Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
13 Декабря 2017, 13:23:48


Автор Тема: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.  (Прочитано 1498 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Герцог Филин

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 133
  • Благодарностей: 0
  • Забанен!
  • то бишь, Grand Duke

Хочу поинтересоваться, что обычно используется в решении проблемы движения тел по небу в процессе экспозиции.
(дескать, чтоб заставить их родимых не двигаться)
По этой части мне явно мало что известно. Но вопрос этот я чувствую не такой простой . Но пока хватит и ссылки на нужный сайт.
 зы: м-но и рассказать
« Последнее редактирование: 24 Февраля 2007, 14:23:55 от Герцог Филин »
Записан

Mef_poter

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 292
  • Благодарностей: 0
  • Служу ЗВЕЗДАМ !!!
Re: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.
« Ответ #1 : 24 Февраля 2007, 14:41:58 »
. - .

Собственно, каких именно тел ?

Если звезд, то они неподвижны (относительно конечно) и учитываем движение Земли.
Если планет, астероидов, комет, то по их орбитальным параметрам,
опять же учитывая вращение Земли.
По ИСЗ - ситуация аналогичная - орбитальные параметры рулят.
Записан
QHY6, EOS_350D, MAK_200, Equinox_80, EQ6 Pro SkyScan etc.

Герцог Филин

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 133
  • Благодарностей: 0
  • Забанен!
  • то бишь, Grand Duke
Re: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.
« Ответ #2 : 24 Февраля 2007, 15:08:51 »
. - .

-О, правильное замечание (но только в общей идее)
-Да, да. Я конечно различаю все эти разные катеории обьектов.
 -Ну_д-к. Я хотел (в том то все и дело)- ...про ВСЕ! ;)
Ну давайте по отдельности.
      А в данном случае сперва, наконец разберемся с тем загадочным прибором ( или [ что самое интересное] 'это могут быть достаточно разные приспособления и о них м. поговорить отдельно)
, к- рый заставляет телескоп двигаться (за звездами или по более сложным. траект., за астероидами, напр).
(как он хоть называется-то? ??? ???)

зы:
известные мне варианты:
а) автогид
б) монтировка или что-то такое.
я ни в одном не уверен/off]
« Последнее редактирование: 24 Февраля 2007, 15:15:21 от Герцог Филин »
Записан

Mef_poter

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 292
  • Благодарностей: 0
  • Служу ЗВЕЗДАМ !!!
Re: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.
« Ответ #3 : 24 Февраля 2007, 15:37:25 »
. - .

Ну он так и называется "часовой привод телескопа".
Для наглядности рассмотрим экваториальную монтировку.

Начнем с того, что Земля совершает оборот за 23ч 56м 4,1с.
Как известно, Земля вращается не беспорядочно, а вокруг т.н.
оси (Земная ось конечно воображаемая и, кроме того, меняет со
временем свое положение и наклон - "прецессия оси", но это
тонкости высокого порядка).

Надо отметить, что звезды и планеты также движутся с немалыми
скоростями, однако для земного наблюдателя, всилу колоссального расстояния данное перемещение пренебрежимо мало. Однако для
внутренних планет (Меркурий, Венера) и для Марса такое суточное
движение учитывать все же стоит, если требуется высокая точность.
То же можно сказать и о астероидах и кометах. Итак, для нашего
случая условимся пока, что в течение сеанса наблюдения положение
небесных тел отностительно друг друга является неизменным.

Наша задача состоит в том, чтобы добиться неизменного положения
наблюдаемого тела относительно телескопа. Как этого добиться ?

Проведем мысленный эксперимент. Представим циферблат больших
часов, с вращающейся секундной стрелкой. Понятно, что обеспечить
неподвижное изображение стрелки можно только наклоняя/поворачивая
голову вслед за движением стрелки. Кроме того, ось поворота головы
должна совпадать с центром циферблата, иначе изображение стрелки
будет смещаться. Таким образом необходимо выполнить два условия:

1. Ось поворота головы должна совпадать с осью вращения стрелки
    часов.
2. Скорость поворота головы должна равняться скорости вращения
    стрелки.

