ほしぞloveログ

天体観測始めました。

タグ:TSA120

CBPの作例の最後になります。みずがめ座のらせん星雲です。撮影日が8月21日でのんびり画像処理していたので、もうかなりのことを忘れてしまっています。下の文書の撮影時の様子は、撮影当日か次の日に書き留めておいたことです。やっと記事として日の目を見ます。

一晩で2対象の撮影

秋の星座なので、そこそこ高度が上がってくるのが夜少し遅くなってからです。なので前半は前回示した三日月星雲を撮影してました。



らせん星雲がのぼる頃には三日月星雲の撮影をやめて、らせん星雲へと移りました。

撮影時のStick PCのトラブル

三日月星雲のときは調子良かったStick PCでの撮影ですが、らせん星雲に移ろうと準備をしているときにStick PC自身が何度か落ちました。特に、ShaprCapを使う時が多かったような気がします。このStick PCの弱点の一つなのですが、ファン側を床などにくっつけてしまってしばらく運用すると、温度が上がって確実に落ちるようです。また、極度に暑い夏はSharpCapとかでの計算量が増えると反応が無くなってしまうことがあるようです。ただしファンは回りっぱなしなので、外見を見ただけではわかりません。

今回は外での撮影だったので、直につなぐモニターを用意していなくて、リモートデスクトップで見ていて反応が無くなったということしか分からかったので、最後どうやって落ちたのかよくわかっていません。ネットワークトラブルでただ単にリモートデスクトップが繋がらなくなって落ちたと勘違いした可能性ももしかしたらあり得ます。特に、Stick PCをモニターしているクライアントの方のWi-Fiを弱い方につなげていたことが後でわかったので、そのせいの可能性があります。

今回一番の失敗が、夜中に赤道儀を反転してから撮影を初めて放って寝てしまって、朝確認したら午前2時で撮影ファイルの生成止まっていたことです。1時間半ぶんくらいの撮影時間を無駄にしてしまいました。確認したら撮影用に走らせておいたソフトも全部立ち上がっていなかったので、どうもPCが再起動されたような形跡があります。これがトラブルで止まったのか、アップデートとかで再起動されたのかは分かりません。そもそのアップデートはその日のうちに事前にしておいたので、そんなに連続であることはないと思うのですが。

-> その後記録を見たら、撮影をしたその日(夜中)に幾つかの「品質更新プログラム」というのが3つインストールされていました。これが再起動を要請したかどうかまで分かりませんでしたが、どうやらこれが怪しいです。アクティブ時間を撮影時の夜から明け方にしておく方がいいですね。


画像処理と結果

最初、ダークを昔撮ったもので使いまわして処理しました。露光時間は3分で同じですが、温度が0度のライトフレームに-10℃のダークフレーム、ゲインが220のライトフレームに180のダークフレームを使ってしまってます。これだとものの見事にアンプグローが出てしまいました。気を取り直して露光時間、ゲイン、温度全部合わせて取り直して改めて処理。きちんとアンプグローも消えてくれました。やっぱり横着はダメですね。バイアスはあり、フラットは無しです。バイアスはダーク内に含まれているはずなのでなしでもいいのかもしれません。フラットは代わりにABEを使い、StarNetで恒星と分離してから、星雲側の背景にのみ、細かいところを補正するために再度DBEを使いました。そこそこ炙り出していることになって、ノイズが目立ち始めてるので、これ以上を求める場合は露光時間を増やすしか改善していかないと思います。

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  • 撮影日: 2020年8月21日午前0時2分-1時29分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: 鏡筒: Takahashi TSA-120 + 35フラットナー + CBPフィルター
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ:  ZWO ASI294MC Pro、温度0℃
  • ガイド: PHD2 + f=120mmガイド鏡 + ASI290MMによるディザリング
  • 撮影: NINA、ゲイン220、露光時間180秒x32枚 = 1時間36分  
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

