Bir astronomik, paralaktik montaj, uzun poz süreleriyle keskin astro fotoğrafları çekmenin şartıdır:
Bölüm 9: Astronomik Montajın Kullanımı
Bir fotoğraf makinesi normal bir kamera tripoduna sabitlendiğinde, göksel nesneler sadece fotoğrafın net olması durumunda, poz süresi, çekilen gökyüzü bölgesi, kullanılan sensör piksel boyutu ve bir 'keskin' görüntü beklentilerine bağlı olarak maksimum bir değeri aşmazsa net olarak görüntülenir.
Örneğin, 3000 milimetre odak uzaklığında, kamera, gökyüzü hareketine uyum sağlamazsa, 1/45 saniyeden daha uzun poz sürelerinde bulanık bir görüntüyle karşılaşılabilir. Ve hatta 24 milimetre geniş açılı bir objektif kullanılsa bile, 10 saniyelik poz süresinden sonra yıldızlar noktalar yerine küçük çizgiler olarak görüntülenir.
Bu, Dünya'nın dönme hareketinden kaynaklanmaktadır. Gökyüzü başımızın üzerinde Doğu'dan Batı'ya doğru dönüyormuş gibi görünüyor. Dolayısıyla sadece Güneş ve Ay değil, gezegenler ve yıldızlar da Doğuda doğup Batıda tekrar batıyor. Bu hareketin ekseni Göksel Kutup'tur (Kuzey Yarımküre'de Göksel Kuzey Kutbu, Güney Yarımküre'de Göksel Güney Kutbu). Bu hareketin merkezi, Dünya ekseninin uzatılmış haliyle "göksel kubbe"yi temas ettirdiği noktadır, gökyüzünü yarımküre olarak düşünürsek. Kuzey Yarımküre sakinleri için büyük bir avantaj vardır: Göksel Kuzey Kutbu'nun hemen yakınında, kolayca bulunabilen Kutup Yıldızı bulunmaktadır, aynı zamanda "Kuzey Yıldızı" olarak da adlandırılır.
Uzun poz sürelerini sağlamak ve yıldızları yine de noktasal olarak göstermek için tek yol, kamerayı poz süresi boyunca gökyüzünün dönüşüne uyum sağlamasıdır. Bunu gerçekleştirmek için astronomik bir montaj gereklidir ve bu montaj bir eksenin Dünya eksenine paralel olarak hizalanmasını gerektirir.
Bu ekseni doğru hızda hareket ettirerek, "takip edilen" gökyüzü fotoğrafları oluşturulur. Genellikle bu hareket bir elektrik motoruyla gerçekleştirilir. Bir astronomik montaj ayrıca paralaktik veya ekvatoryal olarak da adlandırılır.
Paralaktik bir montajın bileşenleri. Açıklama - aşağıdaki genel görüntüye bakın:
• 1: Üç ayaklı ayak (Alternatif: Sütun ayaklı)
• 2: Kontrol (gösterilen durumda: Gösterge elektronik kontrol ile GoTo fonksiyonu ve nesne veritabanı)
• 3: Kutup arama teleskobu bakış pozisyonu. Saatte bulunur (4), ok yönlendirme ile saatin çizim durumu gösterilmiştir.
• 4: Saat eksen, gökyüzü dönüşünü takip ederken sürülen tek eksen. Alt uca kutup arama teleskobu (3) takılır ve üst uç, kullanıldığında kutup arama teleskobu ile birlikte çıkarılır.
• 5: Yükselim ekseni konumu, ağırlık çubuğunda (12) devam eder. Standart bir izleme sırasında bir deklinasyon ekseni hareket etmez.
• 6: Eğiklik açısının (kutup yüksekliği) ayarlanmasını basınç ve karşı basınçla sağlayan vida çifti. Montajın hedef noktasını ayarlamak için kullanılır. Montaj bir kez kurulduğunda, bu vidalar daha fazla ayarlanmaz.
