常GPSがないので緯度経度情報がうまく設定されていないかもしれません。

プレートソルブの設定はSharpCapの設定画面のプレートソルブタブから行います。

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私はASTAPとAll Sky Plate Solver(ASPS)を併用していますが、普段はほとんどASTAPです。まれにASTAPでうまく解決できなくてASPSだとうまくいくことがありますが、ASPSのほうが少し余分に時間がかかります。あと注意は、焦点距離をきちんと入れておくことでしょうか。自分の機材にあった焦点距離を大体でいいので入力しておきます。ここが大きくずれているとどうやってもプレートソルブはうまくいかないです。

設定画面には、ズレを計算した後にどうやってAZ-GTiに返すかですが、4つのオプションがあります。以前は2つ目のオプションのきちんと同期するところまでやっていたのですが、最後のAZ-GTiに返すところでうまく動いてくれないことも多くて、最近は4つ目のオプションの「マウント位置をオフセットして、天体を中央に配置する」を選ぶことが多くなりました。

とりあえず実際にプレートソルブをやってみましょう。まずはPC上のSynScan Proから初期アラインメントをします。赤道儀の極軸がかなり合っているので、ワンスターアラインメントで十分でしょう。適当に星を選びます。今回はアルタイルで試しました。一番最初に初期アラインメントで自動導入した後、下のように「マニュアルで中心に」と出ますので、この時にマニュアルで合わせる代わりに上で書いた「4つ目のオプションをえらんで」プレートソルブを使います。

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うまくいくと、赤道儀が見ていると思っている方向と、実際に今見ている画面から計算した方向のずれが角どで上の緑のバーのところに表示されます。
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その後、自動的にターゲットの星が真ん中に来ます。
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このようにターゲット星が真ん中に来て、赤道儀が見ていると思っている方向と、実際に今見ている方向が一致している状態で、SynScan Proの初期アラインメントを完了してください。これで同期が完了し、これ以降は、(SWATの水平出しに依りますが)自動導入でターゲット天体がほぼ正しい位置に来るはずです。


うまくいかない時:
実は今回、初期アラインメントのテストにあたり、一番最初アルタイルでなくベガを選びました。実際初期導入すると、すでにベガが画面の端の方に入ってきました。ところが真ん中に持っていこうとプレートソルブをかけますが、なぜか全然位置を解決できません。ASTAPもASPSも両方ともダメです。一眼レフカメラなので何か弊害があるかと思い、露光時間、ISO、その他各種設定を色々いじっても全くダメです。もしかしたら本当にダメなのか...と、諦めかけていたのですが、ターゲットをベガからアルタイルに変えたら、一発で解決しました。しかも露光時間など多少設定を変えても全部きちんと解決してくれます。もしプレートソルブがうまくいかない場合は、早々に諦めてべつのターゲットにしてみるというのも手なのかと思います。


まとめ

この日は月も明るく、平日だったので、プレートソルブのテストまでで、撮影は敢行しませんでした。極軸調整もプレートソルブも、SharpCapを一眼レフカメラで使う時特有の、ライブビューモードとスティルモードをきちんと意識して使い分けることで、CMOSカメラと比べてもほとんど遜色なく使うことができるとわかりました。この際、露光時間を16秒としたのですが、やはりこのくらいが適当かと思います。短かすぎると操作性はよくなりますが、シャッターを切りまくるのでメカニカルシャッターの寿命が気になりますし、長すぎると操作性が悪くなるかと思います。

次は実際の撮影をどうするかですが、月のない天気の良い日を待ちたいと思います。SharpCapで撮影すべきか、これまで通りBackYardEOSを使うべきか、それともソフトなど使わずにシャッターを切るだけにするか。まだちょっと迷っています。


この記事は「胎内星まつり2023参加記(その2): 土曜朝から夕方位まで」の続きの記事になります。




SWAgTiのデモ: 導入まで

胎内星まつり2日目の土曜、徐々に日も暮れてきてこの日のメインのSWAT + AZ-GTI = 「SWAgTi」のデモの準備を始めます。

SWAgTiのコンセプトは、追尾精度のいいSWATを撮影時のみ使い、それまでの自動導入とかプレートソルブなどの高度な操作はAZ-GTiに任せてしまうということです。撮影までは、精度は良くないけれどもAZ-GTiの高度な機能で楽をして、撮影になったらAZ-GTiの追尾を切ってSWATの高精度追尾に切り替えるという、AZ-GTiとSWATのいいとこ取りをしてしまおうという魂胆です。

