Megfontolásra érdemes "ökölszabályok" kezdő amatőrcsillagászok számára

[Attila]

IX. Mi az a kúphiba, mit okoz, és hogyan javítható?

Rögtön az elején tisztázzuk, hogy ez a mechanikai hiba a távcső vezetési pontosságát semmilyen módon nem befolyásolja. Ha egyébként a mechanika pólus-helyzetét korábban precízen állítottuk be, akkor ugyanolyan tűszúrásnyi csillagnyomokat fogunk kapni (természetesen megfelelően pontos vezetéssel) egy kúphibás tengelykereszttel, mint egy hibátlannal. A probléma a pozicionálási pontosságban (ill. pontatlanságban) érezhető.

Kúphiba alatt a mechanika tengelykeresztjének (tengelyeinek) szerelési pontatlanságát értjük; azaz a tengelyek kölcsönös szöghelyzete nem hajszál pontosan 90,0000°. Két ilyen kritikus csatlakozási pont van: az egyik a rektaszcenziós (vagy óra-) és deklinációs tengelyek csatlakozása, a másik pedig a dekli tengely és a távcső-tubus (de inkább a távcső optikai tengelyének) szöge.

Az előbbi (a két tengely házának derékszögű csatlakozása) általában nem állítható, azt a mechanika gyártási pontossága eredendően meghatározza. Bár erre vonatkozóan eddig nem végeztem konkrét méréseket, de tapasztalatom szerint itt "túl nagy" szöghiba nemigen szokott lenni. (Csak egyszer aztán nehogy pofára essek...) Annál gyakoribb (szinte rendszeres) az utóbbi hiba, amikor a távcső optikai tengelye nem merőleges a dekli tengelyre. Ez azt eredményezi, hogy a távcső látóiránya nem esik egybe az azt vezérlő elektronika belső koordináta-rendszerének aktuális koordináta értékeivel; azaz a távcső nem arrafelé néz, ahogy azt a vezérlés "hiszi".

Ma már sok távcsővezérlés (persze csak a drágábbak) ezt a szisztematikus hibát - egy betanítási/betanulási folyamatot követően - kompenzálni képes, ami 99%-os megoldást jelent, hiszen a goto mozgások pontossága szinte teljes mértékben helyre áll (a tracking-et pedig egyáltalán nem is érinti ez a hiba). Az 1% "maradék kényelmetlenség" azt jelenti, hogy nem tudjuk a távcsövünket pontosan a pólus felé irányítani, tehát sohasem tudjuk úgy a pólus felé fordítani a távcsövünket, hogy - leállított követés mellett - a csillagívek középpontja a látómező közepére essen. Azt hiszem, ez sokak számára nem okozhat túl nagy fejfájást... Valószínűleg csak én vagyok ilyen génhibás, hogy engem ez is zavar.
Akinek viszont egyszerűbb/olcsóbb távcső-vezérlése van (ami nem tudja ezt a funkciót), annak marad a kúphiba "hardveres" rendbetétele, ha pontos goto-t akar. (Tájékoztatásul: a 3 csillagos "goto-betanítás" nem feltétlenül jelenti a kúphiba-kompenzációt is; erre vonatkozólag érdemes alaposabban áttanulmányozni a vezérlés leírását.)

Ehhez a távcsőtubus prizmasínjének dőlésszögét kell tudnunk állítani a deklitengelyhez képest. Ha eleve erre szolgáló csavarok nincsenek még kialakítva, akkor nekünk kell két "toló-húzó" csavarpárt a prizmasín valamelyik (de csak egyik) végén kialakítanunk a sín és a tubusgyűrű közé. (Adott esetben - keskeny prizmasín esetén - nem kell 2x2=4db csavar ehhez, hanem egy toló és két húzó, azaz összesen 3 is elegendő.) De nagy átmérőjű csavarokat használjunk (min. M5-M6-ost), és beállítás után keményen meghúzva, hogy a kellő merevséget garantálni tudjuk.

A beállítás legegyszerűbb módja pedig a pólus fentiekben már leírt, álló motoros fényképezése (természetesen nagyon fontos, hogy a mechanika pólusra állítása ezt megelőzően már precízen megtörténjen!). Azaz addig kell állítani a prizmasín dőlését, amíg a látómező közepére nem tudjuk pozicionálni a csillagívek görbületi középpontját, és ezt a helyzetet az óratengely legalább 90 fokos (sziderikus időben mérve 6 órás) körülfordulása alatt is megtartja. Természetesen nem kell kivárni a 6 órát; elég két próbálkozás egymás után, a két véghelyzetben.

[Attila]

X. Az optikák megfelelő tisztítása

A távcsövünk optikái időről időre elkoszolódnak, jobb esetben csak por, de gyakran vízcseppek, páralecsapódás vagy egyéb szennyeződések (pl. ujjlenyomat) kerülnek rá. Ugyanakkor a szilárd és kemény szemcsék - óvatlanul távolítva el őket - nem csak a tükröződésgátló bevonatot károsíthatják, de még az üveganyagokban is okozhatnak karcokat.
Bár a tükrökre manapság már kemény kvarcréteget is felvisznek az alumínium bevonat védelme érdekében, de én még nem tudtam úgy - akár alkoholos, puha vattával is - hozzáérni a felülethez, hogy ne okozott volna finom felületi karcokat. Egy módszerrel viszont tökéletesen meg tudtam tisztítani a távcsöveim optikai elemeit, a legkisebbtől a legnagyobbig, mégpedig azzal, amit a szemüvegem tisztításához használok - sajnos - évtizedek óta.

Először is szereljük ki a tisztítandó optikát foglalatából, és vigyük be a fürdőszobába. Langyos, kézmeleg, erős vízsugárral alaposan öblítsük le, egy-két percig oldva a könnyen eltávolítható szennyeződéseket. Ezután folyékony szappant folyassunk rá, majd vizes ujjbegyeinkkel FINOMAN kezdjük el simogatni a felületet. Semmilyen anyagot, se szivacsot, se vattát ne használjunk! Mikor már semmilyen "akadályt" nem érzünk az ujjaink alatt, akkor állítsuk a lencsét/tükröt élére, és miközben vizet folyatunk végig a függőleges-közeli felületen, az ujjainkkal finoman dörzsöljük le a folyékony szappan maradékát is a felületről egészen addig, amíg a felület csúszóssága elmúlik, és "tapadóssá", ezzel együtt víztaszítóvá válik az üveg. Ezután állítsuk a vízsugarat sokkal vékonyabbra (ún. lamináris áramlásúra, amikor a csapból örvénylés-mentesen folyik a víz), és a lassú vízsugárral egészen lassan mozgatva söpörjük végig az üveget. Így a vízfilm összefüggő függönyként lefolyik a felületről, cseppeket nem, vagy csak alig-alig hagy hátra maga után úgy, hogy még csak törölgetni sem kell a felületet. Ha mégis maradna egy-két csepp az üvegen, akkor egy törülköző vagy papírtörlő sarkával egyenként nyom nélkül fel tudjuk itatni őket.

A fenti módszerrel én már nagyon sok lencsét és tükröt tisztítottam meg tökéletesen, 5cm-estől egészen 50cm-es átmérőig.