• 7: Azimut ayarının (saatin yatay "görüş yönü") basınç ve karşı basınçla ayarlanmasını sağlayan vida çifti (arka vida resimde zor fark edilebilir). Montaj bir kez kurulduğunda, bu vidalar daha fazla ayarlanmaz.
• 8: Saat ekseni kolu kilitlenmesi.
• 9: Decli...
Yatay Montaj
Bir tripod ile böyle bir takip sağlanamaz. Hatta ince ayar çok yumuşak yapılsa bile başarısız olacağı bir durumdur. Uzun pozlama sırasında, takip edilen yıldıza alanın, gökyüzü dönüşüne ayarlanmamıştır. Bu durumda Orion takımyıldızını düşünün: Doğuda yatay konumda yükseliyor, zirveye ulaştığında güneyde dikey hale geliyor ve batıda yatay pozisyonda batıyor. Bu takımyıldızı tripodla takip ederseniz, kamera sadece "yukarı ve aşağı" ya da sağa doğru hareket eder, ancak dönme hareketini dengelemez.
Orion takımyıldızının Himmelsdrehung’unun şematik bir temsili. Bir azimutal montajla takip edilen bir kamera Orion takımyıldızını görüş alanında tutamaz ve görüntü alanı zamanla döner (kırmızı görüntü alanı çerçevesi). Kamera paralaktik olarak monte edildiğinde, Orion'un hareketine uyum sağlar ve aynı anda bir dönme hareketini gerçekleştirir, böylece yakalanan görüntü alanı sabit kalır (sarı görüntü alanı çerçevesi).
Sadece yukarı ve aşağı hareketleri ve sağa ve sola dönüşleri bilen bir montaj, "azimutal" montaj olarak adlandırılır ve paralaktik olan ile karşılaştırılır. Bir tripod, basit bir azimutal montaj formunu temsil eder. Hareketli eksene dikey olan bir eksen, yerle paraleldir ve yukarı ve aşağı, yani yükseklik, hareketini sağlar.
Bir azimutal montaj, takip edilen gökyüzü görüntüleri için uygun değildir. Modern büyük gözlemevlerinin montajları istisnası oluşturur. Burada optik eksen etrafında dönerek, görüntü alanı dönmenin etkisine karşı koymak için karmaşık bir prosedürün bir parçası olarak işlem gerçekleştirilir.
Azimutal Montaj (sol) ve Paralaktik Montaj (sağ). Azimutal montajda her iki hareket eksenleri de dik konumdadır veya yataydır. Bir fotostatik gibi çalışır. Paralaktik Montaj (sağ), eğik saat ekseniyle (yukarı sola doğru ok) karakterizedir. "Alman Montaj" türü, deklinasyon ekseni üzerinde karşı ağırlık gerektirir (soldan aşağıya doğru ok).
Paralaktik Montaj
Paralaktik montajlar çeşitli tiplerde mevcuttur. Hepsi ortak noktası, bir eksendenin Dünya ekseniyle paralel olarak hizalanmasıdır. Buna saat ekseni denir. Buna dik olarak 90 derece açıda bir deklinasyon ekseni olmalıdır, böylece bir teleskop veya fotoğraf makinesini gökyüzünün her noktasına hizalayabilirsiniz.
Amatörler için temel olarak iki tip mevcuttur; Alman Montaj adı verilen (Alman optikçi ve fizikçi Joseph von Fraunhofer'in çalıştığı ülkeye adını veren Alman Montajı), ve çatal montajı.
İki paralaktik montaj: çatal montaj (solda) ve "Alman Montaj" (sağda). Haritalanan kırmızı oklar saat ekseni konumunu göstermektedir.
Alman Montaj
Bir eksen haçından oluşan ve deklinasyon ekseni üzerinde teleskop veya fotoğraf makinesinin yer aldığı, dengenin yan tarafında karşı ağırlık sağlayan bir yapıya sahiptir. Bu tip özellikle astrofotoğraflar arasında çok popüler ve yaygındır çünkü saat ekseni kolayca göksel kutba hizalanabilir. Ayrıca Alman montajlarının çeşitleri oldukça fazladır: Tüm ağırlık ve fiyat aralıkları mevcuttur ve bunların çoğu teleskopla değil bağımsız olarak satın alınabilir. Dezavantaj olarak, teleskop kullanımında, bir konuyu takip ederken bu nesnenin tripod veya sütuna çarpma ihtimali bulunmaktadır, bu da batıdan doğuya (veya tersine) dönüş yapılmasını gerektirir.