まずお詫びですが、以前の記事で予告してあったEOS 6Dでのプレートソルブのデモは全く出来ませんでした。というよりも、6Dまでもたどり着きませんでした。

そもそも、星まつり会場に来てSWAgTiの展示に興味がある人たちと話してみると、まずは単純に動作しているところを見たいということでした。確かにそれはそうかと思い、まずはこれまでやってきた、CMOSカメラでの極軸合わせから、普通にCMOSカメラで見ながらAZ-GTiで導入し、撮影するところまで見せてから、余裕があったら6Dにすればいいやとか、気軽に考えていました。ところが実際には、その一番最初の極軸合わせのところからつまづきまくりです。

極軸合わせはSharpCapを使ってやります。鏡筒がタカハシのFS-60CB+マルチフラットナーなので焦点距離が370mm、カメラがASI294MCでフォーサーズサイズなので、北極星周りで十分な視野があるはずです。実際、自宅ではついこの間試して、これで何の問題もなくうまくいきました。でも会場で試しすと、全く全然位置を特定しないのです。大気補正しているので緯度経度情報がおかしいと思い、改めて正しい値を入れてみても、大気補正をオフにしてみてもうまくいきません。しかたないので、普段撮影時に極軸合わせに使っているガイド鏡を持ってきたのですが、それでもうまくいきません。

確かに、まだ幾つか問題となりそうなところはあります。まずは、SWATの下についている微動雲台を外しました。構造的に一番弱そうなところです。というのも、SharpCapで800ms以上の露光では恒星がボヤーっとしてしまい、露光時間を短くするごとにキリッと締まります。これは細かく揺れているからに他なりません。微動雲台を外すと、何度か位置特定しましたが、安定ではなく結局は状況は改善せず。

次の問題点はカーボン三脚の足を伸ばしすぎていることです。普段私は撮影時は安定化のために基本的に三脚は最短にします。この日はデモだったので、三脚の足をかなり伸ばしています。でも足を縮めると北極星が見えなくなることに気づきました。そもそもブーステントの南側でデモをしていたのですが、北極星を見るためにテントとテントの隙間を狙っていたのです。テントの北側に持っていくことも考えたのですが、今度は北側の木が邪魔しそうです。この時点で、極軸を取ることは諦めました。

とりあえずそこそこは北の方を向いているとして、構わずにAZ-GTiで初期アランメントをしてしまいます。画角的にはアルタイルは入りそうなので、とりあえずアルタイルです。極軸がずれているので、最初の導入では当然アルタイルは入ってきません。そこで、SharpCapでプレートソルブです。

AZ-GTiへの同期までだとうまくいかなかったので、最近やっている初期アラインメント時の最後の方の「マニュアルで合わせてください」というようなところで、SharpCapのプレートソルブの4つのオプションの一番最後の「オフセットのみを合わせる」とかいうので合わせます。この4つ目のオプションは、2つ目のオプションの「同期までする」というのが動かない場合でも、かなりの確率で動くことがわかってきたのですが、今回もその通りでした。

プレートソルブ機能を使って初期アラインメントもうまくいくことまで示せました。次は目標天体の導入です。今回は近くのM27としました。近いのでこれは確実に画面内に持ってこれるのですが、「一回で入るのですか!?」と驚きの声をあげる方もいらっしゃいました。天体の導入にはやはり苦労されている方も多いと思いますが、確かに鬼門の一つなのかと思います。

導入時は800msくらいの露光時間で、星の動きもわかるくらいのスピードでやっていたのですが「導入する時点でもう星雲も見えてしまうのですね!?」という驚きの声もありました。M27はそこそこ明るいので、800msもあれば動いている状態でも星雲本体の軌跡が残るくらいわかってしまいます。