期待していた、瞳の虹彩のような線はあまり出なかったです。背景が少し荒くなっています。これらは露光時間が1時間半と短かったせいでしょう。

今回は赤と青とかだけでなく、惑星状星雲らしいカラフルな天体です。CBPで撮影しているので、色がどこまで正しいかがよくわかりません。そもそも色情報は欠けてしまっている可能性が高いので、それらしい色に仕上げているだけです。そこに根拠はありませんが、大きくいじるような必要は全然なかったので、CBPの色バランスはそれほど悪いわけではないかと思います。


CBPフィルター検証のまとめ

これまで、CBPで三裂星雲の一部網状星雲北アメリカとペリカン星雲三日月星雲、らせん星雲と

あとやり残したのは、M42すばると、アンタレス付近とかでしょうか。多分これらはCBPでも難しいと思います。暗い空に勝るものはなくて、これらを自宅から満足いくくらい出すのがもっと大きな目標ですが、焦らずにゆっくりやっていこうと思います。

今回でCBPの初期評価はおしまいです。今回の検証を通して把握できたのは以下のようなことです。
  • QBPほどではないにしろ、十分な光害防止効果がある(QBPの1.3倍くらいしか背景が明るくならない)
  • 青色もかなり出る(紫外の方まで透過して、かつCMOSカメラも感度がある)
  • 赤外起因のハロも防げる
  • 色バランスがあまり崩れない
これまで評価の高かったQBPにも勝るほどメリットが多いです。はっきり言って、十分すぎるほど使えることがよくわかったので、今後も完全に実戦投入決定です。


 

ZEROの振動特性でもう一つやってみたかったことです。TSA-120を載せて使い勝手を試してみました。


ZEROのこれまでの経緯

手持ちのポルタIIの経緯台と付属の三脚で惑星などを見ると、結構揺れてしまうのが不満でした。初心者向けというのでコストの限界もあるため仕方ない面もあるのですが、見ている最中にフレキシブルハンドルの揺れで視野が揺れてしまったり。なのでこれまで観望会などでもあまり出番がありませんでした。

フリーストップの操作性の良さを保ちつつ揺れの改善ができるならと、ZEROにAdvanced VX付属の三脚をつけて試してみたところ、揺れを大幅に改善することができ、体感的にはざっくり10分の1程度になったというのが前回までの結果です。これで観望会などでも不満なく使ってもらえるようになりそうです。


TSA120をもっと気軽に使いたい

この一連の検証の過程にはもう一つの大きな目的がありました。口径120mmのTSA-120をZEROに載せてもっと気楽に使えないかということです。

TSA-120にはロスマンディー規格のアリガタを付けていて、通常CGEM IIに載せて使っています。CGEM II自身は頑丈で操作性もよく不満はないのですがやはり重くて、気軽に出すというよりはいつも気合をいれて出しています。これが観望会でも気楽にパッと出すことができるなら、TSA120の稼働率がかなり上がるはずです。

前回までの検証ではポルタII付属の口径80mmの鏡筒を使いましたが、ZERO+AVX三脚で十分な揺れの少なさを実現できました。どれくらいの共振周波数だったら実用的にどれくらいの揺れになるか、感覚的にもある程度結びついたので、他の組み合わせを測定して比較する準備もある程度できてきたと言えると思います。そこで今回
  • メーカーでは推奨TSA-120をZEROに載せるのは推奨していない
  • 某ショップ店員さんが試したところ、やはりTSA-120+ZEROは揺れてしまうという報告があった
ということを気にしつつ、本当のところはどうなのかというのを自分で確認して使えるかどうかを判断したいと思います。


実際に載せてみる

まず、ZEROに取り付けるためにロスマンディー規格のアリガタをVixen企画のアリガタに取り替えました。その状態で実際にZEROに取り付けてみたのですが、さすがにあれだけの重さと、値段(笑)のものをネジ一本で固定するのは不安になってきて、結局Takahashi純正の鏡筒バンドをZERO側に取り付けることにしました。M6ネジ2本で固定されているZERO付属のアリミゾを外すと、90度ずれた方向にM8ネジ用のねじ穴も空けてあるため、M8ネジ2本で固定する純正鏡筒バンドもそのまま取り付けることができます。ここら辺の柔軟性はさすがです。

