Вращение поля зрения при астрофото

Секреты повседневного использования астрономических инструментов, их юстировки и регулировки

Вращение поля зрения при астрофото

Сообщение bot » 01 ноя 2009, 20:59

Почему на некоторых снимках звездочки по краю растягиваются вдоль окружностей с центром где-то в середине поля зрения?

Как правило это связано с тем, что полярная ось монтировки астрографа не совпадает с направлением на полюс мира. В итоге в процессе более-менее длительной экспозиции изображение в кадре проворачивается вокруг звезды, которая была использована при гидировании (ручном или автоматическом). Нетрудно вывести формулу, которая связывает угол поворота кадра с ошибкой установки полярной оси:

tg(φ) = sin(t)/(ctg(ψ)*cos(δ) - cos(t)*sin(δ)),

где

φ - угол поворота кадра относительно ориентации на меридиане, вдоль которого имеет место ошибка;
t - часовой угол отсчитываемый от меридиана вдоль которого произошла ошибка;
δ - склонение центра кадра;
ψ - отклонение полярной оси астрографа от направления на полюс мира.

Если продифференцировать это выражение по t нетрудно получить скорость вращения поля зрения в разных направлениях по отношению к вектору ошибки. См. на первом рисунке Excel табличку со значениями смаза в мкм на краях кадра с диагональю 40 мм за 10 минут экспозиции при ошибке установки поляной оси в 5 угловых минут. По горизонтали отложен угол склонения, по вертикали - угол отклонения от меридиана ошибки.

Как видим ошибка вращения поля зрения быстро нарастает при приближении к полюсу мира и имеет минимальное значение на меридиане перпендикулярном вектору ошибки (если ошибка установки полярной оси направления вдоль главного меридиана, то минимальные ошибки будут по направлению запад-восток). Из таблицы видно, что при условии гидирования ошибки установки полярной оси могут быть довольно значительны (угловые минуты) и при этом вращение поля зрения все еще будет незаметно (смаз в углах нормального кадра 35х24 меньше размера пиксела размером 5 мкм).

Почему затруднено астрофото со сколь-нибудь длительной экспозицией на аль-азимутальных монтировках?

По той-же причине - несовпадения осей сопровождения (высоты и азимута) с экваториальной системой осей. Точнее из-за разности между направлением на полюс мира и зенит. В итоге альт-азимуталы довольно сильно ограничены в длительности экспозиции. См. второй рисунок, где представлена табличка смаза из-за вращения поля зрения (в мкм) в углах 20 мм поля зрения, на альт-азимутале установленном на широте 60 градусов, за 30 сек.

Как видим значения смаза довольно большие - даже на "кропнутом" кадре цифрозеркалок он за относительно короткое время экспозиции (менее минуты) много больше размера пиксела. Ошибки катастрофически нарастают при приближении к зениту. И несколько меньше на дуге от западной (восточной) части горизонта по направлению к Зениту. При серьезном отношении к астрофото с использованием альт-азимутала (включая моторизованные Добсоны, вилочные системы вроде LX200) необходимо использовать деротаторы - специальный механизм который вращает приемник в соответствии с формулой:

tg(φ) = sin(t)/(tg(L)*cos(δ) - cos(t)*sin(δ)),

где

L - широта места наблюдения;
φ - угол поворота кадра относительно ориентации на меридиане, вдоль которого имеет место ошибка;
t - часовой угол центра поля зрения отсчитываемый от главного меридиана;
δ - склонение центра кадра.
drift.JPG
aa-drift.JPG


Назад к оглавлению статей
bot

 
Сообщения: 31
Зарегистрирован: 28 окт 2009, 12:20

Вернуться в Эксплуатация

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron