自製離軸導星器

[社長]

這是一個無奈出現的工作，主要用於我的西藏天文台。

自11月初到西藏組裝天文台回來，便陸續出現大大小小的各樣問題，導星、相機、圓頂、追蹤全部都是，亦即問題出現在天文攝影的每一部份。唯一已全面解決的，是Boltwood Cloud Sensor、全天魚眼、調焦系統。似乎老天爺給了我最基本的天文台保護，至少能看清天氣狀況，圓頂天窗能正常關上，能調好焦辛苦拍張照片，但又展現出種種問題要我解決。若非有其他更重要的事情在港，我12月已再次前往解決了。現暫定春節期間前往，適值廿四節氣的大寒，而目前看見的問題有一部份跟日夜巨大溫差有關，可以想像若這期間能根治問題，全年裡其他時間都不會有事了。

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上述提到的各項問題，除了導星外，已有全面解方案。導星的情況比較複雜，至今未有很清晰的問題根源，甚至按固有的經驗，可以說是有點老貓燒鬚。

可以想想：

- 我的Paramount ME以203APO的1420mm盲跟的話，三五分鐘曝光拍50張以上也不會有一張拉線。若啟動PEC及Protrack後，3000至4000mm盲跟3分鐘是沒有問題的，David Levy、鹿林天文台、香港一些M16及C14以及國外眾多愛好者的都這樣。

- 因為目前105/650APO是架在Skywatcher 300 f5牛反上，我明白那對牛反抱箍強度本身不為應付這樣的架設而造，肯定會有一些剛性問題，但按理引入T Point很多個Terms及啟用Protrack後應能把問題解決，但實際情況郤不然。

- 追蹤出現嚴重拉線，以赤緯+30度左右出現，越近北天極越明顯。是否啟用導星、PEC、Protrack均無明顯分別，那已排除了極軸不準的問題，實際上現時T Point模型也測定極軸精確度極高

- 導星鏡是固定在105/650APO的抱箍上的一片厚鋁板上，比我裝LVI的導星鏡要穏固得多，按理也排除了105/65APO跟300牛反之間連接剛性問題造成的導星拉線，除非目前的問題不是兩鏡之間的縱向及徑向偏移，而是圍繞極軸的旋轉偏移

之後引述過雍正皇朝一句說話，西部用兵，打的是錢糧，打的是後方，現在深有感受。為了此行要把問題一併解決，以便回來後集中精力開始600 f3.5牛反的工作，及本年的各種海外行程，唯有採用多一個後備方案，包括造一個加固支架，直接把105/650APO連到Paramount上，那盲跟650mm半小時也不是問題了。另外我會帶備SBIG專為STi而設的小型導星鏡，因為也不排除整個問題根源自我自製的導星鏡造工不足，最後一個方案是為於現時的TMB 3.5"平場鏡接環上加入離軸導星裝置。

見下圖，這個接環我一直擱著沒用，因為我用的是5D Mark II，全片幅相機用T2接環會有暗角問題，所以我一直採用自製可調接環，可照顧因LPS濾鏡等時造成的後焦點問題，也改用Borg的大通光孔徑相機接環，拍出來的照片不做平場也沒有暗角，唯一的擋光反而是來自Canon單反的反光板

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現在因為西藏用的是4/3片幅的ST8300M，在本身為6x7片幅設計的TMB 3.5"平場鏡那全照明像場達70多毫米直徑下，8300晶片受光面積外有足夠空間放置一片短邊20x20mm菱鏡，計及所需後焦點，f5或以上的攝星鏡光學系統，能夠讓STi的導星晶片接收到物鏡而來的全部光線。按早前測試，以受光不足的TS薄身離軸導星器，配合f7.5光系統及香港這種透明度下，STi也能在4秒曝光下輕易找到導星，而我在西藏避免採用太短的曝光時間，以免Guide on seeing，一般是用5秒曝光的，所以找導星絶對不成問題 (導星器是在相機濾鏡前，所以是Guide in front of filter)，若用CCDSoft甚至好些時候因為導星太多而導致Calibration出現問題。

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目前基本東西已齊備，要做的工作就是在接環上開個孔，然後車/銑一個支架裝上可讓STi調焦點及角度。設計並不複雜，加工很簡單，稍後上圖及報告西藏實際表現。要強調的是，若望遠鏡本身支撐夠穏，Paramount ME本身已可接直跟蹤彗星及人造衛星，是用不上導星的，否則若有一套像我現時的小導星鏡，直接以彗核導星便可以，這是離軸導星器的唯一盲點，我亦知道這只是臨時設備，有些實際存的問題，最終還是要解決的。

[社長]

