Горное небо - для вас!

У любого современного фотографического телескопа есть система часового ведения, компенсирующая смазывание звезд, возникающий в результате вращения Земли. Но порой её недостаточно и приходится применять так называемое гидирование, одним из вариантов которого является автоматическое гидирование или, сокращенно, автогид. Итак, автогид - это система устройств и программ, позволяющая телескопу автоматически сопровождать объект, улучшая качество часового ведения.

Дело в том, что чувствительности приборов часто не хватает, и чтобы обеспечивать достаточную проработку кадра, приходится следить за объектом длительное время. А бывает так, что проработка хорошая, но научная задача требует наблюдения за поведением объекта всю ночь. Например, автогид крайне полезен при поиске неизвестных переменных звезд или открытии новых астероидов. Часто любители астрономии, стремясь избавиться от искусственной засветки, устанавливают перед приёмником узкополосные светофильтры, пропускающие только "полезное" излучение туманности, но расплачиваясь за это длинными выдержками одиночных кадров.

За время таких экспозиций неизбежно накапливаются ошибки часового сопровождения телескопа, вызванные недостатками механики, вибрациями, ветром, рефракцией.

За всю историю астрономической фотографии систем гидирования было придумано великое множество. Например, знаменитый астроном Весто Слайфер, первым получивший в начале XXго века спектры "спиральных туманностей", использовал в качестве автогида... себя. У этого типичного для своего времени 400мм телескопа не было даже часового ведения, поэтому великий наблюдатель руками наводил инструмент на цель, вставлял фотопластинку, открывал затвор и начинал следить глазом за выбранной заранее звездой через небольшой рефрактор-гид, вращая специальное колесо, чтобы удерживать её в перекрестье. И так продолжалось часами и ночами, зимой и летом! Безумный труд!

В советское время были распространены похожие системы, только уже активно применялось часовое ведение, и у наблюдателя, отслеживающего звезду, в руках находился пульт управления, позволяющий нажатием кнопки изменять скорость вращения двигателей и тем самым держать звезду в пределах допустимой области.

Это заметно облегчило труд астронома, но лишь в 80-90е годы распространились электронные системы с обратной связью, сначала на базе фотоумножителей, а затем и с ПЗС-матрицами. Такие устройства позволили совершить прорыв, ведь теперь положение звезды, а значит и качество изображения перестало зависеть от психофизиологического состояния человека - гидирование впервые стало полностью автоматическим!

В 2000е годы происходит еще один рывок в технологиях: на смену медленным, но точным CCD-камерам приходят быстрые, хотя и более шумные, CMOS-детекторы. Их главное отличие в том, что считывающая сигнал из пикселей электроника теперь не одна на всю камеру, а своя у каждого пикселя. Значит некогда узкое бутылочное горлышко стало больше похожим на решето, обеспечивая высокую пропускную способность. Почти сразу после выхода на рынок CMOS-камеры заменили CCD везде, где требуется быстродействие: самые разнообразные системы видеонаблюдения, бытовые фотоаппараты, планетные астрономические камеры и конечно же в системах автоматического гидирования.

Общая схема автогида следующая: параллельно основной трубе телескопа устанавливается вспомогательный телескоп, фокусирующий изображение близкой к снимаемому объекту звезды на небольшую CMOS-камеру. Камера передает изображение звезды в компьютер, где программа оценивает положение звезды на кадре и при обнаружении дрейфа отправляет корректирующие команды на двигатели монтировки.

Некоторое время я гидировал в Максимке, потом перешел на PHD Guiding 2 (в народе ПХД) и уверенно советую именно её, хотя есть еще многочисленные Прогайдеры и т. п.  PHd2 - надежный и бесплатный софт, поддерживающий абсолютное большинство современных камер и монтировок, регулярно обновляющийся и практически лишенный глюков.

Перед любыми попытками гидирования - хоть вручную, хоть автоматически, обязательно убедитесь в том, что полярная ось вашей монтировки выставлена с максимальной доступной точностью. Конечно, не нужно ловить блох секундного уровня, тратя драгоценное наблюдательное время, но и направлять полярку на юг тоже не советую :) Подключите монтировку и все камеры к компьютеру, установите драйвера. Советую подробнее почитать про драйвера и подключение оборудования.

Первый запуск свежеустановленной PHD2 вызовет окошко "советчика", который поможет создать профиль, подключить устройства и выполнить первоначальные настройки. Если Вы эти операции проделали, то попадете в главное окно программы. Оно будет сразу открываться при всех последующих запусках PHD2.

В главном окне сразу жмем в левом нижнем углу на значок "подключить оборудование" в виде штекера. Появившееся окно мягко намекает, что там, где написано "Камера", нужно выбрать из списка оборудования камеру, где начертано "Монтировка" - именно монтировку. Наоборот у вас скорее всего не получится :) Затем жмем "Подключить всё" и если драйвера устройств в вашей системе в порядке и подано питание, то вы увидите внизу сообщения о подключении и нажатием кнопки "закрыть" перейдете в главное меню. Полезный совет - если настройки оборудования выполнены правильно, то клик по кнопке "подключить оборудование" с зажатым шифтом сразу выполнит подключение.