Çatal Montaj
Çatal montajlar genellikle teleskoplarla birlikte ticari olarak sunulmaktadır. Bir paralaktik yapı olarak, tam çatalın göksel kutba bakacak şekilde eğdirilmesi gerekmektedir, bu da mekanik açıdan uygun olmayan koşullar yaratır. Amatör pazarı için çoğu çatal montaj aslında belirgin bir sallanma eğilimi gösterir, bu nedenle astrofotoğrafik kullanımda nadiren bulunurlar. Alman montajına karşı çatal montajının avantajı, bir göksel nesnenin teleskop veya kameranın bir engel (tripod/sütun) ile çarpma riski olmadan gece boyunca takip edilebilmesidir, bu nedenle dönüş yapılması gerekmez.
Çevre Birimleri
Bir montajı yalnızca eksen mekaniği olarak düşünürsek, astrofotoğrafi için işlevsel hale getirmek için ek bileşenlere ihtiyaç vardır:
• 1. Tripod/Sütun
Bir üçayak tripodun mobil kullanımda avantajları vardır çünkü neredeyse her yerde kurulabilir. Bir sütun ise bir teleskopa daha fazla hareket özgürlüğü sağlar, ancak sadece düz zeminde güvenli durabilir. Karar hangisinden yana olursa olsun, yüksek bir stabiliteye dikkat edilmelidir. Sonuçta, tüm zincirdeki en zayıf halka stabiliteyi ve dolayısıyla maksimum takip hassasiyetini sınırlayacaktır.
• 2. Motorlar
Bazı montajlar önceden kurulmuş motorlarla birlikte gelirken, diğerlerinde bunlar ayrıca satın alınmalıdır. Kısa pozlama süreleri için temelde saat ekseni için motorlu tahrik yeterlidir, yani deklinasyon ekseni için ikinci bir motor gerekli olmayabilir. Uzun pozlama süreleri için deklinasyon ekseni için düzeltici hareketler gerekebilir, bu nedenle her iki eksene birer motorun önerilmesi mümkündür. Çoğu montaj adım motorları kullanır, mikro adımlarla çalışır ve vida ve dişli ile montaj ekseni hareketlerini sağlar. Başka bir çözüm de servo motorlardır.
• 3. Kontrol
Her montajın bir kontrol cihazına ihtiyacı vardır. Eğer kontrol cihazı teslimatta bulunmuyorsa, ayrıca satın alınmalıdır. Kontrol cihazının görevi, motorlara gerilim ve tahrik darbeleri sağlamaktır. Ek olarak, dört düğme aracılığıyla montajın hızlı ve hassas motorlu hareketini sağlar.
Bu temel işlevlere ek olarak, bazı kontroller ek donanım özellikleri sunar:
• Takip hızının değiştirilmesi (sideralın yanı sıra seçim yapılabilir olarak güneş ve ay için de)
• Otomatik rehber özelliği: Özel bir dijital kamera olan otomatik rehber yardımıyla, gerektiğinde montaj hareketine müdahale edilebilir. Uzun odak uzaklıkları ve uzun pozlama süreleri ile çalışan kişiler, "takip kontrolünü" er ya da geç otomatik rehber merkebine bırakmak isteyecek ve kontrol cihazının otomatik rehber bağlantısına değer verecektir.
• GoTo Fonksiyonu: Hızlı motorlarla birlikte kullanılarak bir GoTo kontrolü, montajı istediğiniz bir göksel nesneye otomatik olarak konumlandırmanızı sağlar. Astrofotoğrafçılar için GoTo fonksiyonu çok önemli değildir, bu nedenle sınırlı bir bütçe durumunda daha sağlam bir montaja yatırım yapılmalıdır.