[Attila]

XI. A mechanika csapágyazásának kérdésköre

Nem ritkán kerül elő a távcső-mechanikák csapágyazásának kérdése itt, a Csillagvárosban is; milyen zsírral kenjük, milyen csapágyat szereljünk be, milyen hibákat okoz, stb.
Nos, sok esetben ez a kérdés is túl van misztifikálva, máskor viszont nem veszik elég komolyan, ezért talán érdemes lehet erről is ejteni néhány szót, mivel – bár a csillagászattól eléggé messze esik a téma, de – a jó képek készítése sok esetben múlik a megfelelő vagy éppen nem megfelelő csapágyazáson. (A téma igen bonyolult és sokrétű, igyekszem a felszínen maradni…)

Csak hogy tudjuk: a nagyon gagyi és a nagyon profi mechanikáknál használnak siklócsapágyat, a kettő között pedig gördülő csapágyat. A siklócsapágy használata a fenti szélsőségek esetén teljesen érthető, de természetesen más-más okból használják őket. Röviden: a gagyi kategóriánál „atmoszférikus” statikus siklócsapágyat használnak, mert rém olcsó (egy tengely forog egy csőben, olyan-amilyen illesztéssel, és – jó esetben – némi zsírral a kettő között; ilyenek pl. a szovjet/orosz Mizar tengelyei, az kisebb kínai EQ mechanikák, de a Dobson-ok teflonos forgózsámolyai is). Ugyanakkor a nagyméretű, többméteres (és többtonnás) profi távcsövek siklócsapágyai esetén nagynyomású hidrosztatikus kenést alkalmaznak. Ott a precíz tűréssel és felületi érdességgel rendelkező felületek közé préselnek folyamatosan nagy nyomással hidraulika olajat, s így a tengely gyakorlatilag az olajfilmen úszik – ez a legdrágább csapágyazás. Hidrodinamikus siklócsapágyakat a csillagászatban nem használnak, mivel a naponta egy fordulat – nem meglepő módon – roppant kevés az olajfilm spontán (olajszivattyú nélküli) kialakulásához… Mélyebben ebbe a témába nem mennék bele; akit érdekel, az keressen rá neten a „tribológia” szócikkre.
Tehát mi – mint „igényes amatőrök” – gördülőcsapágyas távcső-mechanikákat használunk; itt maradjunk is ennél.

Gördülőcsapágyból nagyon sokféle típus létezik (ezeket terjedelmi okokból még csak felsorolni sem érdemes itt), viszont amit fontos tudnunk, hogy két fő típusa (és ezek kombinációja) van: radiális és axiális irányú erők felvételére tervezett típusok, illetve e kettő keveréke (radax).
A mi szempontunkból azért lényeges ez a megkülönböztetés, mert a távcső-mechanika tengelyei gyakorlatilag mindig ferde helyzetűek, így csapágyainak radiális és axiális irányú terhelése is van folyamatosan, ugyanakkor pl. egy radiális (azaz a tengelyre merőleges) terhelés felvételére tervezett csapágy igen rosszul viseli az axiális (azaz tengelyirányú) erőket, míg egy axiális csapágy (támcsapágy) egyáltalán nem alkalmas radiális erők felvételére. Ennek ellenére több kínai mechanika radiális mélyhornyú golyóscsapágyakat használ, ráadásul még axiális irányban egy darab (!!!) kúpcsapággyal rá is feszítenek (pl. az EQ-6 esetében is). Sarlatánok!!! Aki ezek után a kínai mechanikákat jónak tartja, az nem ért hozzá.

Habár egy teherautó futóműben ez kevésbé észrevehető (bár a várható élettartamot ott is jelentősen megrövidíti…), de – mint fentebb már említésre került – itt minden ívmásodperces hiba meglátszik a fényképen (emlékszünk a 100 forintosra 5km-ről…), ezért a radiális csapágy axiális futásának minden hibája rajta lesz a képen vezetési pontatlanság formájában.
Sajnos ez tervezési sajátosság, és utólag már csak speciális esetekben javítható. A tengelyalkatrészek erőjátékába itt nem mennék bele, csak annyit érdemes tudnunk, hogy a megfelelő csapágyazás kialakítása jelentősen befolyásolja a tengelykereszt merevségét, és futási egyenletességét. Pozitív példaként a Losmandy mechanikáit, negatívként pedig az EQ6-ot említem.

A csapágyak kenéséről pedig csak annyit, hogy – minden egyéb híreszteléssel szemben – szinte bármilyen gépzsír megfelel a célnak, mivel a távcsövek általában nem egy ventilátor sebességével forognak. (Nagy sebességek és terhelések, valamint szélsőséges hőmérsékleti és nyomásviszonyok esetén valóban kiemelt szerepe van a megfelelő kenőanyagnak, de a távcsövek mechanikáiban lévő csapágyak – valós teherbírásuk szerint – az esetek zömében nagyságrendekkel túlméretezettek.)
Ami ugyanakkor kiemelten fontos, hogy a csapágyak abszolút TISZTÁK legyenek!!! Semmilyen porszemcse, szennyeződés ne kerüljön a futófelületükre, mert a legkisebb egyenetlenség is durva követési hibát okoz. Itt, az első mérési diagramon pl. egy forgács szemcse nyomta félre az egyik tengelyt követés közben:
http://mda-telescoop.com/index.php?opti ... &Itemid=85
Ezért – szükség esetén – a csapágyakat bő benzines fürdőben (jelentősebb szennyeződés esetén többször cserélve a benzint a tálban) ecsettel alaposan át kell mosni, és – száradás után – TISZTA zsírral át kell kenni. Azaz szinte mindegy, milyen márkájú vagy típusú a gépzsír, csak tiszta legyen!!!

[Attila]

XII. Mennyire jó a távcsövünk optikája? (Csillagteszt, és annak értékelése.)

Miután „kitettem” a blog-ra, hogy várakozó téma a csillagteszt, utána gondoltam csak mélyebben bele, hogy igencsak nagy fába vágtam a fejszémet, két okból is. Egyrészt, igen nehéz lesz szavakkal bemutatni, leírni azt, amit egy képen kell(ene) látni – merthogy sok esetben meglátni sem könnyű egy fényképen, vagy rajzon, pláne az okulárban azt, amiből következtetni kell. Másrészt pedig a téma terjedelme is hatalmas, ha kimerítően akar foglalkozni vele az ember; lásd pl. Harold Richard Suiter példáját, aki egy 350 oldalas, szépen illusztrált könyvet „rittyentett” a témában: http://www.willbell.com/TM/tm5.htm vagy itt: http://www.company7.com/books/products/testing.html

A fentiekre tekintettel úgy döntöttem, hogy csak a kezdők által is „viszonylag könnyen” észrevehető jellemzőkkel fogok itt foglalkozni, de ez végül is nem is baj, mivel eleve nekik szántam a blog-ot. Néhány jellemző csillagteszt-képet be akartam szkennelni ide, de meggondoltam magam, mivel a Suiter-könyv bemutatójában, a fenti link-en ezek megtalálhatók.

Először is tisztázni szükséges néhány alapfogalmat. Bármilyen távcsövet használunk is, a csillagok "éles képe" mindig a távcső fókuszsíkjában keletkezik (ami a legritkább esetben valóban sík, de ettől most tekintsünk el), és ezt a fókuszsíkot - mint pl. egy bélyeget az asztalon - nézünk a távcső okulárjával, mint egy nagyító lupéval. A fókuszsík és egyben a látómező (LM) közepe az a pont, ahol a távcső optikai tengelye döfi a fókuszsíkot. Minden távcső leképezési tulajdonságai ebben a pontban a legjobbak (a "tőlük telhető módon"), ettől távolodva (de nyilvánvalóan a fókuszsíkban maradva) a leképezés minősége folyamatosan romlik MINDEN távcső esetében, de természetesen különböző mértékben. A csillagtesztek esetében tehát döntően (de nem mindig) a LM közepére kell állítani egy minél fényesebb és minél magasabban (zenit-közelben) lévő magányos (azaz nem kettős) csillagot. (Akkor kell a LM közepétől távolabb vinni a tesztcsillagot, ha pl. a kómahiba mértékét akarjuk ellenőrizni.) Sokat egyszerűsít a vizsgálat menetén, ha ekvatoriális és óragépes mechanikán teszteljük a távcsövet. De ha nincs óragépünk, vagy Alt-Az felállítású távcsövet tesztelünk, akkor praktikus lehet a Polaris-on végezni a csillagtesztet, mivel az nagyon lassan, és kis szögtávolságokat mozdul el a teszt során, és még nincs is túl alacsonyan. Azért kell fényes csillag, mivel nem csak (sőt, elsősorban nem) a fókuszsíkban (F) fogjuk vizsgálni a csillag képét (ahol igen nagy a fluxusa, azaz fénysűrűsége), hanem fókuszon belül (intra-fokálisan, IF) és fókuszon kívül (extra-fokálisan, EF), ahol ugyanannyi foton már sokkal nagyobb területen oszlik el, s így a csillag képének felületi fényessége erősen csökken. Továbbá azért kell, hogy minél magasabban legyen, mert a légkör refrakciója alacsonyabb pozíciókban már színtorzulást okoz, ami sok esetben nehezíti a csillagtesztet.