初步造了兩個接環及套筒，一個有Helical調焦筒，另一個用另外方法連接STi。明天電鍍，之後裝好菱鏡便可以拿去西藏測試。

建立遠程天文台就是這樣，永遠要做好後備方案，11月時前往西藏組建天文台，因為中間涉及不少遙控系統，以防萬一我不同的線種及縲絲都帶多了兩倍後備，但個別東西最後還是不夠。

[universe24]

社长要注意焦距问题，就这样看上去，菱镜到STi的距离似乎跟接环到相机的距离一样，但实际是否如此呢？

[社長]

社长要注意焦距问题，就这样看上去，菱镜到STi的距离似乎跟接环到相机的距离一样，但实际是否如此呢？

yes, 都是75mm，另外預留+/-5mm及+/-10mm調節距離，足夠有餘了。

[社長]

電鍍完成，效果比想像中好，固定好菱鏡，做些消光處理便可以測試了。若一切順利，下週西藏開光。

[社長]

組裝起來，中央的大通光孔是T2接環的接徑，約37mm，足夠讓ST8300M的4/3片幅享受100%照明度，外側的20mm菱鏡亦能接收充足光量，75mm後焦點及STi晶片的6mm對角線，能容下f5.35或以下光圈物鏡而來的100%光量，就算預留一些機械誤差，配合105/650 APO會很容易找到導星。

[mwtse]

稜鏡用甚麼方法固定？

[社長]

Epoxy，我用的叫"Rapid Steel"的那種，在菱鏡四角點了四點便可以，本來想兩側用縲絲固定，但看來不必了。

[mwtse]

Epoxy，我用的叫"Rapid Steel"的那種，在菱鏡四角點了四點便可以，本來想兩側用縲絲固定，但看來不必了。

日夜溫差那麼大，有沒有問題？

[社長]

這個問題我想過，但看到包裝上寫著可工作至零下六十度，我唯一担心的是那種溫差問題。

但也想澄清一點，現時看到的溫差是室外氣象儀的紀錄，那圓頂會直接感受到，但沒有日光直接照射的望遠鏡及赤道儀，實際上屬於陰影區，日間高溫其實沒有那麼高，在西藏這種環境，就算是白天的20度，你仍要穿羽絨，對著太陽那面因為輻射關係可能是20度，但背著太陽的一面，可能只有10度。我們試過在阿里建台時，把溫度計置在雙層玻璃之間，量得的輻射溫度是60度　

另外晚間的低溫，台內也可能略高丁點。

我已作了最壞打算，因為菱鏡在四角上點了混合膠固定，就算另外三個斷掉，剩下一個固定點也不影響，若全部斷掉，就會留在平場鏡及相機濾鏡之間，若動作不快的話應不至於造成傷害，但因為導星器會找不到星，我馬上就會知道，可以派人做補救措施。

或許用兩個L型架固架夾著菱鏡會好些，但我時間不夠，又有點懶... 或許下次入藏才搞吧

沒辦法，在天涯海角建台，總要經歷一些挫折，也從中累積一些經驗。

[社長]

現人在西藏：

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今晚怱忙地裝上所有東西，試拍開光照，首先測試的，是證明自製離軸導工作正常，在滿月晚上，離開拍攝天區不足60度，曝光5秒一定可以找到十顆八顆導星，有些甚至過曝。若某些天區可導星特別少，大不了延長曝光至10秒，以派拉蒙赤道儀的精度及穏定性來說，這修正頻率足夠了。

這個拖拉了半年的自製配件，總算測試成功，本計劃滿結束：

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註：下圖沒做暗場，所以有些訊點，正常導星時會有自動暗場，導暗星的靈敏度會高些，這也是SBIG STi的機械快問優勢。

[社長]

另外也說明一點，造了這個離軸導星裝置，我便把對SBIG唯一放不下的功能：內置雙晶片導星，都取代了。

因為我的菱鏡是濾鏡前採光，而經昨晚的測試，亦是SBIG指出，不用太執著STi的焦準，我發現來回0.1mm其實並無影響，亦即相機因為用上不同濾鏡而焦準發生變化要重新調焦時，濾鏡前的STi因而失焦丁點也沒影響，況且我的105在不同濾鏡下並沒有這麼大的焦距差。

[社長]

現正在西藏進行最後測試，單張30分鐘曝光，實證比旁軸導星鏡好。

- 全圖20%出圖

- 局部裁切100%出圖

viewtopic.php?f=29&t=2884#p19966

亦測試了不同濾鏡極端焦距差的情況下，導星鏡仍能在常規的5秒曝光中視場內有十顆八顆導星 - 包括低至仰角20度天區。按Alan Holmes的文章指出，STi可以配合f3.5光圈導星鏡，在1秒曝光下有百份之90多的機會找到導星，由於離軸導星器受制於攝星鏡本身光圈(除非像OAG-8300那樣加減焦鏡)，而採光菱鏡又或多或少限制了入射光量，所以在f6.2光圈的APM 105 APO下，能於5秒曝光找到這麼多導星，這離軸導星器性能達標了。