01_M27


SWAgTiのデモ: 撮影へ切り替え

導入後は撮影のために、試しに露光時間を10秒、30秒、1分、3分と段階的に伸ばしていきます。今回は3分では星像が大きく流れてしまいました。自宅での実験ではこの鏡筒と、さらにピクセルサイズの小さいUranun-Cでも、3分露光で100%の歩留まりでした。今回3分で大きく流れるのは、上に書いたように極軸が全然あっていないためです。1分では見た目良さそうでしたが、拡大するとやはり少し流れているのがわかります。30秒では完全に点像になったので、30秒で撮影を開始することにしました。

ここで、AZ-GTiの(電源を切るとかではなく)追尾モードをSynScan Proで切り、自動追尾をSWAT側た担当するように切り替えます。SWATは電源を入れる際に大きくキックして、しばらくすると元の位置に戻ってくることがわかっているので、その様子を実際に見てもらいました。これの解決策としては、SWATの電源をあらかじめ入れておいて、追尾モードを「DEC」に合わせるとずっと止まってくれていて、追尾をAZ-GTiから切り替えるときに追尾モードを「STAR」にするとキックなしで開始することができます。

それでもAZ-GTiからSWATへの切り替えのタイムラグなどで目標天体が画面中央からずれることがありますが、AZ-GTiの追尾だけ切っているのでモーターはまだ電源が入って生きています。SynScan Proから矢印て向きを操作することもできます。なのでここでは、AZ-GTi側を使って天体の位置を微調整します。追尾はすでにSWAT、画家の微調整はAZ-GTiというこれもまたいいとこどりです。

IMG_8443

撮影が始まってからは、そのまま放っておきます。質問タイムや、一般の方に「星雲が見えてますよー」とか声をかけながら、ライブスタックで見えているM27をネタに、会話を楽しみます。

今回の星まつりですが、星マニアばかりではなく一般の方がかなり多い印象でした。特に夜は結構星が見えていたので、地元の方が多く参加されたのかもしれません。ただ、晴れていたかというとそうでもない印象で、少なくとも肉眼で見える星の数は大したことなく、例えば天の川方向も(会場が明るかったせいもあるかもしれませんが)ほとんど星が見えなかったです。一応35mmレンズとASI294MCの広域電視観望セットも用意していたので、早い時間帯は天の川を写したりもしていました。そのうちこちらも、雲越しの天の川に変わっていき、最後は雲しか見えなくなってしまいました。


ユニテック流?SWATでの撮影

M27の撮影を続けていたのですが、ユニテックの方が非常に面白い試みをしていました。元々極軸があっていなかったので、流れて縞ノイズが見えていたのですが、三脚の足の長さを適当に少し変えて、わざと極軸からずらして流れる方向を変えて、縞ノイズを目立たないようにしているのです。これを何度か繰り返しすと、ライブスタックでも目に見えて縞ノイズが改善されています。ずらしている最中の星が流れる画像は、ライブスッタクで星の位置合わせができないので自動的に落としてくれます。また雲であまり写りが良くない画像も勝手に落としてくれます。なのでライブスタック画像はかなり綺麗なものになります。

ここでふと、もしかしたらSWATってこのやり方がいいのではと思ってしまったのです。そもそも、SWATには本体に穴が空いていてい、そこを覗いて北極星が見えるようにすると、簡単な極軸合わせができます。もちろんSharpCapで合わせるほどの精度は出ないのですが、私は大前提として極軸はとことんまで合わせるべきだと思い込んでいたのです。でも、ある程度適当に合わせて、そこから少し定期定期にずらしてやるというのは、簡単撮影という方針から考えると全然アリなのではと思ったというわけです。ある意味、百戦錬磨のSWAT開発者の何気ないすごい手法を見たのかと思ったら、結構納得してしまいました。必ずしも「合わせこむということ」を「しない」方法があるということです。

今回はライブスタックだけでなく、RAW画像も同時に保存していたので、ユニテックの方にお渡ししました。ユニテックさんのブログに画像処理までされたM27が掲載されています。ダーク補正もフラット補正もしていないはずで「ノイズはすごかった」とおっしゃっていましたが、十分見える画像になっていると思います。興味のある方はぜひご覧ください。