Bir Teleskop Montajının El Kontrol Kutusu: Saat ekseni (1) ve deklinasyon ekseni (2) için motorlu ayarlamaları sağlayan her biri iki düğmeye sahiptir. Yan taraftaki bir kaydırma anahtarı (3) kontrolü açıp kapamak için kullanılır ve düğmeler 1 ve 2'yi kullanırken motorların hareket hızı belirlenir.
• 4. Kutupsal Arama Teleskopu
Bu, montajın boş saat ekseni içine vidalanarak hızlı ve kolay yeniden hizalamayı sağlayan bir mini teleskoptur.
Kutupsal Arama Teleskopu ile simüle edilen görüş. Mavi gökyüzü ileri akşam karanlığı görüntüsüne karşılık gelir. Okülerde görülen elemanlar kırmızı bir LED ile aydınlatıldığından, siyah bir gökyüzünde bile görülebilirler. Kutup Yıldızı'nın (Polaris) konumunun net bir şekilde belirgin olduğu görülmektedir. Polar Yıldızı'nın gerçek gök kutbundan (Görüş alanının ortası) sapması otomatik olarak dikkate alınır. Haritalanan yıldız kümeleri sadece yönleri işaret etmektedir ve Kutupsal Arama Teleskobunda görünmezler.
• 5. Güç Kaynağı
Montajların genellikle 12 volt DC ile çalıştırıldığı yaygındır. Dolayısıyla, hareketli kullanım için bir pil paketi veya uygun bir akü temin edilmelidir.
• 6. Montaj Rayı
Bir dürbün veya kamerayı montaj üzerine takmak için genellikle ek parçalara ihtiyaç vardır. Birçok montaj, bağlantı platformu olarak kuyruk sokumu kılavuzuna sahiptir. Dürbün veya kamera tarafında uygun bir prizma rayı olmalıdır. Bir kamera takılacaksa, sağlam bir küresel başlık iyi bir tamamlayıcı olacaktır.
Kurulum
Bir paralaktik montajın saat ekseninin göksel direğe (yani kutup yıldızının yakınına) yönlendirilmesi gerekir. Bu süreç "hizalama" olarak adlandırılır.
Hizalamayı en kolay pol aracılığıyla gerçekleştirirsiniz. Bunun için gözlem yeri tarafında göksel direği ve kutup yıldızını görebilmeniz önemlidir ve bu yıldızın bir ağaç veya bina tarafından örtülmemesi gerekir. Pol aracılığı göksel direği tutan boş bir eksen boyunca bakar ve bakıldığında, kutup yıldızının istenilen konumunu gösteren bir işaretle karşılaşır.
Bu süreçte, kutup yıldızının gerçek göksel direğe olan sapması da (şu anda yaklaşık bir buçuk dolunay çapı) dikkate alınır. Montaj ve pol aracılığına bağlı olarak, kutup yıldızının mevcut konumu sadece güncellenmelidir, çünkü bu yıldız gün içinde zaten bir kez göksel direğin etrafında döner.
Ardından sadece kutup eğimi (yükseklik) ve pol ekseni bakış yönü (azimut) kutup yıldızının pol aracılığındaki belirlenen konumda görüneceği şekilde ayarlanmalıdır. Pol ekseni eğimi, gözlem yeri coğrafi enlemine karşılık gelir, yani Frankfurt için yaklaşık 50 derecedir. İyi bir montaj, olası düzeltmeler için pol eğimi ayarının hassas şekilde yapılmasına izin verir. Bakış yönü de aynı şekilde hassas bir azimut ayarı ile yapılır.
Saat ekseninin "bakış yönü" olan azimutu ayarlamak için, montajın yatay olarak hizalanmasına izin veren iki el vida hareket ettirilmelidir, bu vidalar bir kameradan dornlara basınç uygular ve hizalamadaki hassas yatay hizalamayı sağlar.
