Добро пожаловать на наш астрономический форум! Здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали. Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил.

Как выбрать монтировку телескопа?

Краткий FAQ написанный Эрнестом Шекольяном для начинающих любителей астрономии. Дискуссия и реплики участников в этой части Форума не предполагаются.
Ответить
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 11008
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1

Как выбрать монтировку телескопа?

Сообщение Ernest » 31 авг 2011, 12:10

Э… а без подставки под телескоп никак?

«Подставка» эта называется монтировкой (mount) и состоит из опоры в виде треноги или колонны, головы с двумя осями, возможно противовесов, системы сопряжения с трубой, пульта управления.
Опора позволяет приподнять трубу телескопа на удобную для наблюдателя высоту, при которой окулярный узел будет примерно равнодоступен для всех предусмотренных направлений наблюдений.
Голова выполняет сразу несколько функций. Она обеспечивает наведение трубы телескопа с чувствительностью в доли градуса на любую доступную точку небесной сферы и может жестко зафиксировать визирную ось телескопа относительно наблюдаемого объекта. Она позволяет осуществлять тонкие поисковые смещения визирной оси телескопа в большем или меньшем диапазоне углов и, как правило, оборудована часовым двигателем, что позволяет «вести» объект вслед за суточным вращением небесной сферы (для наблюдений с большим увеличением таких объектов как планеты без этого очень трудно рассчитывать на положительный результат). Голова монтировки также обычно имеет шкалы для определения координат наблюдаемого объекта, какой-то механизм установки относительно сторон света и плоскости горизонта.
Экваториальная несимметричная монтировка оборудуется противовесами для уравновешивания трубы.
Современные монтировки оборудуются также системой компьютерного управления, то есть имеют возможность сопряжения с универсальным компьютером или специализированным (который, часто просто называют пультом). Это сопряжение позволяет наводиться на любой из выбранных в базе данных астрономических объектов, связать визирную ось управляемого телескопа со звездной картой-планетарием, подключить автоматическую гидирующую систему, без которой трудно представить современное астрономическое фото с длительными выдержками.
Все это вместе взятое только и позволяет производить наблюдения астрономических объектов с головокружительными увеличениями и точностями. С рук или какой-то импровизированной опоры едва что-то удается рассмотреть даже и в обычную 20-кратную подзорную трубу – в окуляре все будет плясать, трудно будет повторить наблюдения – отвлекшись даже и на минуту, придется заново искать объект наблюдений.

Фотоштатив на первое время сойдет вместо астрономической монтировки?

Едва ли. Фотографический штатив слишком хрупок и предназначен для фиксации фотоаппаратов/объективов с в общем-то небольшими фокусными расстояниями и относительно большими полями зрения. У телескопа фокусные расстояния много больше, а поля зрения очень малы – требования к точности и надежности фиксации на порядок больше. И еще функция наведения у штатива весьма примитивная. Телескоп наводить с ним замучаешься даже по горизонтали, а ведь большая часть интересных объектов вблизи зенита. Фотоштатив не особенно предназначен для наведения на высокие объекты.
Ну и, наконец, крепление телескопа к фотоштативу будет проблемным моментом. Стандарты крепления фотоаппаратуры и телескопов различны.
Так что объекты в поле зрения телескопа на штативе будут дрожать, и большая часть времени будет потрачена не на наблюдения, а на попытки навестись и зафиксировать объект в поле зрения.

Что удобнее и устойчивее - тренога или колонна?

Хорошая тренога не менее устойчива, чем колонна. Но колонна удобнее при наблюдениях в зенит (трубе нечего задевать), а тренога удобнее и оперативнее при переносках.

Почему объект уплывает из поля зрения окуляра?

Потому что Земля (вместе с вашим телескоп установленным на ней) вращается вокруг своей оси, а астрономические объекты прибиты к неподвижной небесной сфере. Ну или наоборот – небо вместе с астрономическими объектами: звездами, Солнцем и Луной вращается вокруг полярной оси Земли и вслед за этим суточным (часовым) вращением уходят из поля зрения вашего телескопа, если он не оборудован правильно работающим часовым приводом (двигателем). Обычно простым глазом суточный ход светил не заметен, но в телескоп с приличным увеличением это движение явно – поле зрения в один градус (это у очень широкоугольных телескопов) может пролететь всего за 4 минуты. А часто мы наблюдаем с увеличениями 250-300х (планеты), когда поле зрения широкоугольного окуляра составляет всего четверть градуса и звезде может хватить минуты чтобы пролететь все поле зрения по диаметру.
Для того, чтобы из-за суточного вращения небесной сферы объекты не уплывали из поля зрения, телескопы устанавливают на экваториальные монтировки и оборудуются часовым приводом – двигателем, который компенсирует вращение Земли, сопровождая объекты наблюдения.
Если же часовой двигатель у вашей монтировки есть, и он работает, а объекты все равно «уплывают» из поля зрения, проверьте ориентацию монтировки, перенастройте компьютерную программу сопровождения (alignment), если это компьютеризированная монтировка, смените истощенные батареи и убедитесь, что труба ни во что не уперлась, а ключ тормоза полярной оси замкнут.