Перенеся наш опыт на телескоп, мы видим, что необходимо обеспечить
соосность телескопа с центром вращения небосвода (т.е. осью Земли)
и заставить телескоп поворачиваться со скоростью вращения небосвода
(т.е. скоростью суточного вращения Земли).

Соосность телескопа и Земли обеспечить можно только если наблюдать
из центтра Земли, однако там жарковато. Поэтому добьемся только
параллельности оси телескопа и Земли. Это достигается выполнением
двух требований:
1. Ось телескопа должна быть направлена точно на Небесный Северный
   Полюс (чье положение, в разных точках Земли, отличается от
   магнитного).
2. Наклон оси телескопа должен равняться географической широте места
   (что ясно из несложного геометрического построения).

Обеспечив такое положение оси телескопа, и придав ей скорость вращения равную скорости суточного вращения Земли, любой обьект,
присоединенный к оси - будь то телескоп, фотоаппарат или просто ленинский флажок будет неподвижен относительно небосвода.

Теоретическая вводная часть закончена. Приступим к практике.
Записан
QHY6, EOS_350D, MAK_200, Equinox_80, EQ6 Pro SkyScan etc.

Mef_poter

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 292
  • Благодарностей: 0
  • Служу ЗВЕЗДАМ !!!
Re: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.
« Ответ #4 : 24 Февраля 2007, 16:08:37 »
. - .

Итак, существует масса типов монтировок. Однако их можно свести к
двум типам:
1. Экваториальная (рассмотрена выше), где ось вращения параллельна
оси вращения Земли. Здесь координаты задаются часовым углом (т.е.
углом поворота тела отностительно некой заданной точки небосвода) и
склонением (положением тела относительно центра вращения небосвода).
2. Альт-азимутальная, где ось смотрит в зенит (т.е. перпендикулярна
поверхности Земли). Здесь координаты тела задаются азимутом (направле-
нием на тело относительно севера) и возвышением (направлением на тело
отностительно горизонта).

Понятно, что во втором случае координаты тела будут изменяться по
синусоидальному закону, что не есть хорошо для реализации механизма
управления. Кроме того, будет происходить поворот изображения группы
объектов небосвода. Для исправления этого применяются "деротаторы" -
устройства, поворачивающие фоторегистрирущее устройство для того,
чтобы угол видимого положения тел не  менялся.

Второй вариант можно свести к первому, наклонив ось монтировки
на рассмотреный выше угол и перейдя к экваториальным координатам.

Таким образом, для астрофотографии применяется, в подавляющем
большинстве, именно экваториальная монтировка.

Теперь о приводе оси. Существует масса вариантов выполнения механики
поворота оси телескопа.
- ручной привод (наблюдатель сам вращает ось при помощи некого
  механизма). Не используется ныне. Рудиментарно присутствует в   
  технике ручного гидирования.
- центробежный регулятор (можно было увидеть в старых телефонах с
   дисковым номеронабирателем). Практически не применяется.
- механизм Гамона (равномерное вращение часового винта преобразу-
  ется во вращательное при помощи хитро рассчитанного кулачка).
  Применяется сравнительно редко, но применяется.
- разного рода синхронные двигатели с редуктором или без оного (чер-
  вячные передачи, планетарные и т.д.). Управляются кварцевым
  генератором или электронными схемами. Применяется довольно часто.
- шаговые двигатели с редуктором (в основном червячные с небольшим
  коэффициентом редукции из-за специфики шагового двигателя).

Таким образом, указанные системы обеспечивают, с приемлемой точ-
ностью задачу визуального наблюдения объектов, а также фотоработу
с небольшим сроком экспонирования (выдержки).

Почему выдержка невелика ? Потому, что любой  механике свойственны
неточность (для редуктора, например, основная - периодическая ошибка)
Кроме того, имеются искажения вызываемые гнутием осей и деталей,
вибрацией монтировки, атмосферными искажениями и т.д.