Saat ekseni eğilisi, yani kutup yüksekliği ayarı da, basınç ve karşı basınçla çalışan iki el vida tarafından gerçekleştirilir. Bu eğim açısı, gözlem yeri coğrafi enlemine karşılık gelir ve hizalama sırasında sadece bir kez ayarlanmalıdır.
Dürbün pol aracılığıyla iyi ayarlanmış olsa bile, daha uzun odak uzunlukları ve pozlama süreleriyle hizalama yeterince hassas olacaktır. Daha kısa odak uzunluklarıyla kısa pozlama süreleri için, kutup yıldızı sadece pol aracının vizör alanının ortasına konumlandırılırsa yeterli olacaktır.
Çok uzun pozlama sürelerinde, uzun odak uzunluklarında, sabit yıldız gözlemevlerinde veya GoTo montajlarının en iyi konum hassasiyetine sahip olmasının gerektiği durumlarda olduğu gibi, hizalama için "Scheiner" yöntemi tavsiye edilir. Bu yöntem için bir dürbün ve bir iplik çaplı okülerin mevcut olması gerekmektedir. Bu zaman alıcı prosedürün ayrıntılı açıklaması şu adreste bulunabilir:
http://www.baader-planetarium.de/montierungen/download/scheiner-klassic.pdf
Hizalama sonrasında, montaj yüklenir, yani karşı ağırlık, dürbün ve/veya kamera takılır. Şimdi, saat ve deklinasyon ekseni dengelenmelidir. İdeal durumda, montaj, dengede kalır, ekseni sıkılmadan hangi noktaya yönlendirilirse yönlendirilsin.
Bunun için monteli bir dürbün, tam olarak güneye (veya kuzeye) baktığınızı ve yere yatay konumda olduğunuzdan emin olacak şekilde hizalanır. İlk önce karşı ağırlık çubuğunda karşı ağırlık aksiyal olarak kaydırılmalı, daha sonra montaj, saat ekseni sıkıştırılmadan bile durabilecek pozisyonda olmalıdır.
Güneyden montajı izleyen görünüm. Kamera ile dürbün (sağda) kuzeydeki bir noktaya hizalanmıştır. Karşı ağırlıkların (solda) aksiyal olarak kaydırılmasıyla bir denge sağlanır, böylece saat ekseni sıkılı olmadığı zaman bile durur.
Saat ekseni sıkıştırılır ve dürbün, optik eksen boyunca hareket ederek (veya prizma rayının kızakta geçişini uzatılarak) deklinasyon ekseni dengeleninceye kadar hareket ettirilmelidir.
Doğudan montajı izleyen görünüm. Kamera ile dürbün (arkada), güneydeki bir noktaya hizalanmıştır. Prizma rayının kuyruk sokumu kılavuzundaki hareketi (veya teleskobun gövdesinin uzunluk boyunca hareketi) veya çift oklu çizginin kırmızıyla işaretlenen yönünde teleskopun dairesinin yeniden denge ayarları yapılır. Daha sonra, teleskop, deklinasyon ekseni sıkılı olmadan bile bu konumda kalır.
Her zaman bu ideal duruma ulaşmanın mümkün olmadığını unutmayın. Ancak, mümkünse, olabildiğince yakınlaşmaya çalışmalısınız. Dengelenme hedefi, motorların montajı hareket ettirirken mümkün olduğunca az çalışmasını sağlamaktır. Güçlü dengesizlik durumunda, motorlu takip mekanizmasının gerekli hassaslıkla çalışmayabileceği unutulmamalıdır.
Bu adımın ardından, yıldız hareketini takip etmek için fonksiyonel bir sisteme sahip olursunuz, böylece uzun pozlama sürelerinde dünya dönüşünden kaynaklanan yıldızların uzatılmış görüntülerini önlersiniz.
Montaj kontrolü bağlayarak, dış besleme ile sağlayarak montaj kontrolüne bağlayarak, takvim ayakta durarak ayakta hareket ederek, yani saat ve deklinasyon eksen kilitlemeye çalıştıktan sonra montaj kontrolünü besleyebilirsiniz. Beklemenize gerek kalmaksızın, ilk pozlamaya başlamadan önce birkaç saniye bekleyin, motorun dişlerle girmesine izin vermek için zaman tanıyın.