A csillagteszt során a csillag képét, illetve annak torzulásait vizsgáljuk F, IF és EF pozíciókban, ezért tudnunk kell, hogy egy optikailag "tökéletes" és jól kollimált távcső esetén mit is kellene látnunk.

A végtelenben lévő pontszerű fényforrást (a csillagokat ilyeneknek tekinthetjük) az ideális, de valós távcső a fókuszsíkjában egy pici, pontszerű korongban, az ún. Airy korongban képezi le, és interferencia okok, valamint a távcső optikájának a peremén fellépő fényelhajlás miatt ún. elhajlási gyűrűk keletkeznek, amelyek koncentrikusak az Airy koronggal. (A Newton és az RC távcsövek segédtükör-tartó lábainak csillag alakú diffrakciós tűi nem relevánsak a teszt szempontjából.) Fényképen az Airy korong és az elhajlási gyűrűk többnyire nem láthatók, mivel a hosszú expozíciós idő alatt fellépő légköri turbulenciák általában elmossák a fenti mintázatot, s e helyett csak egy ún. szóródási kört lehet megfigyelni a képen. Vizuálisan, okuláron át azonban jól láthatók mind az Airy korong, mind a diffrakciós (azaz elhajlási) gyűrűk, de nagy, legalább 180-200x-os nagyítású okulárral kell nézni a csillag képét. Csillagteszthez fókusz-módosító szub-apertúrális korrektorlencséket (pl. reduktor lencse, Barlow, ) ne használjunk, mert úgy annak a hibáit is "belemérjük" a csillagtesztbe. Képjavító lencsét (pl. field-flattener, kóma-korrektor) se tegyünk be első lépésben, hogy a fő optikai elemet tesztelhessük, csak utána nézzük meg majd, hogy mennyiben tudja az korrigálni az eredeti kép hibáit.

Az imént megadott link-en látható néhány csillagteszt-kép is a könyv beharangozójaként, és talán ezek a legfontosabbak is, így magukat a képeket ide nem is érdemes átmásolni; csupán néhány megjegyzést fűzök hozzájuk. Az elhajlási képet tehát min. 200-250x nagyítással nézzük egy minél fényesebb csillagon, lehetőleg jó nyugodtságú égen. A földi műcsillag (pl. foncsorozott villanykörte napsütésben) használata is megfelelő, de ne legyen túl távol (kilométerekre...), mert a felszín közelében legerősebbek a turbulenciák.
A távcsövünk akkor "tökéletes" mind optikailag, mind pedig kollimáltság szempontjából, ha a 4-5 diffrakciós gyűrűnyi átmérőre eltávolodva a fókusztól befelé és kifelé, a két diffrakciós kép abszolút egyforma; azaz mind a fényesség-eloszlás egyforma a gyűrűkön, mind pedig a gyűrűk mérete és alakja is megegyezik.
A látott kép értelmezéséhez érdemes átgondolni, hogy mi is jelenik meg az okulárban. Minden távcső úgy működik - a fent már említett példánál maradva -, hogy az objektív (akár lencse, akár tükör) által a fókuszsíkban (ami csak elméletileg "sík") alkotott képet az okulárral úgy nézzük, mint egy bélyeget egy lupéval az albumban. Ha a lupét előrébb toljuk, akkor a bélyeg mögé fókuszálunk, ha pedig hátrébb húzzuk, akkor a bélyeg elé állítjuk élesre. Ennek megfelelően az objektív által összetartóan megtört (vagy visszavert) fénysugarak sugárkúpját is más-más, a fókuszsík előtti, vagy mögötti síkokkal metsszük el, és azt látjuk. Ha tehát "tökéletes" leképezésű az optikánk, akkor MINDEN, a képalkotásban résztvevő, és a tárgy adott pontjáról kiinduló fénysugár egy és ugyanazon pontban egyesül, ugyanazon fókuszsíkban; se nem előtte, se nem mögötte, se nem mellette.

Két példát írok csak le itt; egy optikai elem hibát, és egy - jellemzően, de nem kizárólag - kollimálási hibát.

Ideális esetben az összetartó sugárkéve teljesen szimmetrikus mind az optikai tengelyre (középpontosan), mind pedig a fókuszsíkra; s ez vonatkozik az Airy korong és az elhajlási gyűrűk képeire is. Ezért identikus az intra- és extra-fókuszált kép. De ha pl. a paraboloid tükörnek a felülete eltér (de szimmetrikusan!) az ideális görbülettől, akkor a fénysugarak egy része nem a fókuszsíkban, hanem már előtte, vagy csak utána egyesülnek a képpontban, s így a látott csillagteszt-kép gyűrűinek fényesség-eloszlása különbözni fog: a fókusz egyik oldalán a belső gyűrűk lesznek fényesebbek, a külsők halványabbak, a fókusz másik oldalán pedig fordítva. Azaz a tükör szférikus, azaz gömbi hibája (ami egy paraboloidnál természetesen nélkülözhetetlen, hiszen ezért paraboloid, és nem pedig gömb...) az ideálishoz képes alul- vagy túlkorrigált. Ez a tükör csiszolási/parabolizálási hibájára utal, és csak újra munkapadra téve javítható.

Ha pedig a tükör (vagy lencse) optikai tengelye ferdén áll a rendszer optikai tengelyéhez képest, akkor a fókuszsík x és y koordinátája irányában más-más görbületet fog mutatni, azaz megváltozik a fókusztávolsága, s ezért az elhajlási kép középpontos szimmetriája felborul, s ellipszis alakot ölt, aminek kis és nagytengelyei a fókuszsíkon kívül és belül felcserélődnek. Ezt nevezzük asztigmatizmusnak. (Csak érdekesség: kismértékű GYÁRTÁSI asztigmatizmust ellenkező irányú, azaz 90°-ban elforgatott KOLLIMÁLÁSI asztigmatizmussal még akár 100%-osan is korrigálni lehet...)

Terjedelmi okokból nem tudok itt egy teljes könyvet is kitöltő elemzést leírni, de egyrészt ez több szakirodalomban is megtalálható, másrészt pedig az első lépéshez teljesen elegendő - szerintem -, ha mindenki legalább azt meg tudja állapítani, hogy a távcsöve optikailag perfekt, és tökéletesen be van állítva (jól kollimált), vagy valamilyen hibától szenved.

[Attila]

XIII. Távcsövek és okulárok "értelmes" összehasonlíthatósága

Ezt a témát nem terveztem be előre, de egyik fórumos "élményem" miatt ez most kikívánkozik belőlem...
Nagyon sokféle optikai távcsőtípus létezik, nem csak mint refraktorok, reflektorok és katadioptrikus (ezt nevezzük az egyszerűség kedvéért "vegyesnek") rendszerek, hanem ezeken belül is rengeteg változat fejlődött ki napjainkig (és talán fog is még a jövőben is). Mindegyik rendszernek megvannak a maguk tulajdonságai, amiket az adott optikai és mechanikai felépítés, illetve az ezekből eredő korlátjaik eredendően meghatároznak.

Egy bugyuta példával szemléltetve: egy dömper és egy pizzaszállító futár biciklije is szállítóeszköz, mindkettő azért készült, hogy elvigyünk valamit A-ból B-be, mégsem gondolnám ésszerű és értelmes dolognak összehasonlítani, pláne "versenyeztetni" őket, hiszen annyira más célra készültek, és másra is használják (nagy mennyiségű, nehéz terhet elvinni, nem feltétlenül rohanva, vagy kis csomagot a lehető leggyorsabban eljuttatni nehéz körülmények között is). Mégis, gyakorta olvasok - sajnos még általam tisztelt és rutinos amatőrök részéről is - kvázi teszteket az almára és a körtére. Tehát irracionális (nem akarok még a blog-omban sem durván fogalmazni...) egy ilyesmi kijelentés, hogy "a Newton jobb, mint az APO, mert sokkal nagyobb átmérőjű, és sokkal olcsóbb". Brrrrrrrrrrr....

