Einnorden

Voraussetzung für eine erfolgreiche Nachführung ist eine gute Einnordung der Montierung. Da der Blick auf Polaris bei mir frei ist, verwende ich einen Polsucher. Vor dem Einsatz empfiehlt es sich auf jeden Fall, diesen einmalig im eingebauten Zustand entsprechend der Bedienungsanleitung zu justieren. Dies kann bei Tageslicht mit wenigen Handgriffen geschehen und man stellt damit sicher, dass der Polsucher parallel zur RA-Achse in der Montierung ausgerichtet ist.

Diese Einnordung ist hinreichend genau für die DeepSky Fotografie mit dem Hyperstarsystem.

Nach dem Einnorden der Montierung führe ich das Alignment mit 2 der von der Handsteuerung der Montierung vorgeschlagenen Sterne durch. Ich ergänze dann noch zwei auf der entgegengesetzten Hemisphäre liegende Kalibrationssterne. Hierfür verwende ich ausschließlich den TS 60 Sucher und erreiche damit ist eine gute Positionierungsgenauigkeit der Montierung.

Leitfernrohr

Zum Guiden verwenden ich den TS 60 Sucher als Leitfernrohr, welcher eine Brennweite von f=230mm hat. Mit diesem lichtstarken Sucher hatte ich bisher nie Probleme, einen geeigneten Leitstern zu finden.

Leitfernrohrbrennweite

Häufig wird die Frage gestellt, welche Leifernrohrbrennweite für eine bestimmte Aufnahmebrennweite erforderlich ist, um eine möglichst gute Nachführung zu erzielen. Eine gute Näherung liefert der Ansatz über eine gleiche Abbildung pro Pixel für Aufnahmekamera und Guidingkamera. So können Abweichungen direkt von der Guidingkamera erkannt werden. Zudem arbeiten heute Guidingprogramme (z.B. PHD) im Sub-Pixel-Bereich. Schon kleinste Helligkeitsverteilungen innerhalb des Leitsterns werden gemessen, analysiert und daraus ein Korrekturwert berechnet. Diese "minimale Bewegung" des Leitsterns lässt sich in PHD vorgeben (min motion). Werte von 0,2 .. 0,30 Pixel sind durchaus üblich. Dieser Korrekturwert wird im weiteren Ansatz als Faktor sp berücksichtig.

Werden die beiden Gleichungen für den Abbildungsmaßstab ("phi") von Aufnahmekamera/Teleskop und Guidingkamera/Leitfernrohr gleich gesetzt, erhält man nach kurzer Umformung folgende Formel, in der der Korrekturwert sp eingefügt wurde:

Leitfernrohbrennweite fl [mm]=

sp * (Pixel Guiding-Kamera [µm] / Pixel CCD-Kamera [µm]) * f [mm]

f = Aufnahmebrennweite (Teleskop)

sp = "Sub-Pixel-Genauigkeit"

Beispiel 1:

Gesucht ist die erforderliche Leitfernrohrbrennweite für eine vorgegebene Aufnahmebrennweite. Gegeben sind:

Pixelgröße der Alccd10 = 6,05µm, Pixelgröße des OrionStarShoot Autoguider = 5,2µm. Brennweite Teleskop mit Hyperstar = 560mm, sp = 0,25

Mit diesen Werten ergibt sich eine Leitfernrohrbrennweite von ca. 120mm.

Beispiel 2:

Welche Aufnahmebrennweite kann mit gegebener Leitfernrohrbrennweite nachgeführt werden?

Mit meinem TS 60 Leitfernrohr (fl=230mm Brennweite) ergibt sich mit den o.g. Angaben eine maximale Aufnahmebrennweite von ca. 1000mm, die nachgeführt werden kann (die Formel ist hierfür nach f umzustellen).

Nachführungssoftware 

Als Software kommt PHD zur Anwendung. Dieses Programm ist im Internet frei erhältlich. Ausgehend von den Grundeinstellungen der Software müssen jedoch einige Parameter experimentell ermittelt werden. Diese sind u.a. von den mechanischen Eigenschaften der Montierung abhängig.

Hier sind die Einstellungen aufgeführt, die speziell für meine CGEM-DX Montierung nach einer Optimierung der Lagerungen durch VTSB (Upgrade 3) gelten. Sie sind lediglich als Anhaltswerte zu verstehen. 