Gelecek "Astro ve Gökyüzü Fotoğrafları" öğretici serisinin iki bölümü, "İzlenen Kamera ile Uzun Pozlama" ve "Uzun Pozlama Sırasında İzleme Kontrolü" konularını ele alacaktır.
Ulaşım
Bir astronomik montaj taşınırken karşı ağırlıklar çıkarılmalı ve saat ve deklinasyon eksen kelepçeleri gevşetilmelidir. Bu, mekanizmayı oluşan sarsıntılarda korur.
Fotoğrafçılık için Uygun Montaj Örnekleri
Bagaj hacmini azaltmak önemli olduğunda, "AstroTrac 320x" montajı neredeyse rakipsizdir. Bu, fotoğraf tripodları için bir ek olarak, resimde alüminyum renkli kısım olarak görülmektedir. Opsiyonel olarak bu montaj, bir kutup arayıcı teleskopu (solda) ile donatılabilir, ancak bir tripod ve tripod başının mevcut olması gerekmektedir.
Bu montaj, yaklaşık 300mm odak uzunluğuna sahip lenslerle kameraların takip edilmesi için uygun olup, çok küçük ve hafif teleskoplar için en fazla uygundur. Bir pil paketi takibi için motoru besler. Katlandığında, montaj otomobildeki bir uyarı işareti büyüklüğündedir, sadece fiyatı maalesef oldukça yüksektir (625 Euro'dan başlayan fiyatlar).
"Skywatcher EQ-3", klasik teleskop montajlarındaki takip çekimlerinin mutlak alt sınırını oluşturur, eğer – bir sonraki resimde görüldüğü gibi – motorlarla donatılmışsa. En fazla küçük teleskoplar "yük" olarak kabul edilebilir, daha çok bir kamera ve fotoğraf lensleri ve çok uzun odak uzunlukları için uygun değildir. Ancak ılımlı odak uzunluğu ve birkaç dakikalık pozlama süresiyle çekimler için oldukça uygun bir platform olup, tripod, motorlar ve kontrol dahil yaklaşık 230 Euro'ya temin edilebilir.
"Celestron Advanced GT", GoTo kontrolü ile oldukça kararlıdır. Orta büyüklükte ve odak uzunluğuna sahip teleskopları da taşır. Long exposure çekimlerine ilişkin fotoğraf talepleri varsa aşırı yüklenmemelidir; çünkü çok uzun odak uzunluklarında takibin hassasiyeti yeterli değildir. Tripod, kutup arayıcı teleskop ve GoTo kontrolü ile tam bir paket olarak bu montaj yaklaşık 750 Euro'ya mal olmaktadır.
"Vixen GPD2", gerçek bir "iş atı"dır ve her yönden fotoğrafçılığa uygun ve tavsiye edilir. Düşük maliyetli değildir ve temel ekipmanda hatta motorlar bile eksiktir, ancak karşı ağırlık olmadan yaklaşık 8 kg yükü sorunsuz taşıyabilir ve mekanik hassasiyeti ile tüm fotoğraf kullanımı gereksinimlerini karşılar. Tripod, kontrol, motorlar olmadan, ancak çok hassas, aydınlatılabilir kutup arayıcı teleskop ile "çıplak" eksen çapı 800 Euro'ya mal olmaktadır. Hızlı motorlar, GoTo kontrol, ahşap tripod ile tam bir set ise 1800 Euro civarında olabilir.
Astro-Fizik "1200 GTO", son derece ağır bir montaj olmasına rağmen, deklinasyon bloğunu Kutup yükseklik ünitesinden ayırarak ve ayrı olarak taşıyabilmesi nedeniyle hala nispeten taşınabilir bir montajdır. İkisi bir arada aksesuarlar olmadan bile 50 kilogramın üzerinde ağırlığa sahiptir. Bu montaj, aksesuarlar olmadan ancak GoTo kontrol ile yaklaşık beş haneli bir Euro tutarına mal olmaktadır.
