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ポータブル赤道義とガイド撮影(3)

今回説明で使う機材は前回に加えて以下のとおりです。これにパソコンあるいは、ZWO社「ASIAIR PRO」(¥4万)を使います。







で、唐突に出てくるのが、組立天体望遠鏡です。この天体望遠鏡は2009年世界天文年に出た星の手帳社の製品ですが、おそらく日本で一番売れた天体望遠鏡です。おもちゃのような作りですが、アクロマートレンズ口径40mm焦点距離273mmです。

これを切断して、M42アダプターを付ければ超安価なガイドスコープになります。ヘリコイドネジ、接眼バレルにビニールテープを巻くとガタ取りにちょうどよいです。

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三脚ネジにはシューアダプターをつけて、シューブラケットに取り付けて使おうという魂胆です。なお、シューブラケットの一方は、赤道儀のアリガタ台座が3/8インチネジなのでヤスって穴を広げました。

そしてこんなふうに組み立てました。

シューブラケットは自由雲台とアリガタ台座に挟んで固定しました。

ガイドスコープはシューブラケットに取り付けていますが、向きを極軸と同じ方向に向けました。

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ここから極軸合わせをします。

ASIAIR proの機能に、撮影カメラを使った極軸合わせ機能(PA)があります。

ガイドスコープに取り付けたASI CMOSカメラをメインカメラとして選択するとPA機能が使えます。

アプリはスマホ、タブレットで使います。まず起動してPA機能にします。

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ポータブル赤道儀はASIAIR proとは繋がっていなくてかまいませんので、「skip」します。

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露光時間などを決めて、一枚撮影すると、「plate solve」という「画像認識」を行います。

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次に、赤道儀を約60度回転させます。

ここが重要なところで、今回選んだスカイウォッチャー製「スカイメモs」は極軸に粗動回転用クランプが付いています。これを緩めて極軸周りにカメラ、ガイドスコープを約60度回転させます。

他のポータブル赤道儀には回転できないものもあります。ビクセンポラリエのようにターンテーブルで回転できるものもありますのでそういう機種を選べば同じことができます。

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2枚目の「plate solve」を行うと、2枚の位置関係から極軸のズレを算出してくれます。

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今度は赤道儀を載せた極軸微動雲台を使って画面に表示された方向に上下微動、左右微動を行い、再び撮影、リフレッシュ、「plate solve」します。

ここからが根気のいる作業です。なんとか数分以内に合うと顔が笑顔になります。画面のですが、自分も笑顔になっていたかもしれません。

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finisheすると花火でお祝いしてくれた。

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なぜ、極軸望遠鏡もあるのに(ポラリエは別売)、このようなことをしたかというと、まずカメラを付けた状態では極軸望遠鏡が見えません。

ポータブル赤道儀にとってカメラの重量は大きいので、後から取り付けた時に動く可能性があって、それならカメラをつけて撮影方向に向けて極軸合わせができるこの方法が良いと考えました。

ポタ赤でこれをやるのは世間では初めてかとちょっと自慢げでしたが、YouTubeに海外の方でやっている人がいました。残念;)

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ガイドスコープをカメラの方向に向けました。この構成では天の赤道方向にしか向きませんが、極軸がしっかりあっていれば問題ありません。

また、カメラの向きを被写体に向けますが、これをファインダーを覗きながらやるとポータブル赤道儀を動かしてしまうことがあります。

今回は、アプリ「stars photo」を使って概略合わせて、あとはライブビューを使えば下手に動かすことはありません。


Google Play で手に入れようGet it on Google Play




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組み立て天体望遠鏡は安くて良いのですが、やはり青い色がボケるので、できればもう少し良い望遠鏡がおすすめです。この写真はBORGの50mmですが、これは小型で良いレンズです。ただ残念なことにディスコンになってしまいました。

ガイドスコープの固定にアルカスイスのアリ溝を使って、カメラにつけたL字アリガタに固定しました。この方法はコンパクトで確実です。この方法も自分で考えてやったのですが、YouTubeで海外の方がやっていました;)。

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ここからは撮影カメラを切り替えて、ガイドスコープのasiカメラをオートガイドカメラに、本来の撮影カメラをメインカメラにセットします。

オートガイダーもはじめは面倒ですが、ASIAIR proで使うことができます。使用方法は、ここでは省略しますが、いろいろ探せば使い方が出てきますのでそちらで;)。

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撮影もカメラをUSB接続できる機種(Nikon、canon、Sonyなど)であれば、設定した露光時間、枚数を自動的に撮影します。

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ASIAIR proの現バージョンでは、撮影画像のplate solveから、画面に写っている星や星雲などの名前が分かります。

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300mmレンズで、ガイド有りとガイド無しでは同じ1分の露光時間でもこれだけ違います。

この差はピリオディックモーションを補正しているかどうかです。

ガイド有り

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ガイド無し

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前回の写真と同じ拡大率のアップ。

10分の露光で動いたのは極軸合わせ誤差によるものです。一方、前回は±30″も動いて波打っていたピリオディックモーションは約4″におさまっています。

ポータブル赤道儀でもオートガイダーがあると望遠レンズでも使えますね。

Guide1

今回は、コロナ騒ぎで外出自粛でもあり、横浜の自宅から300mmレンズで撮ってみました。

さそり座アンタレス付近。M4が写っています。1分露光で10枚スタックしています。

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ヘラクレス座のM13。300mmではちょっと小さく、天頂付近で導入が大変なところですが、starsphotoのおかげで撮影して少し構図を変えるくらいで構図が決まりました。

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ポータブル赤道儀でも300mmレンズくらいまで撮影できます、ということでした。

正直言って、重いカメラとレンズでは少し触ると極軸が動くので結構失敗しましたが、100mmくらいなら余裕で撮影できるようになります。

広角レンズとポータブル赤道儀にはオートガイドは不要ですが、ガイド端子付きの機種を選んでおけばこうして融通も効くということがわかりました。ただ、かかったコストを考えると、高精度ポタ赤と比べてどちらが良いか、それはまあそれぞれということですね。


# by nahooh1 | 2020-06-25 16:57 | Stars photo 使用記 | Comments(0)

ポータブル赤道義とガイド撮影(2)

さて、この写真は以前このブログに出しましたが、はくちょう座デネブ付近を撮影したものです。

NikonD810A、ニッコール105mmF1.4>f2.5
30秒、ISO1600、20枚スタック、自作ポータブル赤道儀

20170720f2_5

たった30秒の露光を20回行っただけですが、北アメリカ星雲や網状星雲などの赤い星雲と銀河が写っています。105mmといえば中望遠レンズ、標準ズーム域に入っていますが、これでも固定撮影では2秒も露光するだけで星が伸びてしまいます。30秒といえども赤道儀が必要になります。

昔は重い天体望遠鏡にカメラを同架して撮影したのですが、今はポータブル赤道儀があれば可能になりました。

実は前回同様のポータブル赤道義で撮影することはできます。

まず、前回同様の1ピクセルあたりの角度のグラフです。

Photo_20200621135601

極軸合わせ精度はどうでしょう。

前回同様、極軸が方位方向にずれた場合と高度方向にずれた場合で異なるグラフになるので、別々に示します。

まず、方位方向、東に10′(角度分)極軸がずれた場合です。高度は、もっとも誤差の大きくなる天の赤道を向いています。

なお、露光時間を2分としています。なお、長焦点レンズは口径が大きくなるので結構星が写るようになりますから、30秒程度から使える写真が撮れます。

3

南中0時を見てみますと、赤経方向(左右方向)は0、赤緯方向(上下方向)に5″ずれることがわかります。1ピクセルあたりの角度は先のグラフから100mmレンズなら10″ですから大丈夫、200mmで5″でぴったり、300mmでは3.4″ですからアウトですが、星の大きさを考えれば許容できそうです。

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南中0時でみると、赤経に8秒、赤緯は0です。今度は左右に伸びてしまうわけですが、100mm以下なら無問題、300mmでも30秒程度まで問題ないと言えます。

これで大丈夫、というわけにはいかないのです。

まず、極軸合わせ精度が10′、というのがどのくらいの精度か見てみましょう。

この製品ではありませんが、極軸望遠鏡を覗くとこのようなパターンが見えます。オレンジのx印が北極星になるように合わせると極軸が合うということがわかるアプリからの引用です。

この中に書かれた中央の円の半径が4′、直径が8′ですからほぼこの大きさの中に入れる必要があります。

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この辺りから嫌気が差す人も出てくるようですが、最近ではこのようなアプリが無料で手に入りますから大丈夫です。

ただ水を刺すようですが、微動雲台を使ってやっと合わせても、カメラを取り付けたり構図を変えたりすると動くことがありますので注意が必要です。そーっと動かすしかありません。

そしてもう一つ、問題があります。それはピリオディックモーション(周期誤差)です。次の写真は300mm望遠レンズ、約10分の合成写真ですが、星がうねって写っています。この動きは赤道儀のウオームギアの偏心加工誤差によって生じる周期的な誤差です。

20200502_223652_224310p

星の動きを拡大したものです。デジカメの1ピクセルが見えると思います。

この星は南中に近いものです。先のグラフを思い出してください。この動きのうち、上下方向は極軸の方位方向のズレによって起こったものであり、約36ピクセルと読み取れました。左右方向は極軸の上下方向のズレによるもので約16ピクセルです。極軸を正確に合わせればこの動きは見えなくなりますが、ここにピリオディックモーションが載っていて、これは赤道儀そのものの精度ですから消えません。

ピリオディックモーションの振幅は約20ピクセル、67″となります。±30″と表現されます。

Noguide

フィルム写真の頃は、10分の露光時間は必要でしたから、この誤差は許容できない大きさです。

しかしデジカメの時代、0.5分程度の露光に留めれば、なんとか点に写りますので、うまくスタックすればなんとかなるかもしれません。

ただ空の暗いところですともっと露光してもバックが白くならない=S/Nの良い写真が撮れて、暗い星雲まで写る、ということになるのでせっかく赤道儀を買ったのだからなんとか使えるようにしたいものです。

人気のビクセンポラリエ。それでもピリオディックモーションは大きめ。




ポータブル赤道儀はコンパクトであればあるほど、機構上ピリオディックモーションが大きくなります。

ピリオディックモーションを±5秒程度に精度を上げた良心的な製品も存在するのですが、どうしても高価になり、通常10万円以上します。何せウオームギアの偏心精度をサブミクロンにまで追い込まなくてはなりませんから。

(興味があれば「トーストテクノロジー」「ユニテックSWAT」で検索してください)

大きさにこだわらなければ、天体望遠鏡の赤道儀も変えるレベルになってきます。マニアックな人はこの高精度ポータブル赤道儀に、赤緯軸とウエイトまで取り付けていますが、これならほんと、普通の赤道儀でも良さそうです。

ここではなんとか軽くて(安価な)ポータブル赤道儀にこだわりたいところですが、安価というのには黄色信号が点ります;)

で、唐突に出てくるのが、組立天体望遠鏡です。(以下次号;)

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# by nahooh1 | 2020-06-25 16:45 | Stars photo 使用記 | Comments(0)

ポータブル赤道儀とガイド撮影(1)

このブログでは星の写真を写すことに重点をおき、最近では「星景写真」を紹介しています。

星景写真の基本は固定撮影ですが、空の暗いところで、天の川の詳細や、より暗い星雲や星団を写したくなったら一つステップアップして、「ガイド撮影」をして見ませんか。

ガイド撮影とは、星の動き(地球の自転)に合わせてカメラレンズを動かして星を点に留める撮影です。

これを行うには赤道儀が必要になり、北極星を見つけて極軸を合わせ、赤道儀にカメラを載せて撮影することになります。

どうもこれが大変そう、面倒そう、ということでそこまでやらない人が多いようですので、今回はこの「ガイド撮影」をできるだけ手軽に行う方法を考えて見たいと思います。

さてどうしてもここで赤道儀が必要になってきますが、昔は重たくて高価な天体望遠鏡を買う必要がありましたが、最近は「ポータブル赤道儀」があります。固定撮影でも使っていた三脚にポータブル赤道義をつけて、そこに自由雲台とカメラを載せることで撮影が可能です。

例として、筆者が使った以下の機材を紹介します。


これを組み立てるとこのようになります。

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固定撮影では、三脚に取り付けた自由雲台は真っ直ぐ立っていますが、ポータブル赤道儀では斜めに傾いています。

この傾いた軸は、「極軸」です。この周りにカメラが回転することで星の動きに同期するわけです。

極軸は、「天の北極」の方向に向ける必要があります。

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そのために、極軸望遠鏡がこのポータブル赤道儀には内蔵されています。ただの素通し穴になっているものも多いので、この機種はおすすめです。

ただ、そもそも極軸望遠鏡を通して「北極星」を見ながら「天の北極」へ合わせるのですが、初心者には北極星がどこにあるのか意外に分かりにくいのです。さらに実際には北極星は0.5度ほど北極からずれており、どこに合わせれば良いのか分かりにくいのです。

街中では明るすぎて北極星そのものがよく見えませんし、暗い中では星が多く見えすぎて分かりにくいものです。ベテランの方はそんなことあるかと笑うかもしれませんが、そういう人も南半球に行ったら天の南極はわからないので、笑い事ではありません。

そこで、初心者にもベテランにも分かりやすいように、スマートフォンを極軸に取り付けて見ました。

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スマートフォンにはプラネタリウムアプリ「StarsPhoto」を入れています。


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ポータブル赤道儀とガイド撮影(1)_b0400557_21262143.jpg

本来カメラのホットシューにつけるアダプターですが、ここでは極軸の先にカメラ雲台を取り付けるアリ型にシューアダプタをつけて、そこにつけました。

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アプリを起動して見ると、極軸の方向にある星が見えます。星だけではなく、天の北極が表示されていますのでここに中央(視野枠の中心)を合わせます。

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南半球の点の南極はこんな具合です。実際に行って見たわけではありませんが。。

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このようにすると、2度以内に軸合わせができるようです。(周りの磁力によって方位には誤差が出ますので注意)

この後、スマホを外して極軸望遠鏡を見るとほぼ北極星が入っていますので、ポタ赤の説明書を見ながら;)正確に極軸合わせをすれば完璧です。

こうして自由雲台を取り付け(この赤道儀の場合、アリ型が必要)、カメラを撮りたい星の方向に向け、撮影を開始します。

さて、ここで逆説的ですが、わざわざガイド撮影をしようという必然性はなんなのでしょうか。

固定撮影でも星が点に写る露光時間で撮影し、アプリでスタック(重ね合わせ)するとその分長時間露光したような写真ができますから、一枚一枚は固定でも十分ですね。しかし、露光が数秒ですとS/Nが悪すぎて暗い星が映らず幾らスタックしても綺麗になりません。

星は1秒間に15″(角度秒)移動します。

下のグラフは、ニコンD810A(3600万画素、35mmフルサイズ)の場合、1ピクセルの一辺が5μmなので、そこに各種焦点距離のレンズをつけた場合の角度量を示したものです。厳密に考えると1ピクセル以内に動きを収めるのが理想ですから、このグラフから、15″以下になると固定撮影では露光量1秒以下になってしまうわけです。

実際には星の大きさが少し肥大して写るのでそこまでシビアではありませんが、少なくとも50mm以上の焦点距離では数秒の露光時間もかけられす、ガイド撮影に頼らなくてはなりません。

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この考え方で、極軸合わせ精度を考えて見ましょう。

ちょっと面倒なので説明は省略しますが、極軸が方位方向にずれた場合と高度方向にずれた場合で異なるグラフになるので、別々に示します。

まず、方位方向、東に1度極軸がずれた場合です。横軸の時角というのはここでは南中を0時にして、西回りに1時、2時と数えて西を6時にします。つまり1時あたり15度です。この時角はカメラの向いた方向です。また高度は、もっとも誤差の大きくなる天の赤道を向いています。

なお、露光時間を2分としています。暗い空ですと2分以上は露光したいところです。

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グラフの結果は、赤経、赤緯と分かれています。東(ー6時)や西(+6時)は地平線なのでここでは考慮せず、南中0時を見てみますと、赤経方向(左右方向)は0、赤緯方向(上下方向)に30秒ずれることがわかります。

その分星は上下に伸びてしまうわけですが、先述の1ピクセルあたりの角度を見てみると、焦点距離30mm以下なら1ピクセル以内であるため問題ありません。また50mmでも1分以内の露光時間なら問題ないことがわかります。

一方、極軸が上に1度ずれた場合です。

上のグラフと赤経、赤緯の関係が変わっています。

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南中0時でみると、赤経に50秒、赤緯は0です。今度は左右に伸びてしまうわけですが、24mm以下なら無問題、50mmでも30秒程度まで問題ないと言えます。

以上のように極軸は1度以内に合わせれば、標準から広角レンズは問題なく追尾可能です。ガイド撮影は50mm程度の標準レンズ以上で必要になると説明しましたが、50mmで特にポータブル赤道儀が有効だということがわかりました。もちろん広角レンズでも2分の露出が余裕でできますから、空の暗い場所でたっぷり露光でき、より美しい写真を得ることができますね。