会場内の電視観望

SWAgTiでの撮影が始まると私も少し余裕が出てきたので、スタッフの方が買ってきてくれたたこ焼きを頬張って、その後会場内を回ってきました。興味があったのは電視観望のデモをしているブースが出ているかです。あらかじめある程度は聞いていたのですが、一体型の機器を含めて少なくとも7箇所、気づいてないところもあったかもしれないのと、観望エリアに行けなかったのでもしそちらでもやっていたらもっとと、とにかくすごい数です。電視観望がいかにイベント向きとはいえ、星まつりのブースでここまで増えているのを見ると、特に胎内だと私的にはかなり感慨深いです。これを見る限り、天文マニアへの認知とかは完全にすんでいて、むしろ一般のお客さんに(電視観望の手法というよりは)普通に星雲星団銀河を見せているような印象でした。すごい!

興味を引いたのはBITRANさんでした。かなり高性能のカメラを開発しているところで、話を聞いたら出ているのはほぼ研究用、アマチュア天文ではなかなか売れないとのことでした。デモしていたのはフラッグシップモデルなのでしょうか、専用ソフトでカメラを制御するそうです。そのカメラでM57を写していました。ライブスタック機能とかはないのかと思います。「これだけ見えたのは初めてだ」とのことでした。他機種のカメラのいくつかはASCOM経由でSharpCapでもコントロールできるようです。多分センサーをセレクションして相当性能のいいものを使っているはずです。一度撮影とかで本気で使ってみたいです。
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いつもご一緒させていただいているサイトロンブースですが、今回はユニテックさんのところにいたのでお手伝いできませんでしたが、もうごくごく普通に電視観望をしています。スタッフの方と、小海で何か面白いことをやろうと話したので、またご一緒させてもらうことになるかと思います。
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あと、五藤さんも電視観望を試していました。私的には意外だったのですが、他の方に聞いたら星まつりでは結構よくやっているとか。この時は網状星雲を入れていました。
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富山へ帰宅

22時半すぎでしょうか、だんだん曇ってきてしまい片付けることにしました。片付けが終わった後には、暑かったのと寝不足で疲れ果てていて、まだ少し心残りですがそのまま帰宅することにしました。本当は観望エリアに行きたかったのですが、もう体力は残っていませんでした。

今回のSWAgTiのデモはまだお披露目レベルです。今後もう少し試して、さらにこなれていくと思います。京都の「星もと」でもまた展示することになるかと思いますので、興味のある方はぜひいらしてください。ユニテックの方とも、しっかりとした手応えを感じたことを確認して、ここで解散となりました。

会場を23時半頃に出て、高速に入る前のコンビニで少し食料を買い込み、食べながら運転して高速に入りましたが、やはりすぐに眠くなってしまいました。あまり覚えていないのですが、新潟を過ぎたあたりのどこかの小さなパーキングエリアで泥のように寝てしまいました。一旦起きて結構走ってからまた眠くなり再びパーキングエリアで睡眠。結局自宅に着いたのは午前8時頃でした。とにかくシャワーを浴びて汗を流し、そのまま午前も午後もよく寝て、夜も早くにベットに入り、ほとんど一日中寝ていた気がします。炎天下の中、やはりかなり疲れていたようでした。


戦利品

今回手に入れたものはかなり限られています。一つは、シュミットブースで購入した新品のセレストロンの赤道儀のコントローラーです。家には3台のセレストロン赤道儀があるので、壊れたときの予備として買っておきました。星まつりにしては珍しく、買い物はこれのみです。

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もう一つはZWOブースで貰えた布バッグです。嬉しかったのは中にASIカメラのキーホルダーが入っていたことです。実は既に一個持っていて、これで2個目になります。超カワイイです。

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最後に

よく考えたら、今回オークションも抽選会にも参加していませんでした。ちょっとだけ見たのは、新潟のローカルアイドル「コーテシー」のコンサートくらいでした。写真を撮るのは禁止されていたので、その時のステージ周りの雰囲気だけですが、宇宙の侵略者の方達もアイドルコンサートは外せないみたいです。