Поэтому для длительных экспозиций принимаются специальные меры.
Какие - рассмотри далее.
Записан
QHY6, EOS_350D, MAK_200, Equinox_80, EQ6 Pro SkyScan etc.


Mef_poter

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 292
  • Благодарностей: 0
  • Служу ЗВЕЗДАМ !!!
Re: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.
« Ответ #5 : 24 Февраля 2007, 16:43:43 »
. - .

Итак, собственно комплект для астрономии (принятое название - "сетап")
состоит из:
- телескопа
   а) обьктив, собирающий световой поток
   б) окуляр, увеличивающий видимое изображение
   в) механизм фокусировки изображения
   г) искатель - маленький телескопчик для первичного наведения

- монтировки
  а) базы (тренога, станина, колонна и т.д.)
  б) системы двух (или более) взаимно перпендикулярных осей
  в) механизма привода осей (редукторы, двигатели, стопоры и т.д)
  г) электроники (для варщения двигателя с заданной частотоы, для
     быстрого наведенияна объект - "система гоу-ту - goto", система
     расчета положения небесного тела и база данных, система коррек-
     ции периодической ошибки, система гидирования и т.д.)

- разного рода "прибамбасов"
  а) навигационная аппаратура для точного определения положения
     монтировки
  б) фототехника (фотоаппарат, фотообъективы, вебкамеры и т.д.)
  в) телескоп-гид, осуществляющий вспомогательную функцию контроля
     положения тела на небосводе
  г) все остальное, что может придумать нездоровая психика астронома

Итак, в некоторых случаях (для качественных монтировок) возможно
применение длительных экспозиций только за счет качества механики
самой монтировки. Условия таковы:
- точное выставление полярной оси монтировки (методы дрейфа,
   последовательных приближений и т.д)
- точно измеренная и скорректированная периодическая ошибка
  редуктора монтировки,известная более, как ПЕК - PEC (проводится
  методом ручной подстройки скорости вращения оси, нараду с тем, что
  электроника просто запоминает действия пользователя, а затем вос-
  производит их автоматически).
- некоторые други мероприятия, которые не столь явны но важны.

Если точности монтировки не хватает - на помощь приходит гидирование,
т.е. подстройка движения оси/осей телескопа. Возможен ручной вариант,
когда наблюдатель сам контролирует положение объекта в поле зрения и
проводит коррекцию вручную, либо при помощи пульта монтировки.
Кроме того, из-за врожденной лени и хитрости человеке, применяются
полностью автоматические методы коррекции. Существуют варианты
- гидирование при помощи фотоумножителя (см. Павел Бахтинов)
- гидирование при помощи веб-камеры (Phillips ToUCam xxx, и т.д.)
- гидирование внеосевым гидом
и т.д.
В целом идея такова. На каком-либо сенсоре постоянно измеряется и определяется положение яркого объекта. В случае его отклонения от
заданной точки программа выдает импульс, который вызывает изменение
в скороти движения монтировки, тем самым возвращает объект на
требуемое место. Так как гид и собственно телескоп, либо фотообъектив
жестко связаны, а частота импульсов гидирования высока положение
фотографируемого объекта относительно основного светорегистрирую-
щего сенсора остается неизменным, что и дает возможность длитель-
ных экспозиций.

Такова, в целом, концепция гидирования. Если есть вопросы или желание
узнать, как гидируются объекты, чье положение на небосводе изменяется
сравнительно быстро - задавайте вопросы...
« Последнее редактирование: 24 Февраля 2007, 16:48:46 от Mef_poter »
Записан
QHY6, EOS_350D, MAK_200, Equinox_80, EQ6 Pro SkyScan etc.

Digard

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 917
  • Благодарностей: 144
Re: Телескоп крутится за звездами, или Об экспозиции.
« Ответ #6 : 26 Февраля 2007, 01:15:44 »
. - .

Классная концептуальная выкладка! У меня есть желание прочитать здесь подобный обобщенный материал по технике гидирования. Может у Mef_poter  даже хорошая статья для "Вселенной" получится!
Записан
-:-