さて、標準レンズまではわかりましたが、70、100mmなどの中望遠レンズ、200mm以上の望遠レンズではポータブル赤道義は使えないのでしょうか。(以下次号;)


# by nahooh1 | 2020-06-25 16:38 | Stars photo 使用記 | Comments(0)

アトラス彗星2020年3月20日

5月に明るくなるのではないかと期待されている彗星です。

アトラス彗星 C/2019 Y4 です。

今ちょうど大熊座の先にあるM81,82銀河の近くを通過中ということで、かといってまだそれほど明るくないので横浜の自宅で撮影しました。

結果的に写りはしたのですが、光害と周辺減光の処理が大変で、これなら少し暗いところに行って撮影した方がよほど楽でした。

2020年3月20日 22時45分から

30秒露光x14枚 フラットx4 DSS合成

ニコンD810A+シグマA135mm/1.8(F2.2)

ステライメージ、フォトショップ


アトラス彗星2020年3月20日_b0400557_21362051.jpg

5月中旬に5等級になるまで日本から観測できます。楽しみです。


さて、この撮影は横浜の明るい空で行いましたので、肝心の彗星がどこにあるか(もっともこのときの光度は8頭級なので見えませんが)周辺の星も全く見えないので、苦労します。

天体望遠鏡の自動導入機能を使うか、試し撮りして確認するのですが、明るい空では望遠鏡の眼視でも気がつかないし、試し撮りも画面が明るすぎて写っているのかその場では確認できないのです。PC 画面でもわかりませんね。

アトラス彗星2020年3月20日_b0400557_21452856.jpg

今回は Starsphotoの構図フレーム機能を使ってほぼ構図を決めて、試し撮りで明るめの星の配置を確認して撮影できました。


アトラス彗星2020年3月20日_b0400557_21511668.png

これから明るくなる彗星を迎え撃ちましょう。

追記4/9
彗星が分裂してしまいこのまま消えてしまうようです。残念でした。。


# by nahooh1 | 2020-03-25 21:52 | Stars photo 使用記 | Comments(0)

2020年1月3-4日 南房総での星見

2020年になりました。今年もよろしくお願いします。


三が日の最終日、千葉南房総へ星見に行きました。と言ってもロケハンも兼ねて星景写真主体の星見です。

まだブルーシートが屋根にかかっているお宅が多くあって、夏の台風被害の大きさが身にしみます。お見舞い申し上げます。


ベイブリッジから夕焼けの富士山を見て、海ほたるを経由してまず以前行った大山千枚田です。


10月から今週いっぱいまでライトアップされていました。


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21時にライトアップが終わりますが、周囲の街灯がかなり煌々と明るく、星を見る環境ではありません。


それでも天の川も微かに見える空で、綺麗な星空でした。


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ここは羽田か成田への着陸航路になっているようで飛行機がたくさんきます。


星を軌跡にした場合、やたらと目立ちます。


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次に南下して、白浜野島崎へ移動しました。


2020年1月3-4日 南房総での星見_b0400557_23575405.jpg


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ここも野島崎灯台の光が旋回していて、星を見る環境ではありませんが、空は暗く綺麗な星空でした。


遊歩道沿いにあるこの丘の上の白いベンチは、インスタなどで有名になっていて、この日も多くの撮影者が来ていました。


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星固定で何枚か合成すると冬の銀河が際立ちました。


固定撮影でこれだけ写るんですねえ。


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この後、近くの御神根島へ続く根本海岸で行ったのですが、閉鎖されて入れませんでした。


昔、ハレー彗星を見に行って良いところなのに残念です。


そこで日の出を期待して東側の千倉へ向かいました。


道の駅があったのでそこで日の出を待ちます。


公園の先は海で、岩場があります。


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長時間露光で幻想的な感じに。


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なんだかあやしい雲が。


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ところが太陽の方向に雲が出てしまい、日の出は見られませんでした。

本来ならここに太陽が昇っているはずなのに、とStarsPhotoを見ながら残念がっていました。

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光の筋が綺麗ではあります。


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車の運転は後半、息子に任せ、快適な星見でした。しかし還暦が迫り、徹夜は辛い。


帰りは久しぶりに東京湾フェリーで金谷から久里浜まで帰りましたが、車と運転手だけで4100円、同乗者800円は高いなぁ。


# by nahooh1 | 2020-01-09 22:00 | Stars photo 使用記 | Comments(0)