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今回あまり星まつり公式行事に参加できなかったのは、ものすごく暑かったのも原因の一つだと思います。オークションもこれまでとは違い日陰で行われていましたが、その頃には私もすでにかなり疲れ果てていて、夜のSWAgTiデモのために体力を温存しておきたいような状態でした。それでもたくさんの方と話すことができたので、とても楽しくて、現地開催が素晴らしかったことは言うまでもありません。

久しぶりの現地開催の胎内星まつりでしたが、やはりたくさんのブースがあり、多くの人が来る星まつりはよかったです。来年以降もまた現地開催で続けて頂けると嬉しいです。あ、きちんと寄付(英世さん1枚ですが...)もしましたよ。天気に文句を言ってもしかたないのですが、暑くなければもっとうれしいです。

最後に、星まつりを運営しているスタッフの方たちに感謝したいと思います。猛暑の中大変だったと思います。本当にありがとうございました。






 

今回の目的はSWAgTi君を使って、ノータッチガイド撮影でディザーをすることです。

でも結論だけ言うと、現段階の環境でノータッチガイドで、ディーザーだけ追加というのは難しいと言うことがわかりました。どんなことを試したか、実際の撮影に即して書いておこうと思います。


たわみの影響

前回の記事で、極軸の精度について話しました。でも実際に撮影を始めてみると、合わせたはずの極軸精度よりも、一方向に大きく流れていってしまうことがわかりました。

原因の目処はついています。機材の撓み(たわみ)によるものです。ここで言う撓みとは、一般的なガイド撮影で問題となる「鏡筒とガイド鏡の相対的な撓み」のことではなく、「鏡筒、ガイド鏡、AZ-GTi、SWAT、三脚など、ありとあらゆるところで起きる撓み」のことで、影響は遥かに大きいです。

ガイド撮影の場合は、ガイド鏡で見た星の初期位置からのずれを赤道儀に返すことで、撮影鏡筒の向きがずれないよう補正します。それでも、ガイド鏡の固定が十分でなかったりすると、その撓みによってガイド鏡と撮影鏡筒の相対的なずれが発生して、撮影鏡筒での星像の流れに繋がります。でもこのズレは高々相対ズレに起因することなので、実用上はそこまで大きくはないです。それでも数時間とかに及ぶ長時間撮影では無視できない量になり、縞ノイズになることがあり、ディーザーを使い撮影途中で少し方向を変え、縞ノイズになる原因のホットピクセルやクールピクセルを散らしてやることにより、スタック画像ではほぼ影響がなくなります。

今回のノータッチガイドの場合の撓みは、撮影中に起きたどの場所で起きた機材の撓みもそのまま直結して星の流れになっていくので、遥かに影響が大きくなります。その大きさをざっくりですが見積もってみました。使ったのはSharpCapの曲軸調整機能です。

まず、使う機材を設置して、ガイド鏡を北に向けて、通常のように極軸調整をします。今回はFS-60CBの焦点距離が370mmと大して長くないことと、カメラがUranus-Cでそこそこセンサー面積が広いので、ガイド鏡を使わずに撮影鏡筒で直接極軸調整をしました。前回の記事でも書きましたが、微動雲台とか使わなくても、三脚の足の伸び縮みと水平方向の移動で、1分角程度の精度で合わせることは十分に可能です。調整の際に、赤道儀の赤経方向を90度程度傾けることで、カメラで見た製造の位置を比べ極軸方向とのずれを計算します。今回も下のように1分角以下程度、42秒角の精度で調整することができました。

04_polar_after

極軸調整が終わった直後は、最初の位置に比べて鏡筒が90度赤経方向に傾いた位置にあります。今回、この位置から再度極軸調整をスタートします。再びずれの計算のために90度赤経方向に回転し、元の位置に戻します。その結果が以下になります。

05_polar_after_right

本来、たわみなどなければ最初に調整した時と同じくらいの値の1分角以下程度が出なければなりません。今回は3分角程度のずれが出てしまっています。何度か試しましたが、毎回有意にこれくらいずれます。反対側に90度回転させて測定した場合は5分角位のズレになることもありました。これは90度赤経方向に回転した時の撓みの量相当のずれをそのまま表していることになるはずです。