Annak ugyanakkor természetesen van értelme, hogy CÉLSZERŰSÉG szempontjából jellemezzük az egyes típusokat, valamint annak is, hogy szigorúan egy-egy típuson belül minősítsük, vagy akár "versenyeztessük" őket minőségi jellemzők és/vagy áruk alapján.

Az okulárok összehasonlítása, tesztelése esetén pedig az a legfontosabb, hogy az összehasonlított oklik fókusza megegyezzen (főleg minél rövidebb fókuszú üvegeket tesztelünk), még ha az optikai felépítésük különbözik is. Ugyanis minél rövidebb egy okulár, s így minél nagyobb nagyítást ad, a kép annál lágyabb lesz, és az egész rendszer (még a légkört is ideértve) leképezési hibái is egyre egyértelműbben kiütköznek. Ezért egy rövidebb fókuszú okulár eredendően jelentős hátrányból indul egy ilyen teszt során.

S még valami. Egyedüli, kizárólagosan favorizált kezdő távcső nincs; fölösleges ölre menő vitákat folytatni a fórumon, hogy "az a tuti, amit én mondok". Bár a magam részéről a binokulárt (egy JÓ binokulárt) tartom az egyik legjobb kezdésnek, de ez nem jelenti azt, hogy pl. egy Dobson ne lenne alkalmas az éggel való ismerkedésre. Mindenkinek mások a preferenciái és anyagi lehetőségei is. Ha arra gondolok, hogy az én első távcsövem - ha jól emlékszem - egy U-35-ös Uránia akromát volt képfordítós okulárral a hetvenes évek második felében, amiben - szó szerint - szinte semmi nem látszott, akkor nekem most pl. horgásznom kellene valamelyik folyó- vagy tóparton a helyett, hogy csillagdát építettem a kert végében...

[Attila]

XIV. Tudnivalók a fókuszálásról

A távcsöves megfigyelések egyik legkritikusabb pontja a pontos fókusz, azaz képélesség beállítása. Mivel ez - az emberi szem számára - nem kvantitatív, azaz számmal nem leírható érték, ezért - főleg kezdőknek - nem könnyű a pontos beállítása (főleg nagy nagyításokon), márpedig a legjobb távcső is "lepadlózik", ha nem éles beállításban használjuk (mint egy Ferrari lefojtott kipufogóval...).

Az élesség beállításának módja és nehézségi foka jelentősen különbözik vizuális megfigyelések, illetve fotózás esetén, ezért itt is érdemes külön tárgyalni. De mielőtt ezt megteszem, egy fontos dologra fel kell hívnom a figyelmet. A pontos fókusz beállításnak létezik egy bizonyos tűrési tartománya. Azaz nem csak az elméleti értelemben egy adott diszkrét okulár (vagy képérzékelő) távolságban lesz éles a kép, hanem e körül az elméleti érték körül egy bizonyos +/- tűrésen belül (ennek okait - terjedelmi korlátok miatt - most ne firtassuk). Ennek a tűrési tartománynak a szélessége viszont (adott objektív-fókusz mellett) erősen függ az alkalmazott okulár fókusztávolságától, azaz a nagyítástól. Minél kisebb a nagyítás (minél nagyobb az okli fókusza), annál nagyobb ez a tűrés, és fordítva, minél nagyobb nagyítást (rövidebb fókuszú oklikat) alkalmazunk, annál pontosabban kell beállítani a fókuszpontot a kihuzattal. Ráadásul, minél nagyobb a nagyítás, annál erősebben és zavaróbban jelentkezik a légköri nyugtalanság is, ami rázza, dobálja, folyamatosan torzítja a csillag képét, valamint a távcső optikai hibái is egyre erőteljesebben jelentkeznek.

A fentiek alapján a kezdőknek erőteljesen javaslom, hogy ne 500x-os nagyítással kezdjék az ismerkedést az éggel, pláne ne egy "szkájvacser" cucc esetén...

----> XIV/1. A távcső vizuális használatakor csak a szemünkre hagyatkozhatunk, ráadásul csak és kizárólag a saját szemünkre. Ezt azért fontos hangsúlyozni, mert mindenki szeme eltér kicsit (vagy nagyon...) másokétól, így a más által beállított képélesség számunkra szinte biztosan nem lesz tökéletes. Még ha mindenki "jó szemű" lenne (szemüveg nélkül) a csapatban, akkor is van különbség az "élesség-adaptáció" tekintetében a szemeink között (de ez nem tévesztendő össze a fent ismertetett fókusztávolság tűréssel!!!). Ezt úgy lehet szemléltetni, hogy a "tökéletes" élesség körül nagyon picit elmozdítva a fókusz-gombot akár egyik, akár másik irányba egy darabig még képesek vagyunk élesen tartani a képet, mivel a szemlencsénk fókusz-állítási tartományának tűrése ezt megengedi - bár egyre kényelmetlenebbnek és fárasztóbbnak fogjuk érezni a távcsőbe tekintést. Azután lesz egy pont, ahol már a szemünk "elengedi" a képet, és az homályossá válik (ez a pont egyénenként változó távolságban van az ideális élességtől, ráadásul korfüggő mértékben: az idősebb emberek szemei hamarabb feladják a küzdelmet...).
Az élesség beállítását semmiképp se végezzük halvány ködökön, vagy extragalaxisokon, stb. Mindig "elegendően" fényes csillagot válasszunk, azaz - távcső-átmérőtől és nagyítástól függően - kb. 2-5 magnitúdó közöttieket (ez a saját tapasztalatom). A túl fényes "beég" a szemünk ideghártyájába, és a finom különbségeket nem fogjuk érzékelni; míg a túl halványakat egyszerűen nem fogjuk látni eléggé határozottan, hogy biztosan eldönthessük az élességet. Ha mélyég-objektumokra vadászunk, akkor is egy közeli, fenti fényességű csillagra állítsuk a fókuszt, és utána már ne nyúljunk a kihuzat állító-gombjához, még ha életlennek is éreznénk az okulárban a ködöt, ugyanis a köd mindig "életlen"!!! (Ezért nevezzük ködnek, és nem rézkarcnak... ) Olvastam több bejegyzésben is hasonló kérdéseket, hogy a bolygókra újra kell-e fókuszálni a mélyég objektumok után (vagy fordítva). Természetesen ez a távolságkülönbség - bár valójában tényleg hatalmas - a tárgytávolságra átszámolva (1/f = 1/t + 1/k szerint) elhanyagolható; így teljesen felesleges a fókuszgombot e miatt macerálni.

Az élesség beállításához okuláron át - saját tapasztalatom szerint - az ún. "hintázás" a legjobb módszer. Azaz a kihuzat élesség-állító gombját folyamatosan tekergetjük az éles kép körül előre-hátra, de egyre kisebb kilengésekkel, tekerésekkel, amíg megtaláljuk a pontos helyzetet.
Élességet mindig (de főleg nagy LM-jú és kis nagyítású, azaz hosszú fókuszú okulárok esetében) a LM közepétől cca. egyharmad-egyketted sugárnyira lévő lévő csillagra állítsunk!!! Egyrészt, még a legjobb (pl. TeleVue) okulárok is torzítanak a LM széle felé (mondjuk a TV tényleg csak a legszéle felé...), ami ott nehezíti a pontos beállítást (ezért ne menjünk a fenti tartományon kívülre), valamint a fókuszsík sem pontosan sík, hanem - többnyire, a gyakorlatban használ LM-méretek mellett - egy szférikus felület. Ezért a fenti pozícióban lévő csillagra végezve az élességállítást, kb. a görbült képsík LM-re értelmezett átlagértékénél leszünk, s így a teljes képmezőre viszonylag jó élességet kapunk (ezért ne a LM közepén állítsunk).

