★软件控制导星
在长时间拍摄过程中,星点的位置总会因为各种原因发生微小的移动,如果任由其发展,最终会在底片中产生拖线,为了及时纠正星点移动,我们采用导星镜进行跟踪反馈,我们称这一过程为“导星”。早期的导星是通过固定在主镜上并与主镜平行的另一支望远镜进行的,这支导星镜接一个高倍的带十字丝的目镜,当星点离开十字丝中心的时候,用手控板及时将它拉回中心位置,保证主镜指向不变。
当前的自动导星往往通过一个导星CCD来完成,即用一个小型CCD相机拍摄前后两张照片,对比两张照片星点的移动,再通过软件控制赤道仪进行修正。常用的导星CCD有QHY公司的Q5-Ⅱ-M,而软件采用MaxIm DL。

含有十字丝的目镜视场效果

QHY公司的Q5导星CCD
连接设置

导星CCD与导星望远镜连接
第一步:安装MaxIm DL软件,再安装Q5导星CCD驱动和MaxIm DL的插件,插件需安装在MaxIm DL目录下。用CCD自带的USB线,将CCD和电脑相连,直到电脑识别出新的硬件并安装好驱动。
第二步:运行MaxIm DL,点击工具栏上的“Toggle Camera Control”
图标,打开“Camera Control”窗口,在“Setup”菜单项,点击“Camera 1”下的“Setup Camera”按钮。
第三步:在弹出的“Setup ASCOM”对话框中,从“Camera Model”下面下拉菜单选择“ASCOM”;点击右侧的“Advanced”按钮,在“ASCOM Camera Chooser”对话框中选择“QHYCCD-Cameras-Guider”;再点击右侧的“Properties”进入SETUP对话框,选择“Camera”为对应的QHY5Ⅱ CCD,最后点击“OK”。至此,完成了对导星CCD的选择。

选择导星CCD并连接
第四步:回到“Camera Control”对话框,在“Setup”选项卡下点击“Connect”,连接导星CCD。
第五步:在“Guide”选项卡中将“Aggressiveness”设置为7;点击“Settings”按钮,进入“Guider Settings”菜单,将“Cal.”设置为10;选择“Autoguider Output”的“Control”为“Guider Relays”模式,点击“OK”。至此,完成了对导星CCD的基本设置。

完成导星CCD的基本设置
开始导星
上述基本设置完成后,后续导星就不用再设置了。在系统连接了导星CCD后,自动导星设置主要分“Expose(拍摄)”“Calibrate(校准)”和“Track(跟踪)”三个过程。
第一步:点击“Expose”,再点击“Start”,CCD将拍摄一张照片,看看有没有适合的星点[13],拍摄时需要盖上和打开镜头盖拍摄暗场[14]。可以通过点击菜单栏的“Screen Stretch”按钮,调整两个滑块来观察星点的情况。如果星点亮度不足,可以增加曝光时间“Seconds”,比如,设为1.0秒,但不宜过长。

(Expose)拍摄

调节图片显示的效果
第二步:点击“Calibrate”,再点击选择图中用来校准的亮星(也可以不选择,直接让系统自动选择亮星),点击“Start”,系统将控制赤道仪在赤经(RA)和赤纬(DEC)两个方向上移动一段距离。分别拍摄照片并对比前后的星点位置,系统将记录位置的变化,并用红色线段标记出。此时,系统记录下了星点移动方向和赤道仪转动方向的规律。如果系统提示移动距离太小等信息,则需要重新校准或将“Guider Settings”菜单中的“Cal.”设置为20(增加时间能保证星点移动足够的距离)后再尝试。

(Calibrate)校准

自动导星跟踪曲线
第三步:点击“Track”,再点击选择图中用来导星的亮星(也可以不选择,直接让系统自动选择刚才被用来校准的亮星进行导星),点击“Start”,系统进入自动导星状态,我们可以通过点击“Graph”按钮来显示实时导星校正情况,一般跟踪曲线要在+/-0.5分辨率中的+/-0.2左右才有足够的精度。
如果改变了拍摄目标,需要重新进行上述自动导星的三个设置过程。
开始拍摄
在TheSkyX Pro输入或点击需要拍摄的目标,让赤道仪GOTO到目标位置,对焦;构图;打开MaxIm DL导星,设置导星的“拍摄”“校准”和“跟踪”;设置好快门线(曝光时间可以设置5分钟甚至更久,视拍摄地点的光害程度而定),按下快门,等待出大片吧!
课外活动
使用MaxIm DL与TheSkyX Pro进行深空摄影,是当下比较常用的天文摄影方法。而通过TheSkyX Pro定位和找星,MaxIm DL进行导星只是这两个软件的一小部分功能而已。通过实践,熟练掌握这两个软件上述过程的使用方法。
问题与练习
1.在设置EQMOD ASCOM Setup的时候,赤道仪的EQMOD线在电脑中的端口号是非常重要的,端口错误,软件就无法控制赤道仪。在EQMOD设置对话框中,可以点击端口号上方的“搜索”按钮,让系统自动识别,试一试!
2.对赤道仪来说,过中天时需要进行翻转,免得望远镜与赤道仪碰撞。在TheSkyX Pro中,可以显示星图的中天位置[15]——中天曲线,了解一下,如何调出软件中的中天曲线。

3.在使用MaxIm DL自动导星时,点击开始跟踪后,会在小窗口显示参与导星的星点位置变化情况。我们可以通过右键图像,调出参考十字线,更直观地观察星点的移动情况,试一试。

4.对于导星望远镜的选择是有很高要求的,既要考虑通光口径,又要顾及总重量,更要选择合适的焦距。调查周边导星镜的种类,了解导星镜、导星CCD和主望远镜的协调关系,正确选择导星镜。

【注释】
[1]我们一般采用减少感光度、增加曝光时间的方法来有效提升照片的信噪比。
[2]该App为信达星野赤道仪搭配程序,可以通过应用中心下载。
[3]极轴调整好之后,在拍摄过程中不可移动三脚架,否则需要重新对极轴。
[4]常用的国外赤道仪品牌有高桥和派拉蒙等,价格昂贵。
[5]对极轴时,最好将望远镜和重锤等都安装好,并调好平衡。
[6]如果通过目镜看不到远处的景象,将赤纬轴转动一个方向,使极轴上的进光孔完全打开。
[7]“是”表示上一步中输入的时间为夏令时,“否”表示输入的时间为标准时间。一般选择“否”。
[8]需要根据赤道仪的型号,向商家购买不同的电子极轴镜配件。
[9]可以选择相对比较亮的亮星进行对焦,不建议选择太阳系行星。另外,由于方位和时间的变化,对焦点会发生移动,所以,拍摄过程中需要多次重新对焦。
[10]该地理位置的设置与手控板上的设置相同,主要是经纬度和海拔高度。
[11]点击右侧的“Properties”,可以进入ASCOM控制界面。
[12]也可以点击左边“Find”菜单栏中的“Slew”按钮。
[13]在拍摄之前,需要先完成导星镜的对焦工作。
[14]暗场指盖上镜头盖杜绝一切外来光线后拍摄的照片。此时,底片记录的信息主要是相机的热噪点等。
[15]中天位置是指当地子午圈。这里指行星、恒星或星座等天体的最高点位置(上中天)。