というこうこは、撮影して赤経が回転していくにつれ、6時間で3分角から5分角はずれてしまうことになります。STAgTi君での撮影時間を仮に2時間としても、1-2分角位はずれてしまということです。前回計算したように、カメラの1ピクセルが1.6秒角に相当するので、40ピクセルから80ピクセルくらい、もし左右両方向の回転のずれを合わせると120ピクセルくらいずれる可能性があり、それくらいの長さの縞ノイズが出ても全くおかしくないことになります。

例えば2時間程度何もいじらずに撮影した実際の画像はライブスタック画像は以下のようになり、盛大な縞ノイズが出ていることがわかります。縦方向に典型的に120ピクセルくらいの縞ノイズになっていて、オーダー的には撓み起因のずれで縞ノイズになっていると考えておかしくなさそうです。

Stack_16bits_21frames_3780s

この撓みがどこから来ているのか?三脚なのか、SWATの固定なのか、SWATとAZ-GTiの固定なのか、鏡筒の載せ方が悪いのか、はたまた全体で悪さをしているのか?今後調査して、弱いところが見つかったら補強していく方向になるかと思います。


撮影時のテクニック「DECモード」

ここで一つ、SWAgTiでの撮影し際してのテクニックです。ユニテックさんが前回の「ほしぞloveログ」の記事を紹介してくれた際に紹介してくれました。

SWATは電源ケーブルを繋ぐことですぐに動作体制に入りますが、その際赤経方向に一旦大きくズレ、やがて戻ってくるキックバックのようなことが起きます。元に戻るまで数十秒待つことになります。これを防ぐためには、あらかじめSWATの電源を入れておいて、その際に追尾モードを「DEC」に合わせておけば追尾をしないでそのまま止まってくれます。AZ-GTiの追尾をオフにする際に、この「DEC」を「STAR」にすれば、キックなしでスムーズに移行できるとのことです。

実際私も試してみましたが、撮影の際の画面を見る限りジャンプの様なものは全く見えずみ、スムーズに切り替えることが出来ました。


ディザーで縞ノイズを回避したい

今回の記事のメインの目的です。撮影する際にディザーを試してみます。

すでにSWATでの追尾にしてあり、AZ-GTiはSynScan ProとASCOM経由でSharpCapと接続されていますが追尾は止めてある状態から始めます。


1. SharpCap+AZ-GTi

SharpCapの設定でガイドのタブを選び、3つあるガイド検知方法のうちの一番下のASCOMを選びます。ちなみに1番上がphd2で、次がMGENです。3つ目を選ぶことで、ガイドソフトがなくてもディザーをすることができるようになります。

02_gudesetting


SharpCap上でガイド(ガイドソフトが有り無しにかかわらず)をする場合はライブスタックモードにする必要があります。ここらへんがSharpCapがイマイチ撮影に対してはちょっと?なところなのですが、まあこういうコンセプトということでとりあえずはよしとしましょう。

さて、撮影開始という意味でライブスタックを始めますが、ここで問題発生です。なぜかAZ-GTiの自動恒星追尾が勝手にオンになるのです。なので、再度マニュアルでAZ-GTiの自動追尾をオフにして、ずれた位置を少し合わせ直して、ライブスタックをクリアして一から撮影を始めます。ディザーは3枚おきにする様に設定しました。SharpCapのライブスタック画面のガイドタブのステータスを見ていると、ディーザーをしようとしているように見えます。でも10枚ほど撮影してから画像をチェックしても、全然ディザーされてる様子が見えません。

いろいろ試してわかったことは、ライブスタックを始めるときに「ガイドをするように選択している」と、勝手にAZ-GTiの「自動追尾がオン」になること、それをマニュアルであえてオフにしたりして「自動追尾がオン」にならない限りディザー信号はAZ-GTi側に行かないことがわかりました。

言い換えると、SharpCapからSynScan Proに信号を送る限りでは、AZ-GTiの自動追尾をSWATに切り替えた状態で、ノータッチガイドでディザーをする方法はないということです。


2. PHD2を使い、カメラ赤道儀共にシミュレーター

気を取り直して、次の方法を考えます。返す先がSynScan Proでだめなら、他の場所にと考えPHD2を立ち上げました。この場合、SharpCapの設定でガイドのタブの3つあるガイド検知方法のうち、一番上のPHD2を選びます。

03_guide_setting

ガイド鏡は使っていないので、PHD2は単なる擬似ガイダーとして使います。とりあえずはPHD2の設定でカメラも赤道儀もシミュレーターを選びます。SharpCapのディザー設定で、ディザーは3枚おきにするようにしました。3枚目になるとSharpCapはディザー信号をPHD2に送り、PHD2も反応していますが、AZ-GTiには信号が行かないようで、ディザー時にきちんと画角がずれている様子が全く確認できません。返す赤道儀がシミュレーターなので理解できる結果です。


2. PHD2を使い、カメラはシミュレーターだが、赤道儀はSynScan Proに設定

次に、カメラはシミュレーターで、赤道儀はSynScan Proを選び、実際にAZ-GTi信号を返すようにしてみます。確認ですが、ディザー信号だけ返したくて、SWATの精度を生かすためにガイド信号は返したくないです。

まず、PHD2の設定でガイド信号を返さないオプションを選んでみました。Advanced Setupの「guiding」タブの「Enable mount guide output」のチェックマークを外します。ですが、この状態だとSynScan Pro側に信号が全く行かないようで、ディザー信号も返すことができず、ディザー動作はしないようです。

次に、「Enable mount guide output」にチェックを入れ直して、ガイド信号を返すようにします。この場合も、ディザー信号のみ返してガイド信号は返したくないので、Agrを最初の0、MinMo(ズレがこの値を超えたら信号を赤道儀に返す)を最大の20、Hysを最小の10などとします。

04_PHD2_screen
ダミーカメラでSynScan Proに返しているため、
何度かディザーをしたあとはターゲット星が全然ずれてしまいます。

これは短時間では一見うまくいきます。3枚撮影するごとにディザー信号のみSynScan Proに返すようにしたので、3枚おきにディザー信号がAZ-Gtiまで行き、実際に指定したピクセル(上の設定だと50ピクセル)分だけ動きます。目で見てその動きがリアルタイムでわかるので、やっとうまくいったと喜んでいました。問題はそのまま長時間撮影が続いた場合です。疑似カメラのターゲット星からのズレがまだ小さい場合はいいのですが、そのズレが何度かディーザーを繰り返しある程度大きくなると、最大時間まで待って(上のSharpCapの設定だと20秒間)再び3分露光が始まります。さらに、あまりにターゲット星とのズレが大きくなると、PHD2の方でガイドが始まってしまい、これは実際にSynScan Proに信号を返していくので、その後どんどんズレが大きくなり、カメラは疑似カメラのままでフィードバックされたことを検知しないので収束することなく、最後破綻します。

あと、この過程で気づいた最大の問題は、AZ-GTiの精度がSWATと比べると悪いために、ディザー信号をAZ-GTiに返すと大きく揺れ過ぎてしまうことです。そのため、十分な緩和時間を取る必要があるのですが、上の20秒とかでは短すぎるようで、分単位の緩和時間が必要そうな様子です。


今後どうすべきか

今回はここで詰みとなりました。PHD2のパラメータはもう少し探れば何か見つかるかもしれませんが、大原則でディザーだけ返すというのはダメそうでした。その後、2軸ガイドとかも試したのですが、これはまた機会があったら記事にします。

ここまで試した上で、必要なことを考えてみます。とにかく大事なことは、ガイド信号を返さずに、ディザー信号だけ返すようなソフト側の対応です。今のところ一番見込みがあるのが、ASCOM経由でSynScan Proに信号を送る方法です。SynScan Proの恒星時追尾だけオフにして、SharpCapからのディザー信号をSynScan Proが受け取って実際にAZ-GTiを動かすことですが、上述のように恒星追尾をオフにするとディザー信号は伝わらないようで、今のところこれはできません。それでもSharpCapの矢印ボタンには反応するので、この矢印ボタン相当のところに返すことができれば、今回の目的は達成できそうです。

PHD2は触ってみた限り、そもそも外部から来た信号とPHD2から出す信号の区別がつかないようで、ディザー信号だけAZ-GTiに出すというのは根本的に難しいようです。