Чем отличаются экваториальная и азимутальная монтировки?

Экваториальная «заточена» на сопровождение объектов наблюдения вслед за суточным вращением небесной сферы – вращением такой монтировки вокруг всего одной часовой или полярной оси (она должна быть параллельна оси вращения Земли) удается сопровождать объекты наблюдения. При этом в процессе сопровождения ориентация картинку в окуляре (на фотоприемнике) не меняется.
Азимутальная монтировка намного проще, она дешевле в производстве или при той-же цене способна нести более тяжелые и габаритные трубы телескопов. Азимутальная монтировка хороша для наблюдений земных и околоземных объектов (спутники, самолеты, птички). Она проще (интуитивно более понятна) для ручного управления. Азимутальной монтировке, даже будучи моторизованной и компьютеризованной, трудно справляться с сопровождением обычных астрономических объектов – в процессе сопровождения ей требуется движение вокруг обеих своих осей, а при фотографических работах с длительными выдержками и деротатор – устройство компенсации вращения поля зрения фотоприемника.

Зачем балансировать монтировку?

Монтировки принято балансировать – приводить к состоянию безразличного равновесия к попытке вращения вокруг каждой из обеих своих осей. В таком состоянии подшипники осей находятся в наиболее благоприятном положении, а двигателям приводов (ну или наблюдателю в ручном режиме управления монтировкой) легче осуществлять наведение/сопровождение без быстрого износа механизмов и значительного трения.
Сначала балансируют трубу (добиваются безразличного равновесия) относительно оси склонения (или оси высоты на азимутальной монтировке) – путем продольного смещения в креплениях вдоль оси трубы или передвижения специальных балансировочных грузиков. Затем на экваториальной несимметричной монтировке балансируют всю подвижную часть монтировки с трубой и осью склонения относительно полярной оси путем смещения главного противовеса на специальной штанге – продолжении оси склонения. Вилочная монтировка ввиду своей симметрии обычно не требует балансировки на второй стадии (в первом приближении).

Как ориентировать экваториальную монтировку?

Так чтобы полярная ось (та, которая наклонена к поверхности земли и неподвижна) была по возможности более параллельна оси вращения Земли. То есть верхний ее конец должен быть направлен как можно точнее на полюс мира (в северном полушарии на север), а угол наклона к горизонтальной плоскости равен географической широте местности. Направление на север (с поправкой на магнитное склонение) даст самый простой компас (днем) или Полярная звезда (ночью). А склонение можно узнать по карте вашей местности, по GPS или Google-Maps. Удобно использовать монтировки с полой часовой осью, в которую вставлен оптический искатель полюса – Полярная звезда должна находиться в отведенном ей месте на специальной сетке этого искателя.
Если все хорошо с ориентацией монтировки, то при суточном вращении неба звезды (и прочие малоподвижные астрономические объекты) не отклоняются к северу или югу от центра поля зрения.
Если при сопровождении светил на востоке они отклоняются к югу от центра поля зрения, полярная ось смотрит верхним концом ниже положенного направления и ее надо приподнять (отрегулировать угол наклона). Если при сопровождении светил на юге они отклоняются к югу, то верхний конец полярная ось монтировки смотрит слишком на восток от оси мира и голову монтировки надо немного развернуть против движения Солнца. Это рекомендации для северного полушария.

Можно-ли заниматься продвинутой астрофотографией на моторизованной азимутальной монтировке?

Можно, если приемник изображения оснащен деротатором поля зрения. Иначе при часовом сопровождении поле зрения фотоприемника будет проворачиваться по отношению к изображению, и звезды будут чертить дуговые треки с центром где-то в середине кадра. Обычно, вместо деротатора используют экваториальный клин, который превращает азимутальную монтировку в экваториальную.

Зачем нужен часовой двигатель?

Часовой двигатель (или привод полярной оси) в режиме сопровождения вращает голову монтировки вокруг полярной оси частотой один полный оборот за 24 часа так, чтобы в точности компенсировать вращение Земли вокруг своей оси. Это делает неподвижными астрономические объекты в поле зрения окуляра телескопа… при правильной ориентации полярной оси экваториальной монтировки.

Не могу разобраться со шкалами на монтировке - как наводиться-то?