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実際にとりつけた写真です。

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さらに実際に鏡筒も取り付けた場合です。三脚が丈夫なせいか、不安定になるようなことはなく、転倒などの心配は皆無でした。

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揺れの見積もり

一応この時点で鏡筒の端を少したたいてみます。すると、思ったより揺れるではないですか。ポルタII鏡筒の時より揺れも持続しているみたいです。ちょっと心配なので、簡単に揺れを見積もってみました。

前回の結果から、揺れの実感は基本モードの共振周波数の違いの3乗で効きそうだということが分かっています。共振周波数は慣性モーメントで効くはずなので、まずは慣性モーメントを概算してみます。効いてくる違いは2点、
  • ポルタII鏡筒A80MfとTSA-120の重さが3.3kgと6.7kgで約2倍の違い。
  • 鏡筒の長さが焦点距離に比例するとして910mm(初出の焦点距離に間違いがありました。910mmが正しいです。)と900mmでほぼ同じ。
中空円筒のピッチ方向とヨー方向の慣性モーメントの式は

m/4{(外径^2+内径^2)/4+(鏡筒長^2)/3)}

と書けますが、外径と内径が鏡筒長に比べて十分短いので前項を無視して

m/12 x 鏡筒長^2

とすると計算が簡単になり、上の数値を当てはめると慣性モーメントはそれぞれ、0.23 と0.45 [kg m^2]となります。鏡筒長は2乗で効きますが、両方とも900mm程度でほぼ同じなので、実質重量の違いだけの違いになっています。

共振周波数は慣性モーメントのルートで効いてくるので、sqrt(0.45/0.23)=1.4となり、ZEROにA80Mfを載せたの時の14.1Hzと比べて1.4分の1、すなわち10.0Hz程度まで下がることになりそうです。

Q値が変わらないと仮定すると、共振周波数の3乗で揺れることになるので、1.4の3乗で2.7倍程度揺れを感じることになるはずです。ポルタIIとZERO+AVX三脚の揺れの違いが10倍程度だったので、その中間くらいという予測になります。


TSA-120をZEROに載せたときの実際の揺れ

さて、実測はどうでしょうか?前回同様にASI294MC Proをつけて、木星を見てみました。カメラ部分を指で弾いてやり、その揺れの様子を撮影します。焦点距離5mmのアイピース程度を想定し、画素を4分の1程度にトリミングしています。前回と違うのはビニングをするのを忘れてしまったので、フレームレートが60fps程度となってしまいました。揺れを10回計測するので、測定結果には影響はないはずです。

まずは横揺れです。

Yaw(横向き)に揺らした場合

ZEROにA80Mfを載せた時より明らかにゆっくり揺れています。

動画から、10回揺れるのに36.392秒から37.428秒まで1.036秒かかっています。ということは1周期が0.1036秒となるので、共振周波数はその周期分の1で1/0.1036=9.7Hzとなります。予測の10.0Hzとほぼ一致ですね。重さもカタログ値、長さも焦点距離から換算しただけなのですが、こんな適当な見積もりでもそこそこ実測と合ってしまうことのほうが驚きでしょうか。

実際の揺れは共振周波数の3乗で効くとすると(14.1/9.7)^3=3.1と体感では約3倍になることがわかります。


ちなみに縦方向の揺れです。 

Pitch(縦向き)に揺らした場合



実際に使用しての感想

さらに、実際に眼視で使ってみての感想です。確かに揺れの感覚ではちょうどA80MfをポルタIIとZERO+AVX三脚の時の中間くらいと言っていいかと思います。

ではこれが許容範囲かというと、アイピースの焦点距離が20mmの900÷20=45倍程度ではそこまで不満ではないです。

問題はさらに拡大した場合、今回5mmのアイピースを使い900÷5=180倍にしたときははっきりと不満を感じました。何も触っていない時はそれでもまだ大丈夫です。微動ハンドルをいじっただけでも、そこまで揺れなくて、揺れても比較的すぐに揺れは収まるので、これもそこまで問題ではないです。1番の問題はピントを合わせるときです。鏡筒を直接触るので、かなり揺れます。揺れているとピントがあっているかどうかわからないので揺れが収まるまで待ちます。ダメならまた調整で揺れます。これでは微調整が難しくて実用とは言えません。観望会で「ピントが合ってなかったら自分で合わせてみてね」ということが言えないので、観望会での使用も厳しいでしょう。

では、元々のポルタの揺れは許容範囲ではないのかというと、低倍率ではまだいいと思います。ですが、強拡大するとやはり不満です。そもそも経緯台で180倍、ポルタでも6.3mmのアイピースが付属するので144倍計算になりますが、そこまで倍率を上げて見ることに意義があるか?ということです。これだけの倍率だと視野も狭くなり、経緯台だとすると追いかけるのが大変です。ポルタIIの場合は揺れもあるので、144倍でもう過剰倍率に近いのではと思います。

ところが、TSA120で高倍率で見てしまうと、話は変わってきてしまいます。ZEROにTSA120を載せて高倍率で木星と土星を見たのですが、それはそれは見事なものでした。


TSA-120で初めて見た惑星

今回はじめてTSA-120で惑星を見ました。TSA-120の眼視がすごいという理由が分かった気がします。このときの感動を、忘れないうちに書いておきます。
 
TSA-120で惑星を見ると違った世界が見えるとか、口径だけで説明できない何かがあるというようなことを聞いていたのですが、確かに納得です。より大口径のシュミカセでは、明るさはもちろん有利なのですが、像の甘さのようなものがあったことがよくわかりました。
  • 180倍だと木星の縞の濃淡がよーくわかります。
  • 土星のカッシーニの間隙が余裕で見えます。
  • また、大気収差が目立ちます。眼視でもADCを入れた方がいいかもしれません。
  • この日は大気揺らぎは小さい方だったと思います。 それでも細かい模様はユラユラ揺れてしまうので、もっと穏やかな日に見たら、さらによく見えることでしょう。
きちんと作った素性の良い鏡筒だとここまで見えるという、お手本のような見え方だと思います。できることなら、観望会でもこの素晴らしい惑星を来てくれた方達に見せてあげたいです。

しかしながら、TSA-120の性能を活かす高い倍率ではZEROでは特にピント合わせ時の揺れが気になってしまい、時間の限られている観望会での運用はやはり厳しいかと思います。また、ZEROに載せるために鏡筒バンドについているアリガタプレートを毎回外すのも楽とは言えず、手軽さという観点からは遠ざかっていきます。結論としては、今後はTSA-120を使う場合は観望会などでも重い赤道儀に載せて見ることになるかと思います。


まとめ

今回のA80MfとTSA-120の比較の結果は、鏡筒長がほぼ同じだったということもあり、重量の違いだけで揺れの具合を簡単に説明でき、それが実測ともかなり一致することがわかりました。高々共振周波数の1.4倍の違いが、揺れにすると3倍に相当することも、かなり体感と一致すると言っていいと思います。

でもこの3倍の揺れ、正直言うと使い方によっては十分許容範囲です。問題はTSA-120だと倍率を上げたくなる、ここに尽きると思います。高倍率にすると揺れが顕著に問題になるので、その意味ではTSA-120を高倍率で見ることまで考えると、ZEROでは少し力不足といったところでしょうか。でも、ピントさえ一旦合わせてしまって、一人で見続ける分には高倍率でもそこそこ使えると思います。

当初のZEROで気軽に「観望会とかの大人数で」TSA-120を使うという目論見は、残念ながら難しそうです。ZEROはメーカーの言うとおり、やはりせいぜい口径100mm位までの鏡筒に抑えておいて、気軽に見ることに重点をおいた方が向いていると思いました。

元々TSA-120まで見越して選んだAVX三脚はそこそこ重いので、手軽さと言う観点からは少し大袈裟な気がします。かと言ってポルタクラスの三脚だとさすがにZEROの性能を活かすのには勿体ないので、軽い頑丈な三脚を用意するのがいいのかもしれません。

あまり大きくないカーボン製を手に入れるか、もしかしたら今手持ちのGizzoのバサルトのトラベル三脚でもいいのかもしれません。これは足を伸ばしても相当安定しています。

 

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