A szemüvegesek mindig szemüveg nélkül nézzenek távcsőbe, kivéve, ha asztigmatikus szemhibájuk van (azaz ún. cilinderes szemüveget hordanak). De ez esetben is jobb volna a szemükhöz választott korrektor-előtét felhelyezése az okulárra, de ez már pénztárca kérdése is. (Pl. ez: http://www.televue.com/engine/TV3b_page.asp?id=54 vagy itt: https://www.astronomics.com/tele-vue-di ... s_c91.aspx)

A napészlelések esetén a pontos fókuszáláshoz a fenti "hinta-módszert" kissé módosítani érdemes. A Nap esetében sokan (magamat is bele értve) a napperemre állítják a fókuszt.
Igen ám, de erősen turbulens atmoszférájú, azaz rossz seeing-ű napokon a Nap pereme is hullámzik kegyetlenül, s ráadásul ez a hullámzás sokkal szélesebb élességi tűréssel rendelkezik, mint a Nap felszínének objektumai. Ez azért van így, mert amikor az elméletileg optimális pozícióból kifelé húzzuk az okulárt, akkor tulajdonképpen a - praktikusan - végtelenben lévő napfelszín helyett a magas légkör egyre alacsonyabban húzódó rétegeire állítjuk az éles fókuszt (azaz a "Nap elé" fókuszálunk; nem feledve: 1/f=1/t+1/k). Ekkor viszont a ténylegesen örvénylő légrétegeket látjuk élesen (ami megtéveszthet egy kezdőt) a helyett, hogy valójában a Nap felszíni alakzatai lennének élesek. (Éjszakai csillag esetében ez a jelenség nem, vagy csak sokkal kevésbé megtévesztő módon lép fel, így ott ez a probléma nem releváns.)

Ha viszont befelé toljuk a kihuzatot, akkor a "Nap mögé" fókuszálunk, azaz a "végtelenen túl", ahol természetesen nincs semmi. Ezért a hagyományos "hintázós" fókusz-beállítással jó eséllyel majdnem mindenki valahová a sztratoszféra alá állítja a fókuszt, így nem fog éles képet kapni a Nap felszínéről még akkor sem, ha - szokás szerint - egy-egy pillanatra "megáll a levegő" a távcső előtt.

Tehát annyira kell betolni az okulárt a kihuzattal, hogy még éppen éles legyen a Nap pereme, azaz a felső tűréshatárra kell állítani a fókuszt. Így, ha pillanatokra megnyugszik majd a levegő (még a leges legrosszabb seeing esetén is vannak ilyen pillanatok), akkor hirtelen meg fog jelenni teljes részletességében a napfelszín - már amennyire a használt eszközök mérete és minősége ezt lehetővé teszi.

----> XIV/2. Természetesen fotografikus munkához sem kevésbé fontos a pontos fókusz-beállítás. Itt azonban már többféle segítséget is használhatunk, amelyek közül több számszerűen is képes meghatározni a fókusz-helyzetet, és az alapján akár automatikusan is képes beállítani az optimális értéket (auto-fókusz).

Az első ilyen lehetőség az ún. diffrakciós maszkok használata (pl. Hartmann-maszk, Bathinov-maszk). Ezek még nem számszerűsítik a fókusz-pozíciót, így önmagukban auto-fókuszra sem alkalmasak, de az emberi szem azon sajátosságát használják ki, hogy SOKKAL érzékenyebb a látásunk (a szemünk ÉS agyunk, együtt) a szimmetriára, mint az egyes alakzatok méreteinek a meghatározására. Ezek a maszkok - a távcső elejére helyezve, annak lehetőleg teljes apertúráját lefedve - olyan elhajlási képeket hoznak létre a fókuszsíkban, ami akkor válik szimmetrikussá, ha az érzékelő pontosan az objektív fókusztávolságába kerül. Ezek közül - a magam részéről - a Bathinov-maszkot preferálom, mert az ott megjelenő tűk helyzetét sokkal pontosabban tudom kontrollálni, mint a lyukas Hartmann-maszkok köreinek körhagyó diffrakciós alakzatait (esetleg a háromszög alakú lyukakat tartalmazó Hartmann-maszk lehet még jó). Ezekre itt nem térek ki részleteiben; a megfelelő szavakat keresőbe írva, bőséges információ található róluk a weben.

A következő a sorban az adott csillag képének a félérték-szélességét (FWHM) folyamatosan mérő, és annak értékét a monitoron grafikusan kijelző programok, amelyek szintén a manuális fókuszálást segítik. Amikor a legkisebb a fenti érték (azaz legkisebb a csillag szóródási körének átmérője), akkor értük el a pontos fókusz-pozíciót. Saját gyakorlatom alapján ezek használata a Kárpát-medence aljáról nem könnyű, mivel a légköri nyugtalanság folyamatosan torzítja a csillag képét, s így nehéz eltalálni az optimális pozíciót. Ha hosszabb expozíciókkal használjuk ezt a rendszert (vagy videokameráknál alacsonyabb FPS - Frame / Sec - értékkel), akkor a hosszabb integrációs idők átlagoló hatása a fenti légköri ugrálást kissé simítja, ezért könnyebbé válik a beállítás.

A "legprofibb" (és legkényelmesebb) élesre állítást vitathatatlanul az auto-fókusz megoldások jelentik. Ezek olyan önálló (pl. FocusMax), vagy nagyobb rendszerek (pl. Maxim DL) részét képező képkiértékelő programok, amelyek előzetesen meghatározzák a fényképen lévő, s a program által automatikusan, vagy általunk manuálisan kijelölt csillag szóródási körének félérték-szélességét (FWHM) vagy félfluxus-átmérőjét (HFD), és annak változását a fókusz kihuzat pozícióinak függvényében. Így egy ún. V-görbét, azaz annak meredekségeit és tengelymetszetét számítja ki egy (jobb esetben több) előzetes mérési sorozat átlagaként, s így mindig a pontos fókuszba tudja állítani a kamerát max. egy-két perces folyamat során.

Szabadszemes észlelések esetén - a gyakori okulárcserék utáni újra-fókuszálás miatt - nem feltűnő jelenség a hőmérséklet-változás miatti fókuszhossz-változás, de egy hosszabb fotografikus felvételsorozat esetén akár félóra alatt is elmehet a fókusz annyira, hogy újra be kell állítani. Ez a tubus anyagától is függ (pl. egy alucsöves vagy karboncsöves rácsos tubus messze nem egyformán viselkedik), de a fejlettebb léptetőmotoros fókusz-kihuzatok a hőmérsékletet is mérik, s az alapján (egy előzetes betanulást követően) az adott tubus hőtágulását (összehúzódását) is képesek munka közben is (!) korrigálni.

A fentieken túl több hasonló lehetőség is létezik a pontos fókuszáláshoz, de az említettek a legegyszerűbbek és leggyakoribbak. Itt még érdemes lehet nézelődni e témában: http://www.astropix.com/HTML/I_ASTROP/FOCUS/METHODS.HTM

[Attila]

XV. A távcső "bekábelezésének" kérdései

Asztrofotózás alkalmával – pontszerű csillagnyomok elérése érdekében – a távcsőnek nagyon pontosan, +/- 1”-es eltérésen belül követnie kell az ég elfordulását. A legkisebb erőhatásra is elmozdul az optikai tengely a célról, és a csillagok képe elhúzódik.
Ilyen erőhatást – még ha nem is jelentős – a lelógó kábelek súlya is okoz; ezt saját káromon tanultam meg.
A fenti probléma elkerülése érdekében úgy kell a kábeleket vezetni, hogy a távcső-mechanikát semmilyen forgatónyomaték ne terhelje, bármilyen irányba is mutat a cső. Erre kétféle megoldás létezik.

1. A kábeleket fűzzük át az óra- vagy rekta-csőtengely furatán, felülről lefelé. Így a vezetékek a rekta-tengely alsó végén bukkannak ki, ami így semmiféle erőhatásnak (forgatónyomatéknak) nem teszi ki a mechanikát, s így nem mozdul be a cső expozíció közben a lógó vezetékek miatt. Arra vigyázzunk, hogy a dekli tengelyen lévő furaton ne fűzzük keresztül a kábeleket, hanem kerüljük meg a tengelyt a RA blokk házán belül, különben használat közben el fogjuk nyírni a kábeleket... Így a pólustávcsövet természetesen nem használhatjuk, de a pontos pólusra állítást úgyis inkább valamelyik drift (esetleg pozíció-korrekciós) módszerrel végezzük, amihez a pólustávcső nem szükséges.