Большая часть астрономов любителей благополучно игнорируют эти шкалы. Кроме того, что не всем понятно как ими пользоваться, есть и несколько объективных причин, по которым наблюдатели игнорируют их.
Для того чтобы точность наведения была сравнима с размером поля зрения телескопа (обычно градус и менее) эти шкалы выполнены слишком грубо – цена их деления часто составляет от 2-х до 5 градусов, люфты крепления часто превышают цену деления, индексы (риски указателей для считывания угловых величин) грубые, выполнены с большим зазором от подвижных шкал и не совпадают по высоте, что привносит большую параллактическую ошибку считывания. На профессиональных инструментах шкалы имеют минутные цены делений и для считывания значений используют специальные микроскопы.
Кроме того, точность наведения по шкалам существенно ограничена ошибками ориентации полярной оси, которая редко бывает выставлена точнее градуса у мобильного визуального любительского телескопа.
Ну и, наконец, есть довольно надежный и интуитивно понятный альтернативный метод наведения по «звездным тропинкам». Это когда телескоп при помощи искателя сначала наводится на ближайшую к объекту наблюдения относительно яркую звезду, а потом уже по поисковой карте при помощи поискового окуляра и микросозвездия слабых звезд выводят на искомый объект.

Что за монтировка у Добсона?

Монтировку Добсона можно классифицировать как вилочную альт-азимутальную. Главная ось (вертикальная) служит для наведения по азимуту – вдоль горизонта, вторая (горизонтальная) ось высоты – для наведения в направлении от горизонта к зениту. В простейшем варианте обе оси покоятся на примитивных подшипниках скольжения и управляются при наведении и сопровождении вручную. Но все более обычными становятся варианты компьютеризованных монтировок Добсона с двигателями по обеим осям, пультом наведения и режимом сопровождения за суточным вращением неба.

Наверное, это не очень удобно для владельца Добсона - наводиться и сопровождать объект вручную?

Благодаря большому плечу приложения силы управление Добсоном может быть плавным и точным, а благодаря азимутальной природе монтировки – оно интуитивно понятно и быстро осваивается. Но с сопровождением на больших увеличениях (например, при наблюдениях планет) есть некоторые трудности, приходится пользоваться приемом упреждающего наведения.
Для небольших Добсонов одно время были относительно популярны экваториальные платформы – моторизованные подставки под телескоп, которые ограниченное время могли сопровождать астрономические объекты. Сейчас компьютеризованные Добсоны вытесняют эти и без того не очень распространенные платформы.

Можно ли вообще наблюдать в Добсон на больших увеличениях?

На больших увеличениях объекты наблюдения довольно быстро «пролетают» поле зрения немоторизованного Добсона. Скажем, при увеличении 300х поле зрения обычного окуляра планета пробежит менее чем за минуту. Еще быстрее (десяток секунд) изображение планеты минует центральную не испорченную комой часть поля зрения, где разрешение достигает максимума. С учетом нестабильной атмосферы, когда наблюдателю приходится подолгу ожидать окна с минимальной турбулентностью, такой режим наблюдения трудно назвать продуктивным и комфортным.
Вероятно, поэтому моторизованные варианты Добсона (на громоздкой экваториальной платформе или компьютеризованные с приводами на две оси) пользуются устойчивым спросом, несмотря на очевидные неудобства при наведении.

Зачем нужны двигатели на монтировке?

Наличие электрических приводов на двух осях монтировки позволяют осуществлять наведение трубы телескопа на выбранный объект наблюдения при помощи кнопок пульта управления. В простейшем случае пульт позволяет выбрать направление разворота трубы вокруг одной из двух осей и скорость этого разворота (побыстрее для грубого наведения, помедленнее для тонкой корректировки). Скорости наведения значительно превосходят скорости сопровождения.

Что такое GOTO?

Это более сложный вариант компьютеризованного пульта моторизованного телескопа, который позволяет выбрать объект наблюдения из более или менее объемной базы данных, а программа затем уже сама наведет (от английского go to – «перейти к») телескоп по его координатам с учетом текущего звездного времени, координат положения наблюдателя и ориентации монтировки.
Использование GOTO опции требует проведения несложной процедуры инициализации телескопа (alignment) в начале наблюдательной сессии для задания текущего времени, положения и привязки ориентации монтировки телескопа к истинной оси мира, учета погрешностей его осей.

Разобрал монтировку - все внутри в какой-то липкой гадости. Чем ее можно отмыть и чем потом все смазать?

Обычно для компенсации значительных люфтов в не очень качественной сборке редукторов и червячной передачи приводов осей моторизованных монтировок не очень ответственные производители используют консистентную силиконовую смазку. Эта смазка делает сопровождение более плавным, а наведение не таким шумным. Но, к сожалению, на морозе смазка загустевает и монтировка начинает потреблять большую электрическую мощность быстро истощая аккумуляторы.
Если предполагаются наблюдения в холодную погоду имеет смысл промыть редукторы от этой смазки и заменить на более работоспособную при низких температурах, вроде литолов марки: ЦИАТИМ 201, 203, 221 и Литол-24. Но лучшие результаты дают специализированные масла вроде STATOIL GreaseWay Electric, UniWay LiX 22 PA, ВНИИНП-231, Лита и прочих (снижающих трение в медленных механизмах и качественно работающих при низких температурах).
Хотя, по отзывам владельцев таких монтировок качественно выставленные зазоры приводов и адекватная регулировка осей дают больший эффект в плане потери мощности при эксплуатации в условиях низких температур.

Ответить