Теперь правее выбираем кнопку в виде "мозга", она же Advanced settings. Во вкладке "Общие" ничего интересного нет. Там, где "Камера", убедитесь в соответствии заданного размера пикселя документации вашей камеры и поставьте режим "засветка через профиль звезды", он точнее. Самое интересное спрятано там, где "Гидирование" и, в частности, "Дополнительные". Здесь кроме размера пикселя стоит максимально точно указать фокусное расстояние вашего гидирующего телескопа. Если телескоп уже смотрит в небо, проверьте, что его склонение совпадает со значением в поле "Калибровка по склонению, градусы". "Шаги калибровки" и "Калибровочное расстояние" можно оставить с заданными по умолчанию значениями, их изменение помогает редко. А вот "Скорость гидирования от звездной" на результат может повлиять. В большинстве случаев она равна 0,1 - 0,5 от звездной. Далее убедитесь, что верно вычислился масштаб изображения. Он зависит всего от двух параметров - размера пикселя приёмника и фокусного расстояния телескопа. Моя статья позволяет уточнить его значение для своего телескопа.

Порядок, жмем дважды "принять", возвращаемся в главное окно, кликаем "Начать серийную съемку", наводим из своего планетария (пульта управления и т.д.) телескоп на цель и наблюдаем за появлением звезд в главном окне PHD2. Синий ползунок внизу помогает отрегулировать яркость изображения на свой вкус - не стесняйтесь, сделайте так, чтобы вам было хорошо видно звезды. Чуть левее можно экспериментально подобрать "Длительность экспозиции камеры". Я советую 1-2 сек, тогда уже не мешает турбулеж, но еще сохраняется быстродействие.

Где-то на данном этапе программа может сообщить о необходимости съемки темновых кадров для успешной работы. Соглашайтесь и в меню "Темновые кадры" жмите "Библиотека темновых кадров", накрывайте объектив крышечкой в темном месте и получите хотя бы 15-20 темновых кадров для вашего предполагаемого диапазона выдержек.

Настройки завершены, пора и погидировать! При нажатии "Auto-select star" система автоматом подберет звездочку, заключив её в зеленый квадратик, и начнет... нет, не гидирование, а калибровку. Помните, в мозге вы посещали раздел "Дополнительные", вот там были указаны значения шагов для калибровки, которые система сейчас и выполнит. Только телескоп не трогайте:) Понаблюдайте за движением звездочки, сейчас она медленно уползет в одну сторону, потом вернется и поедет под 90 градусов, нарисовав характерную букву "L". Кстати, загляните в меню "Вид" -> "Показать звездный профиль", теперь видно будет гораздо лучше.

Калибровка завершится через пару минут и автоматически начнется гидирование. Процесс будет выглядеть как прорисовывание двух ломаных линий синего и красного цвета. В окошке "история" указано, что они означают. Там же можно сделать отображение графика посимпатичнее настройками икса и игрека.

Гидирование высококлассной, хорошо сбалансированной монтировки будет идти со средним разбросом не более 0,5". Монтировки попроще, либо работающие в посредственных атмосферных условиях, покажут 1-1,5". В случае болтанок по синей оси на уровне 3-5" и более стоит обратить внимание на механику монтировки, возможно, она нуждается в переборке с заменой смазки или хотя бы в более тщательной балансировке.

Болтанка по синей оси (альфа) отлично покажет балансировку и механику в целом, а также состояние атмосферы. Болтанка по красной (дельта) зависит в основном от выставления полярки, хотя балансировка и здесь играет роль. Рекомендуется допускать легкий дисбаланс (перевес) по оси альфа на восток, так червяк будет лучше прижиматься к червячному колесу оси альфа.

Вообще не заморачивайтесь сильно с абсолютной величиной разброса. Если она укладывается в угловое разрешение на снимке и визуально не видно потянутости звезд на одиночных кадрах требуемой вам выдержки, значит, все отлично. Если гидежа вообще нет, а графики осей сразу уходят "вникуда", проверьте возможные зацепления кабелей, балансировку, крепеж гида, люфты, установку полярки, перекалибруйтесь и попробуйте снова.

Иногда возникает задача сопровождения объектов со скоростью, отличной от часовой. Например, в случае съемки комет или ловли астероидов. Для этого идём в "Инструменты" -> "Отслеживание комет" и задаем там необходимую скорость. Для этого на сайте центра малых планет идем на страничку "Minor Planet & Comet Ephemeris Service", задаем там название объекта, который требуется сопровождать, свое местоположение (координаты либо код обсерватории) и в строке "Display motions as: " указать "/sec". Жмем "Get ephemerides" и в ответ получаем эфемериды со скоростью движения объекта на данный момент, которую требуется внести в окошко "Отслеживание комет".

Алексей Иванов из Симферополя сделал для Астротуриста подробное описание процесса: отслеживание комет.

Ясного неба!!!

Полезные ссылки:

Работа с портом автогида монтировки Sky Watcher Star Adventurer

Автогидирование с монтировкой AZ EQ6 GT

Выставление полярной оси монтировки

Защищенный переходник EQMod

Астропрограмма MaxlM DL

Центр малых планет

***

Астробиблиотека

Ваш Назаров Сергей

2021