2. Ha a rekta-tengelybe nem akarjuk befűzni a vezetékeket, akkor a tengelykereszt házának felső nyílásába (ahol a fény lép be a pólustávcső használata esetén) érdemes rögzítenünk egy fémkampót, és abba befűzni a vezetékeket (lásd az alábbi képet). Így a vezetékek terhelése a rekta forgástengelyén megy át, s így nem képes forgatónyomatékot generálni, s így a távcsövet elfordítani.

Kábelek.jpg

[Attila]

XVI. Mi a jobb: kis ellensúly hosszú dekli tengelyen, vagy nagy, nehéz ellensúly, de rövid tengelyen?

A távcső kiegyensúlyozható a deklinációs tengely végén lévő ellensúlyokkal úgy is, ha kisebb súlyt helyezünk fel, de hosszabb ellensúly-tengely végére toljuk ki, vagy jóval nagyobb ellensúlyt használunk igen rövid ellensúly-tengelyen, hiszen mindkét esetben a forgatónyomaték azonos lesz, ami a távcső oldali nyomatékkal egyensúlyt teremt. Akkor melyik a jobb megoldás, vagy van-e értelme erre figyelni?

Statikus megközelítés esetén a kis súly hosszabb tengelyen a kedvezőbb, mivel összességében kisebb súllyal terheli az egész rendszert és az oszlopot (pier-t). Ráadásul a rendszer is kevésbé tud beremegni, a rezonancia-frekvencia is lejjebb kerül, így vizuális észleléshez ez az előnyösebb megoldás.

Viszont ne felejtsük el, hogy fotózáskor, vezetés közben az auto-guider vagy TDM folyamatosan „rugdossa”, azaz gyorsítja, lassítja a meghajtó motor forgását, hogy a hajtómű mechanikai egyenetlenségei miatt fellépő követési hibákat real-time módon, azaz valós időben, azonnal korrigálja. Ez dinamikus hatást jelent, ahol viszont bármilyen tehetetlenség nehezíti, lassítja a beavatkozni akaró erő hatását.

Az ellensúly jó közelítéssel tekinthető egy forgó tengelytől r távolságra lévő tömegpontnak, amelynek tehetetlenségi nyomatéka: m x r^2. A forgatónyomaték (ami a kiegyensúlyozást jelenti) pedig: m x r. Tehát a korrigálást nehezítő hatás az ellensúly tengelytávolságával gyorsabban, négyzetesen nő (míg a kiegyensúlyozáshoz szükséges ellensúly-tömeg csupán lineárisan csökken). E miatt az adott távcsövet kiegyensúlyozni képes forgatónyomatékhoz tartozó legkisebb sugár és legnagyobb ellensúly-tömeg alkalmazása a legcélszerűbb ahhoz, hogy a követés korrigálását végző auto-guider vagy TDM minél könnyebben végezhesse a dolgát, s így a szabályozási tartomány minél kisebb lehessen.

[Attila]

XVII. Az optikai elemek hűtésének / fűtésének kérdésköre

A távcsövek optikái - jobb esetben - üvegből készülnek, s a megfelelő képalkotáshoz nanométeres nagyságrendű alak-pontosságú felületekre van szükség. Ha a üveg hőtágulása annak teljes tömegében egyszerre, azaz egy időben és egyenletesen történne, akkor semmi problémát nem okozna a hűlése illetve melegedése; lehetne bármilyen hőtágulási együtthatójú üveganyagból is, mivel az üveg mindegyik felületeleme önmagával párhuzamosan és egyszerre mozdulna el, s így sem a visszaverődési, sem a törési jellemzői nem változnának meg egyik felület-elemén sem. (Bár az összetett lencsék vastagsági méretváltozása még így is gondot jelentene, de ezen most elegánsan lépjünk túl... )

Sajnos azonban a hő is - mint minden más energiafajta - áramlik, terjed, amely terjedésnek iránya és sebessége van. Ráadásul a hő háromféleképpen is terjedhet: sugárzással (radiáció), vezetéssel (kondukció) és szállítással (konvekció). A középiskolás fizika órát hanyagolva most csak a hővezetés és hőszállítás releváns esetéről kell szót ejtenünk.

A hő (akár befelé, azaz melegítéskor, akár kifelé, azaz hűtéskor) az üveg felületén lép be vagy ki, mégpedig hőátadással és hőszállítással, míg a test (itt üveg) belsejében hővezetéssel. Ez azt jelenti, hogy a környező levegő az üveg felületéhez érve, ott (a határrétegen belül - erről lesz még szó) leadja hőjét a hűvösebb üvegnek, vagy épp fordítva, hőt vesz fel az éppen melegebb üvegtől. Így a hőváltozással együtt járó térfogatváltozást az üveg felülete fogja legelőször elszenvedni, s onnan terjed a deformáció befelé, ahogy az üveg mind mélyebb részei is hűlnek, vagy éppen melegednek a hővezetéssel terjedő hő hatásaként. Ez viszont azt jelenti, hogy a hűlési vagy melegedési folyamat közben a tükör vagy lencse felülete eltorzul, akár nm-est meghaladó mértékben is. Így lesz a kiváló, lambda per akárhányas felületből még csak a diffrakcióhatároltságot sem elérő üvegdarab... Ezt a hatást csökkentendő készítik az optikai eszközök elemeit Pyrex, Zerodur, stb. üveganyagokból, hogy ha már tágul, és nem egyszerre tágul, akkor minél kisebbek legyenek a tágulási (vagy összehúzódási) különbségek. Ha egy tükör elérte az ún. "termikus equilibrium", azaz a teljes hőkiegyenlítődés állapotát (ami persze csak elméletben létezik), akkor viszont már tök mindegy, hogy milyen üvegből van.

Ez eddig - remélhetőleg - világos, de mit tehetünk mi, hogy a fenti probléma kevésbé zavarja az észlelési munkánkat?

A cél (amint az az eddigiek alapján talán már sejthető), hogy - mivel hőtágulás nélküli üveg még nincs - az optikai elemek hőmérsékletét kell stabilizálnunk, amennyire csak lehet, azaz minél gyorsabban a környezet kőmérsékletére vinni, és ott tartani. Hiszen termoszba nem tehetjük, mert akkor használni nem tudjuk, így marad a minél gyorsabb lehűtés vagy felfűtés esete, amiket külön tárgyalunk alább.

Hűtés:

Csillagászkodni általában este és éjszaka szoktunk, amikor is a környezet hőmérséklete folyamatosan csökken (kb. hajnali 4-5 óráig). A leggyorsabb csökkenés napnyugta környékén tapasztalható, utána már lassul a hűlés sebessége. Ezért még észlelés előtt, világosban érdemes elkezdeni távcsövünk optikai elemeinek hűtését - de hogyan?

Mint fentebb már említésre került, minden test körül kialakul egy ún. "határréteg", ahol a levegőmolekulák "rátapadnak" a test felületére. Ez egy vékony, 0.5-2mm-es réteg (vastagsága sok mindentől függ), ahol az áramlás lelassul. Ezért fázunk jobban a szélben, amikor a bőrünk által már felmelegített határréteget lefújja az erős szél, és mindig, folyamatosan hideg levegő kerül a helyére. Nos, ez a mi célunk is, hogy "fázzon a tükör" (vagy a lencse). Azaz úgy kell a ventilátort rászerelni a tubusra, hogy ezt a határréteget érintőlegesen fújja meg, s így minél hatékonyabban fújja le azt az üveg felszínéről.