當然幕後功臣是那個成像圈達80mm的TMB 3.5"平場鏡，否則對某些攝星鏡來說，大過APS片幅已修正度不足及失光明顯，及像場邊緣星點變型，能否用上36x36mm片幅的FLI Proline 16803都成疑問，更不要說在不影響16803的受光入射光錐外置一個20x20mm的採光菱鏡，同時又有合理修正度提供結實星像讓導星器工作。

再次，一台極級目視折射鏡，只要加上合適的平場鏡，便可化身為優秀的攝星鏡，認為攝星鏡效果更佳的，應拿出更好的實證。

[社長]

貼張照片總結一下，以下是今早臨天亮時這個裝置拍的一張照片，可見STi像場內隨時有數十顆導星可供選擇，6月投入運作、月季結束後拍了近千小時照片，有滿月或無月的晚上，也覆蓋了不同天區及仰角，至今從來沒有試過找不到導星，也每次平均有一二十顆以上的導星可供選擇，因為是在濾鏡前導星，總受到折射攝星鏡調焦的影響，但全部情況，包括零上十多度至零下近20度，導星形態仍在完美工作範圍內，現時曝光時間一般以30分鐘為限，但最長試過用單幀1小時曝光也沒問題。

所以這個離軸導星鏡可算是測試圓滿結束，連同現時的西藏魚眼鏡，我個人看是天文DIY的兩個良好例子：

viewtopic.php?f=20&t=1389&start=120#p21083

從我個人用的器材看：APM 203APO、Paramount MX、Paramount ME、FLI Proline 16803、西藏天文台，我對器材的要求水平是不會如何妥協的，但我也不會浪費無謂的金錢及追逐品牌虛榮，始終天文觀測攝影還是要看實效的。我在導星這事上以很簡單直觀的方法便能實踐起來，注意這個離軸導星器並沒有什麼Rotator，因為這種設計最穏固，我很清楚知道，根本不愁找不到導星。

導星一如拍天文攝影一樣，只是其中一個十分重要，但同時也是不需要小事化大的環節，但很多愛好者把這事無限放大，用三數年時間，花上大筆金錢換三五款赤道儀及導星器，才把本來十來分鐘便解決的事情拖長來處理。的確無論是LVI或STi，其實當時我用Common Sense去看看已知道這是好東西，其長處及限制在哪裡，到手後花十來分鐘便能用起來，之後為兩者開發的專用導星鏡及離軸導星器，也恰如其份的立下不少汗馬功勞。

剛剛一個多星期有4位為購買LVI及STi第一次上來火炭工作室的愛好者，都是互不相識有本地人有華僑有英國人，我也特別說明現時有LVI、STi、SG4、Synguider四款導星器現貨，但極力推薦不是最貴，但肯定最好用的LVI或STi，他們都瞭解我的觀點，並憑自己的智慧選了前兩者，訂了LVI專用導星鏡的要等下週下一批出來後才可取貨。

[社長]

踏入一月份晚上不時跌至負20度水平，但視寧度還是不錯的，只是站上的SBIG Seeing Monitor送修未有準確數據佐證。

以STi的7.4um像素配合主鏡的650mm焦距，導星曲線的約0.15 RMS表現，換算出來就是0.3“多。

為免Guide on seeing，我向來把導星器的曝光時間設定在5秒，後來為節省每張照片的前期成本，縮短至3秒。

這個用了才數百元自製出來的離軸導星器，試過月前拍C2012 S1時單張曝光1小時導出來的照片星點還是一樣精確，我很滿意

[funoooo]

想問一下自制離軸導星器要多少錢？

[社長]

我的通光徑有3"以上，用於16803，已有相機及望遠鏡平場連接功能，有沒有機械剛性問題，按市場定律，比市場上類近功能但性能較差的產品要貴：

http://www.astrodon.com/www.astrodon.co ... is_guider/

我相信可以賣千多美元。

[社長]

去年中換了FLI Proline 16803相機及Centerline濾鏡盤，總重逾5公斤，單張曝光1小時仍精確無誤：

viewtopic.php?f=29&t=2884&p=24219#p24219

[universe24]

好样的！
可以省下拍摄很多张数，浪费储存空间的麻烦了。

单张一小时，星空背景光是否已经离开了CCD的噪讯床？

P.S: 我要自制的离轴导星，到现在都还未实行呢。
45度反射镜都已买了好一段时间...。

[社長]

你看吧，原圖未做 Screen Stretch 的，histogram 還是靠左，所以在西藏拍星很吃力的，人家單張3分鐘已過曝，我拍單張1小時才僅僅開始

我倒不是想省硬盤，反正一年下來就是一個3T硬盤，也沒多少錢。