Nach der Optimierung konnte PHD zunächst keine Kalibrierung durchführen. Es folgte die Fehlermeldung

"RA Calibration faild - star did not moved enough"

Bei der Kalibrierung will PHD den Leitstern um ca. 25 Pixel verfahren. Wenn dies nach ca. 60 Schritten nicht erreicht werden kann, kommt vorgenannter Hinweis.

Ein gutes Zeichen, denn es zeigt, dass die optimierte Montierung ohne Korrekturimpulse eine längere Zeit laufen kann!

Abhilfe schafft hier eine Verlängerung des Zeitintervalls zwischen den Aufnahmen von vormals 100ms auf 1000ms (Time laps). Eine andere Möglichkeit ist, die Zeit für Calibration Steps deutlich zu erhöhen (ausprobieren).

Eine sehr empfehlenswerte deutsche Beschreibung für PHD finden Sie unter www.funnytakes.de von Herrn Carsten Przygoda.

Nachstehend meine aktuellen Werte in PHD, mit denen auch längere Brennweiten bis 1.700mm problemlos mit der CGEM-DX Montierung nachgeführt werden können. Wichtig hierbei ist:

- aktivierte PEC Korrektur zur Reduzierung des Schneckenfehlers

- genaue Ausrichtung der Montierung mittels Polar Alignment.

Die Auschläge in RA bewegen sich dann im Bereich +/- 1,5 Bogensekunden.

Die Dec-Achse mag anfänglich beim Guiding Probleme bereiten.

Erkennbar ist dies an einem Abdriften der Achse in der grafischen Darstellung von PHD - vielfach hervorgerufen durch "mechanical backlash".

Wenn dies passiert, könnten ggf. folgende Tipps hilfreich sein:

1. Dec-Autoguiderrate in der Montierung erhöhen

2. Max Dec duration (zeitliche Dauer eines Impulses) erhöhen

3. Min motion erhöhen

Nach jeder Parameteränderung ist auf jeden Fall immer eine neue Kalibrierung erforderlich.

Nachführung bei größeren Aufnahmebrennweiten

Aufnahmen mit größeren Aufnahmebrennweiten müssen sehr exakt nachgeführt werden. Dies zeigt ein Vergleich der Abbildungsmaßstäbe zwischen Guidingsystem und Aufnahmesystem.

Guidingsystem:

Leitfernrohr: ED APO 66mm Öffnung, 400mm Brennweite; Guidingkamera: OrionStar Shoot Autoguider mit 5,2µm Pixelgröße.

Es ergibt sich mit obiger Formel ein Abbildungsmaßstab von 2,68 Bogensekunden pro Pixel.

(5,2µm / 400mm) * 206 = 2,68"/Pixel

Aufnahmesystem:

TS RC8" mit Reducer, Brennweite 1.088mm, Aufnahmekamera Atik 428exc mit einer Pixelgröße von 4,54µm.

Der Abbildungsmaßstab beträgt 0,86 Bogensekunden pro Pixel.

In PHD (Version 2.4.1) werden im Graf der Nachführung die Abweichungskorrekturen dargestellt. Diese können in Pixel oder Bogensekunden angezeigt werden (hier bezogen auf das Guidingsystem). Bewegt ich beispielsweise der Graf für die Rektaszension im Bereich +/- 2,5 Bogensekunden, so entspricht dies schon einer Abweichung im Aufnahmesystem von +/-2,5"/(0,86" pro Pixel) = +/- 3 Pixel.

Sterne werden somit um etwa 6 Pixel in RA Richtung elongiert abgebildet.

Ein gute Hinweis für die Qualität des Nachführung spiegelt der RMS Wert (Root Mean Square = Quadratisches Mittel) in PHD wieder.

Hierbei werden die Quadrate der Korrekturen addiert und durch ihre Anzahl dividiert. Die Quadratwurzel aus diesem Ergebnis ist dann das Quadratische Mittel. Im Vergleich zum einfachen Mittelwert werden hier größere Korrekturen stärker berücksichtigt als kleinere.

Der RMS Wert wird in PHD getrennt für Dek und RA angezeigt. Es sollte durch geeignete Wahl der Parameter in PHD bzw. der Montierung  so gering wie möglich sein.