1. Подготовительный этап

Грубо, на глаз, выставляем азимут (полярная ось расположена вдоль линии север-юг) и широту места на шкале наклона монтировки. Тут следует учесть, что эта шкала довольно грубая и может ошибаться, поэтому доверять ей вслепую не стоит. По-возможности точно выставляем горизонтальность опорной площадки (базы) монтировки. Это важно, поскольку монтировку нам придется вращать по азимуту, при этом необходимо, чтобы наклон монтировки относительно горизонта не изменялся при ее вращении. Располагаем трубу телескопа горизонтально. Можно на глаз, а можно и положив на нее пузырьковый уровень, и выставляем на шкале круга склонений (по оси DEC) значение угла "минус (90грд - широта места)", зафиксировав после этого шкалу круга склонений винтами.

2. Предварительная установка полярной оси по искателю полюса

В стеллариуме или в любом другом планетарии откройте карту неба и расположите северный полюс внизу, зенит вверху. Полярная звезда будет показывать некоторый угол относительно меридиана. На рис. ниже это 1(13)ч. Угол зависит от времени.



Теперь смОтрите в искатель полюса и двигая настройку широты места на монтировке, покрутите окулярную часть искателя так, чтобы вертикальная ось перекрестия (она вращается) была направлена вдоль перемещения звезд, при изменении широты монтировки, а север на шкале искателя полюса оказался вверху. Это нужно, чтобы синхронизировать "часы" искателя и "часы" планетария. Перекрестие искателя будет показывать на 12, 3, 6 и 9ч. Как только выставили в искателе соосность с меридианом, загоняете полярную звезду на пересечение с маленьким кругом под нужным углом (временем). На рис. это 7(19)ч. В окуляре искателя полюса она будет повернута на 180грд, отн. положения в планетарии. Для точного попадания надо тонко двигать монтировку и по широте и по азимуту. Положение кружка на шкале роли не играет, как и рисунки созвездий. Ориентируйтесь только на углы или на время, если рассматривать карту в стеллариуме как циферблат. Положение шкалы зафиксируйте на будущее. При прямых руках такой настройки хватает для достаточно длинных выдержек.

3. Коррекция положения полярной оси

После того, как полярная ось приблизительно выставлена, можно перейти к ее более тщательной настройке. Это поможет достичь пригодных для длительных экспозиций результатов.

В интернете кое-где описан так называемый метод дрейфа, сводящийся к тому, что по перемещению звезды на востоке у горизонта и на мередиане рядом с экватором, итерациями выставляется положение монтировки. Существует и некий модифицированный метод дрейфа. Однако их описания зачастую не позволяют понять принцип действия метода и реальное применение его на практике. А иногда и вовсе описания противоречат здравому смыслу. Мало кто понимает, что это за зверь и где его искать. В общем, особо он никому и не нужен. Нужна простая и понятная рабочая методика. Исправим это.

Описанный в этой статье алгоритм - это не метод дрейфа, хотя он и похож. Тут описана авторская методика. Назовем ее просто - "правило буравчика".

Точное выставление монтировки важно для астрофотографии. Ошибки ведения по осям могут корректироваться гидом, однако это не исключает вращения поля, неизбежно появляющегося при неточном ее положении. Вращение поля при длительных экспозициях приводит к смазу изображения на краях кадра. По разным причинам автогидом тоже не всегда удается воспользоваться. Например, не удается найти гидирующую звезду или нет компьютера под рукой.

В стационарных условиях процедура установки монтировки производится один раз и надолго. При эксплуатации перемещаемого телескопа на балконе, в поле или квартире эту процедуру приходится производить перед каждым сеансом наблюдений. Ситуация осложняется тем, что при наблюдении с балкона или из квартиры полярная звезда зачастую не доступна при ориентации на полюс. Поэтому важно иметь под рукой простой и эффективный метод коррекции положения монтировки по высоте и по азимуту исходя из имеющихся условий.

4. Присказка

Представим себе, что мы находимся на северном полюсе Земли (или на южном, кому что ближе). Там мы с удивлением обнаружим, что нам без разницы, как монтировка выставлена по азимуту. Звезды идут по кругу на одной высоте над горизонтом. Красота.. Нам нужно только настроить угол широты места и загнать его в 90грд. Это сильно упростило бы нам жизнь.

Теперь представим себе, что мы живем на экваторе. Там мы с не меньшим удивлением обнаружим, что нам не важно, как монтировка выставлена по широте места, ибо все звезды идут параллельно меридиану, проходящему через зенит, и как монтировку ни наклоняй, ничего не изменится. Все, что нам надо - это выставить направление полярной оси с юга на север, т.е. азимут. Здорово, всем бы так.

Поскольку мы живем где-то между полюсом и экватором, нам повезло чуть меньше. Но не все так плохо. Если немного пофантазировать в эту сторону, то получится тоже интересная картина.
С призказкой все. Как говорится, сказка ложь, да в ней намек. Начнем крутить гайки.

5. Настройка азимута монтировки

Поднимаем трубу по оси DEC до значения 0 по этой шкале. Труба после этого должна будет находиться в плоскости небесного экватора, или отстоять от зенита на угол равный широте места. Небесный экватор - это воображаемая плоскость, проходящая перпендикулярно оси вращения земли и наклоненная к горизонту на угол 90 грд. минус широта места наблюдения. Выбираем довольно яркую звезду, уверенно различимую на экране монитора и расположенную близко к пересечению меридиана (линия север-юг, проходящая через зенит) и небесного экватора.

Это положение соответствует нулям на координатных кругах осей монтировки (считаем, что шкала полярной оси отсчитывает часовой угол), если она приблизительно правильно выставлена. В этой точке неба отн.неважно, насколько точно монтировка выставлена по широте, поскольку звезда движется практически параллельно горизонту (ничего не напоминает?)и влияние ошибки выставления щироты на ведение звезды здесь минимально, а ошибка установки азимута быстро набегает при удалении от небесного экватора и меридиана. Ошибка установки широты места эквивалентна изменению склонения звезды и при отклонении оси монтировки от точно выставленной широты, звезда пойдет немного по другой траектории, но также параллельно экватору. Поэтому мы используем эту точку для выставления азимута в первую очередь. Чем ближе звезда к точке пересечения меридиана и небесного экватора, тем проще будет выставить азимут монтировки и больше к нему не возвращаться в обозримом будущем.



Самое трудное в этом деле - определить, где в гиде, на снимке или в окуляре расположены реальные север, юг, восток и запад, а соответственно и понять, куда на самом деле движется звезда, поскольку это зависит от положения камеры на телескопе (от угла наклона камеры относительно экваториальных координат) и от положения трубы относительно монтировки(слева или справа от полярной оси).

Тут помогает кратковременное выключение моторов монтировки. Выключили и посмотрели, куда поехала звезда. В точке пересечения небесного экватора и меридиана она поедет на запад. Если на экране это направление окажется справа, то внизу на экране будет юг, слева восток, вверху север. Это если камера или окуляр дают прямое (не зеркальное) изображение. Если она поехала влево, у вас зеркальное изображение.

На практике, чтобы определиться, что камера дает прямое или перевернутое изображение по одной или по обеим осям, двигаем телескоп по осям и отслеживаем перемещение звезды на мониторе. Важно расположить камеру так, чтобы при перемещении монтировки по оси RA звезда на мониторе перемещалась вдоль горизонтальной оси. А при пере мещении телескопа вдоль меридиана, соответственно, вверх или вниз на мониторе. Камера должна быть расположена так, чтобы перемещение звезды в ней производилось по-возможности точно по осям перекрестия при движении монтировки вверх -вниз и влево-вправо, т.е ориентровать камеру в соответствии с сеткой экваториальных координат.

Далее включаем звездную скорость ведения монтировки и смотрим на перемещение звезды на экране монитора (с бОльшим увеличением потребуется меньше времени на оценку) и определяем направление смещения звезды с перекрестия.

В случае рефлектора Ньютона и когда направления частей света совпадают с осями на мониторе, производим следующие действия: если звезда на экране идет вверх(на север), чуть-чуть поворчиваем монтировку в горизонтальной плоскости против часовой стрелки. Если звезда идет вниз - слегка поворчиваем ее по часовой стрелке. Добиваемся таким образом отсутствия ухода звезды с горизонтальной оси перекрестия гида. После этого азимут полярной оси больше не трогаем.

С рефрактором обратная ситуация, т.к. он дает прямое, но перевернутое изображение. Если на мониторе звезда идет вниз, на небе она смещается на юг, т.е. идет вниз и чтобы нам компенсировать этот уход звезды с оси, трубу рефрактора надо тоже немного опустить, в направлении на юг. Если посмотреть на рис. выше, где показана набегающая ошибка азимута, то несложно представить, что такую ошибку дает смещение полярной оси монтировки на запад. После пересечения меридиана горизонтальная экваториальная сетка идет по нисподающей. А значит полярная ось смещена на запад и для ее корректировки понадобится сместить ее на восток. Т.е. повернуть против часовой стрелки. Ну а если звезда идет относительно горизонтальной оси на экране вверх, поворачиваем монтировку по часовой стрелке.

Чтобы наглядно понять механизм возникновения ошибки азимута, посмотрите на рис. выше на треугольник, образованный линией пересечения полярной оси N'S', синей линией экваториальной сетки и оранжевой линией азимутальной сетки. В случае, показанном на рис., полярная ось N'S' смещена на запад(W)относительно меридиана NS, а синяя линия, по которой движется звезда, уходит по нарастающей вниз.

Запомнить это просто - штопор закручивается по часовой стрелке и при этом идет вниз. Откручивается против часовой и идет вверх. Наш воображаемый штопор это монтировка, а его поступательное движение совпадает с уходом звезды с горизонтальной оси перекрестия.

6. Установка высоты полярной оси по широте места наблюдения

Если навести трубу в зенит, то можно заметить, что звезды летят прямо над головой (дежавю какое-то) и что азимут монтировки в этой точке не особо критичен, а ошибка ведения звезды определяется, в основном, выставленным углом монтировки по широте. Можно воспользоваться этим, чтобы выставить широту или наклон полярной оси, исключив при этом ошибку установки азимута.



Считаем, что на этом этапе мы изменили только склонение с 0 до значения, равного широте места, не меняя положения трубы по часовой оси (RA), т.е. труба по-прежнему расположена вдоль меридиана, и при этом мы не изменяли положения камеры(!).

При наведении в зенит, при описанной выше ориентации камеры и правильной установке монтировки по широте, звезда на экране монитора, при включенной звездной скорости ведения, не должна смещаться с горизонтальной оси перекрестия в вертикальном направлении. При неправильном положении широты она будет смещаться вверх-вниз, в зависимости от знака ошибки установки наклона полярной оси монтировки.

В этом случае, мы получим следующую картину:

Если звезда уходит вниз от горизонтальной оси перекрестия, штопор нужно выкручивать, а значит угол наклона монтировки нужно слегка уменьшить. Тогда на мониторе наша звезда сместится вверх, т.е. на север. Если звезда уходит с перекрестия вверх, слегка поднимаем широту, т.е увеличиваем угол наклона монтировки.

7. Контроль установки положения монтировки

На практике, далеко не всегда точки зенита и пересечения меридиана с небесным экватором оказываются доступными для наведения. В этом случае придется использовать комбинированный метод. Выбираем звезду на западе (например, на юго-западе), склонение выставляем равным значению "90 грд. минус широта места" над горизонтом или около того. В таком случае, мы получаем направление, в котором на смещение звезды с перекрестия будут оказывать влияние ошибки установки монтировки по обеим осям. Это направление хорошо подходит для контроля установки монтировки, поскольку ошибки установки осей будут проявляться здесь в максимальной степени.

Итак, если звезда на экране монитора идет влево, поворачиваем монтировку тоже влево (на восток). Если вправо - поворачиваем монтировку вправо (на запад). Перемещения монтировки при этом должны быть по-возможности минимальны. Добиваемся таким образом отсутствия ухода звезды с вертикальной(!) оси перекрестия гида. Если звезда на экране идет вниз, чуть-чуть уменьшаем угол наклона полярной оси монтировки, а если звезда идет вверх - поднимаем полярную ось.

На практике, звезда обычно смещается сразу по обоим направлениям - по горизонтали и по вертикали. Комбинируя подстройку по описанным выше принципам, будет несложно довольно быстро добиваться удовлетворительного результата, при наличии кое-какого опыта в этом деле.

Все описанные манипуляции и поведение монтировки можно наглядно проследить в программе планетарии, например, в Stellarium, чтобы лучше понимать принципы. Правильная ориентация монтировки при достаточной точности ее установки должна обеспечивать отсутствие заметного ухода звезды с перекрестия в течении 3-5 мин., а если точнее, то на на время максимальной экспозиции во время фото-сессии. А это могут быть и десятки минут.

Это важно для устранения вращения поля в кадре, даже при гидировании и еще более важно при отсутствии гидирования. При заметном уходе за 1-2 мин или менее, монтировка уже нуждается в серьезной коррекции положения даже для коротких экспозиций. В противном случае, звезды на фото окажутся вытянуты в направлении ошибки установки осей монтировки.


Санкт-Петербург, 2013г.
Upd, 08.2024