Azt is érdemes tudnunk, hogy mivel a határrétegben lévő levegő hőmérséklete magasabb környezeténél (hiszen az alatta lévő meleg üveg közvetlenül fűti), így annak törésmutatója is eltér a fölötte lévő rétegekétől, s így az állandóan kavargó, hullámzó határréteg folyamatosan torzítja a csillag hullámfrontját; ez a legfőbb forrása az Airy korong ugrálásának az okulárban (a magas légköri szelek és Jet Stream-ek mellett). Tehát a jó megoldás az, hogy a mellett, hogy hátulról is fújjuk ventilátorral a tükrünket, de a tükröző, első felületét is megfújjuk érintőlegesen a tükör pereme felől, a tubus falán vágott nyíláson keresztül, akár több kisebb ventilátorral is.

Azt kell elérnünk, hogy mire belenézünk a távcsőbe, addigra a főtükör már lehetőleg a környezeti hőmérsékletre hűljön le. A határréteg-ventilátorokat észlelés közben is hagyhatjuk bekapcsolva (ha nem rázzák be a távcsövet), mert jótékony hatásukat a csillagok kisebb FWHM értékei mutatják majd.

Fűtés:

Fűteni őszi és téli éjszakákon szükséges a távcsöveinket, mivel a frontlencsés katadioptrikus távcsövekre és a refraktorok objektívjeire könnyen ráül a pára, illetve hamarabb deresedik, mint a Newton-ok mélyen ülő főtükre (de szélsőséges esetben az is képes harmatossá válni, vagy éppen eljegesedni). Megjegyzendő, hogy moderált esetekben egy ún. harmatsapka (egy tubus-hosszabbítás az objektív előtt, ami még nem okoz vignettációt a képmező sarkaiban) is elegendő lehet a refraktorok lencséinek megvédésére a páralecsapódástól, de ha észlelés közben kiderül, hogy már az is kevés, akkor késő átállni a fűtésre; ezért én inkább fűtés-párti vagyok.

A fűtésre is természetesen hasonló szabályok vonatkoznak, mint a hűtésre: még az észlelés megkezdése előtt egy-két (vagy három...) órával célszerű bekapcsolni, hogy a tényleges munkát már többé-kevésbé stabil hőmérsékletű optikával kezdhessük. A tükörre vagy lencsére csavart fűtő-hevedert célszerű szabályzóval ellátni, mert akkor jó a fűtés, ha a környezeti levegőnél csupán 2-3 fokkal magasabb az üveg hőmérséklete. Ekkora különbség már bőven elegendő a párásodás megakadályozására, ugyanakkor viszonylag hamar eljut a hőmérsékleti egyensúly stabil állapotába az üveg.

Ehhez olyan fűtés-vezérlő elektronikát kell használni (én "delta-t fűtés"-nek hívom), amely méri a környezeti hőmérsékletet is. Az online piacokon többféle típus is kapható, érdemes rákeresni. Én a DewBuster-t használom ( http://www.dewbuster.com/ ), de - egyebek mellett - a Kendrick és az Orion is gyárt/forgalmaz ilyen eszközöket. A magam részéről a kontroll nélküli időkapcsolós fűtéseket nem javaslom, mert képesek túltolni a szekeret, és azokkal az üveg felülete képes össze-vissza vonaglani. Akkor már inkább, végszükség esetén - használjunk hajszárítót, de jó messziről fújva csak az üveget.

[Attila]

XVIII. Tudnivalók a mechanika-hajtómű (ó-görögül: óragép) nyűgjeivel kapcsolatban

A fényképezésre/mérésre használt távcső-mechanikák egyik (vagy talán „A”) legfontosabb eleme a rekta és dekli hajtómű, de ezek közül is elsősorban a rekta-hajtómű, mivel ez tartja célon „rezzenéstelenül” a távcsövet a többperces expozíció közben.

Nagyon sok típusuk létezik, lehetséges csoportosításaik pl.:

• Meghajtás: gravitációs, rugós vagy elektromos
- Elektromoson belül: szinkronmotoros vagy léptetőmotoros
• Nyomaték-átvitel a tengelyre: csigahajtóműves, dörzshajtásos, fogasszíjas vagy direct-drive
• Hajtómű-áttételek: „normál” fogaskerekes, bolygóműves, fogasszíjas, hullámhajtóműves
• Szabályozás: mechanikai reduktoros, elektromosan visszacsatolt
- Elektromosan visszacsatolton belül: opto-elektronikus (autoguider) vagy elektro-mechanikus (Telescope Drive Master)

De lehetne még recézni a felsorolást további osztályozásokkal.

Praktikus okokból itt most csak az elektromos meghajtású és visszacsatolású, „normál” fogaskerekes (és fogasszíjas), csigahajtóműves összeállítással foglalkozom (hiszen manapság a boltok polcain gyakorlatilag tízből tíz ilyen típus).

Mint minden lassító áttételekkel rendelkező hajtómű esetében, itt is az a cél, hogy a bemenő hajtás fordulatszámát előírt mértékben lassítsuk, s ezzel egyidejűleg a bemenő forgató nyomatékot megnöveljük. (Megjegyzés: a legjobb megoldás a direct-drive, amikor maga a RA-tengely a meghajtó motor forgástengelye, s így gyakorlatilag nincs is hajtómű, de ez igen kifinomult és nagyteljesítményű szinkron meghajtást igényel, ami manapság még nagyon nem olcsó…)

A fenti módon lehet elérni, hogy pl. egy nagy fordulatszámra tervezett és kis nyomatékot tudó, viszonylag picike szinkronmotor képes meghajtani egy nagy és nehéz, akár 16”-os Meade LX200ACF tubust hordozó villás mechanikát. A motor tengelye és az RA tengely közötti áttételek száma, arányai nagyon változatosak lehetnek az akár 1:1-től (direct-drive) kezdve a tiszta csigahajtáson át (amikor a motor tengelye közvetlenül a csigaorsót hajtja) egészen a nagy, akár többszázas vagy többezres (!) áttételi arányokkal működő hajtóművekig. Természetesen az előbbi esetben meglehetősen nagy nyomatékú, és finom lépésközű, precíz motort kell alkalmaznunk, míg a nagy áttétellel működő hajtóműveket egészen kis motorokkal is lehet hajtani. Azonban nem szabad megfeledkezni a hajtóművel szemben támasztott rugalmasságról sem, mivel az nem elegendő, ha szépen és simán hajtja a vezetést kb. 15"/sec sebességgel, de a goto pozicionálást is szeretnénk elalvás nélkül kivárni, amihez viszont több °/sec szögsebesség kell... Ezért több, leginkább "házi készítésű" mechanika esetében alkalmaznak kettős meghajtást az óratengelyen, két külön motorral és hajtóművel: egyet a nagyon finom vezetési képességekhez, egyet pedig a nagyon gyors átállásokhoz - természetesen automatikus tengelykapcsolókkal. A fentebb már említett, és nagy felbontású enkóderrel szerelt direct drive tökéletesen tudja mindkét feltételt: egy-két másodperc (!!!) alatt képes akár 180°-ban átállni és rögtön utána szub-ívmásodperces hibával vezetni (bár "kicsit" többe kerül, mint egy EQ6 ).

A "hétköznapi" gyakorlatban használt hajtóművek esetében örvendetesen terjednek a fogasszíjas áttételek. Ez azért előnyösebb, mivel a fogaskerekek pont-pont (esetleg a jobb és már bejáratott fogaskerekeknél vonal menti) hajtás-átvitelével szemben a szíj (mind a lapos, mind a fogazott) viszonylag nagy felületen viszi át a nyomatékot, az egyes megmunkálási hibák többé-kevésbé átlagolódnak, s így sokkal simább fordulatszám-átvitelt biztosít; a fogasszíj ráadásul csúszás- (slip) mentesen.