それでも原理的にソフト側で解決できる問題ではあるので、今のところはいつか解決するのを期待することとします。


せっかくなので仕上げてみる

ディザーは諦めたのですが、3日ほどに渡ってM27を色々試しながら撮り溜めた画像があり、それぞれバラバラの位置で撮影しているので、ある意味ナチュラルディザー状態になっています。せっかくなので仕上げてみます。


masterLight_180.00s_ABE124_SPCC_BXT_MS_NXT3
  • 撮影日: 2023年7月17日22時18分-23時16分、7月22日1時40分-2時6分、7月22日21時55分-23時39分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: TAKAHASHI FS-60CB+マルチフラットナー(f370mm、F6.2)
  • フィルター: サイトロン Dual Band Pass (DBP)
  • 赤道儀: SWAT+AZ-GTi
  • カメラ: Player One Uranus-C(常温)
  • ガイド: なし
  • 撮影: SharpCap、bin1、Gain 200、露光時間3分x57で総露光時間2時間51分
  • Dark: Gain 200、露光時間3分、常温、64枚
  • Flat, Darkflat, Gain200、0.05秒、64枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

ある程度長時間連続で位置をずらさずに撮影した分の縞ノイズは多少なりとも出てしまいますが、画像処理でなんとかできるレベルです。今回はM27の周りの淡い羽部分が少し見え始めるくらいまで出すことはできました。

今回の撮影は富山の住宅街での自宅撮影なので光害はそこそこあります。これ以上出したい場合は、もっと鋭いワンショットナローバンドフィルターを使う、ナローバンドとモノクロカメラで撮影する、口径を大きくする、露光時間を伸ばすなどの工夫が必要になってくると思います。また、ダークノイズに関しては非冷却カメラはどうしても不利で、特に夏場の暑い夜はかなりのノイズが出ていることが1枚ショットの画像を見るとよくわかります。冷却のためのケーブルは増えてしまいお気軽撮影からは少し遠くなりますが、夏場で淡い天体を撮影する場合は冷却カメラの恩恵は無視できないでしょう。

今のところオートでディザーをする方法は見つかっていないので、縞ノイズがどうしても気になる場合は、少し面倒ですが、適時LiveStackの露光を一時停止して、マニュアルでランダムに位置を少しずらしてやれば、気にならないレベルに持ってくることができると思います。

SWATとAZ-GTiの組み合わせのSWAgTiというお気楽撮影に、少しだけマニュアルディザーをするという工夫を加えるだけで、ここくらいまでは出すことができることがわかってきました。


まとめ

結論としては、今のところノータッチガイドで撮影すると、どうしても縞ノイズが出てしまいます。ディザーはソフト側の対応が必要そうです。あと、AZ-GTiとの精度差があるので、十分な緩和時間をとることです。

マニュアルディザーである程度回避できるのですが、何かもっと簡単な方法はないのか?どうなるSWAgTi...



寒冷地でのSWAT

ユニテックさんとやりとりしていて、また面白い情報を聞くことができました。もしかしたら興味があるかともいるかと思いますので、共有します。SWATの寒冷地での使用についてで、個別で対応してくれるかもと言うことです。以下、ユニテックさんのメールから抜粋です。

「ちなみにSWAT用のグリスは-50℃に対応したものを使っています。ただし-50℃対応はグリスメーカーの仕様書での値でSWATの動作を保証しているわけではないです(試したことがない)。公称してませんが、実用最低温度は-10℃程度(自分で試した値)としています(-20℃で動いたという報告はあります)。

ただしボールベアリングは汎用のシールド型なので、-20℃くらいが限界と思います。寒冷地仕様の場合は、開放型のボールベアリングにして、上の-50℃対応のグリスにします。金属の収縮率の違いもあるので、極低温動作を保証してトラブルになると大変なので…。

寒冷地仕様は各部クリアランスをわずかに大きくつける(熱収縮を考慮して)ので、遊びが大きくなるデメリットもあり、個別に希望した方のみの対応です。こういった小回りが効くのは手作りの弱小メーカーだからですね。(笑)」

とのことです。もし寒冷地で使うことを想定している場合は、個別に相談してみるのがいいのかと思います。





 
 
 
 
 

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