Fontos tudnunk, hogy mind a szinkronmotorok, mind pedig a léptetőmotorok ún. frekvencia-vezérelt meghajtások. Azaz a bemenő áram és feszültség változásai (bizonyos határokon belül természetesen) nem hatnak a fordulatszám stabilitására. Nem így a hőmérséklet: a vezérléshez időalapot szolgáltató kvarc-oszcillátor alapfrekvenciája módosul a hőmérséklet változásával, ezért fontos, hogy milyen pontossági osztályú típust építenek be egy-egy vezérlésbe. (Bár az egyéb mechanikai hibák nagyságrendje – az esetek túlnyomó többségében – jócskán elfedi az oszcillátor-frekvencia elcsúszását, ezért nem kell túllihegni ezt a jelenséget, de semmiképp sem árt tudni róla…)

Továbbá, ha a mechanika bármely okból megszorul, vagy pl. a tubus beleütközik a lábba, akkor csupán annyi történik, hogy a motor tengelye blokkolódik, s így a meghajtás kiesik a szinkronból. Magyarul a motor tengelye (a rotor) nem tud együtt forogni az őt forgásra kényszerítő mágneses térrel, s ezért a rotor „rángatózni” vagy ugrálni fog két lépés között, ami hangos, recsegő hangot produkál. Ez – legalábbis rövidtávon – ugyan nem károsítja a motort, de semmiképp sem használ.

A hajtómű tervezése, felépítése, gyártási technológiája és összeszerelési pontossága mind-mind alapvetően határozza meg a mechanikánk periodikus hibáját – PH (angolul Periodic Error – PE). (Szuper-kezdők számára: periodikus hiba – PH – alatt értjük a távcső követési pontatlanságának azon összetevőit, amelyek az idő múlásával, azaz a hajtómű tengelyeinek forgása során folyamatosan ismétlődnek; megkülönböztetendő az ún. aperiodikus hibáktól, amelyek egyszeri, véletlenszerű események következtében állnak elő – pl. forgácsszemcse a csapágy futófelületén, vagy ún. szélpuff - széllökés.) A PH hiba jellemzően több különböző frekvenciájú és amplitúdójú „fordulatszám-imbolygás” szuperpozíciójaként áll elő, azaz mintegy egymásra rakódnak a hajtás különböző elemeinek saját PH-i. Így a hibagörbe (amit pl. egy visszacsatolás nélküli vezetéssel tudunk kimutatni és mérni) hasonlóan néz ki, mint a Bükk-hegység vagy a Mátra sziluettje az Alföldről nézve: több kisebb-nagyobb csúcs és völgy váltogatja egymást látszólag rendszertelenül – csupán egy nagyobb periódusra ráülve.

Fontos!!! Az összes hiba-összetevő a hajtómű különböző forgó eleminek megmunkálási és szerelési pontatlansága miatt jön létre, s ezért egyértelműen beazonosíthatók a keletkezésük helyei és okai. Mindehhez, csupán a felvett PH frekvencia-spektrumát kell kiértékelnünk.
Legalább két (de inkább kettő és fél) csigaorsó fordulatnyi időtartományról készítsünk követési hiba felvételt, mivel ez a leghosszabb periódus, ami – gyakorlati szempontból – érdekes a számunkra. Ezt az időt úgy tudjuk kiszámolni, hogy az óratengely egy körülfordulásának időszükségletét (durván 24 óra) elosztjuk a csigakerék osztás-számával: pl. EQ6 esetében (24*60)/180=8perc/periódus. (Megjegyzés: a leghosszabb periódusú hibát maga a RA tengely csapágyazása és a csigakerék megmunkálási/szerelési hibája teszi a rendszerbe, de ennek periódusa 24 óra, és órás nagyságrendű expozíciót nem alkalmazunk az amatőr vagy félprofi gyakorlatban – de a profik is csak ritkán, pl. távoli extragalaktikus színképek felvétele esetén.)

EQ6-PE-TDM.jpg

A fenti képen egy EQ6 periodikus hiba-görbéje látható, ahol 650s-nál (a 11. percben) bekapcsoltam a TDM-et. A képen jól megfigyelhető a 8 perces (480mp-es) fő-periódus, és az arra rárakódó 3db másodrendű hiba (kb. harmad-akkora, 160mp-es periódusidővel), valamint a még nagyobb frekvenciájú hibák. Érdemes a felvett hibagörbét frekvencia analizátor programmal lefuttatni, ami az egyes összetevők frekvenciáját (vagy ennek reciprokját, azaz periódusát) és amplitúdóját meghatározza. (Később lehet, hogy teszek fel ide frekvencia-spektrum ábrát is, de most nem találom a szoftvert, mert már rég használtam, bocsi…)

Általánosan érvényes megállapítások:

1. Egy hiba periódusa annál rövidebb (frekvenciája annál nagyobb) minél előrébb keletkezik a hajtásláncban (azaz a motorhoz közelebb), hiszen relatíve gyorsabban forgó tengelyről származik.

2. Egy hiba amplitúdója annál kisebb, minél előrébb keletkezik a hajtásláncban (azaz a motorhoz közelebb), hiszen az áttételi aránnyal, azaz a fordulatszámmal együtt csökken a fordulatszám-eltérés mértéke is.

3. A hiba okozójának (hogy melyik tengelyen kell keresni a problémát) pontos „tettenéréshez” csupán az áttételi arányokat kell – a fent már ismertetett módon – kiszámolni, és összevetni a frekvencia-spektrummal. Ebbe a 200 vagy 400 lépéses léptetőmotor rotorjának (mikro-) lépési pontatlansága is bele tartozik!

4. A legkárosabbak a rövid periódusú, ugyanakkor nagy amplitúdójú hiba-összetevők, mivel ezek kompenzálásához rendkívül gyors működésű korrekciós algoritmusra van szükség; itt a TDM jó megoldás lehet a 30Hz-es mérési és 5Hz-es beavatkozási frekvenciájával +/- 0.5”-en belül tartva a hibát (lásd a fenti mérésen). Ha egy mechanika alapvetően sima járású (pl. egy dörzshajtásos), és lassan változó, bár akár jelentős mértékű a PH-ja, azt egy auto-guider is könnyebben korrigálni képes a maga másodperces nagyságrendbe eső korrekciós algoritmusával. De aranyszabály: a legkönnyebben korrigálható hiba az, ami nincs!!! (De sajnos mindig van…)

5. Fontos még említést tenni az ún. lebegés jelenségéről is (ez a hangtanból ismert, de a mechanikában is létezik). Ha két, egymáshoz közeli (1:1-es) áttételt alkalmaznak (amit néha, konstrukciós okokból tesznek a hajtóműbe, és ami szintén sohasem 1:1, hanem e körül ingadozik kisebb-nagyobb mértékben), akkor megjelenik egy nagyon hosszú (de itt változó, mivel nem konstans a frekvencia-különbség) periódusú lengés is a hajtásban, ami akár sokszorosa is lehet a leghosszabb „valós” periódusnak is. (Az okokba itt nem mennék bele, a Wiki leírja.)

A hiba az érintett tengely BÁRMELY alkatrészéről eredhet. Azaz lehet a nem megfelelő minőségű és/vagy terhelésű csapágy, lehet a csapágyház nem középpontos megmunkálása, a tengely excentricitása, a teljesítményt átvivő gépelem (pl. fogaskerék, fogasszíj-tárcsa) excentrikus megfogása vagy excentrikus elkészítése, a szíj vastagságának változása, a fogaskerék fogainak sérülése, stb.-stb.-stb.
Tehát a fenti analízissel jól be lehet határolni a hiba keletkezésének helyét, de a tényleges hiba-feltárás további vizsgálatokat kíván.

S végül még valami. Paradoxonnak tűnik, de nem az: az áttételek abszolút hibájának hatása mindig relatív: ugyanis a méretektől függ. Egy 300mm-es átmérőjű csigakerék esetén a csigaorsó által a kerék kerületén okozott 50 mikronos RA tengely pozíció-eltérés szinte észrevehetetlen egy szintén 50 mikronos orsó-hibához képest, ami ugyanakkor egy 80mm átmérőjű csigakeréken jelentkezik. Ezért irreális egy EQ akárhánytól (RAØ=90mm) pl. az Astro-Physics (RAØ=262mm) pontosságát akár csak megközelítő minőséget elvárni e tekintetben (is). Azaz minél kisebb a csigakerék átmérője, annál nagyobb lesz a periodikus hiba, még azonos pontosságú megmunkálás esetén is.

Végül egy érdekes olvasmány, ami a szívemből szól : (EQ6 tuning, egy műszaki rémálom): http://www.bloomingstars.com/tuning-the ... nightmare/