業餘天文愛好者的觀測器材之路——德式赤道篇
第三章
德式赤道儀
一、德式赤道儀簡介
赤道儀部分,僅介紹德式赤道儀,包括德式赤道儀的變種——艾頓ZEQ25、CEM60赤道儀。另外的叉式、軛式等赤道儀,普通愛好者很難搞到,因此不予介紹。
德式赤道儀,是為了克服經緯儀的缺點而設計出來的,它的主要目的就是想克服地球自轉對觀星的影響。地球自轉的影響,想必很多地方介紹過了,簡而言之,如果地球不自轉,太陽和月亮就沒有東升西落,但是地球自轉了,星星在固定不變的望遠鏡裡邊也會移動,所以設計了赤道儀,跟蹤星星的移動,這樣目標就穩穩地在視野當中了。剛才在經緯儀的介紹中,提到的手動經緯儀,就需要微調來跟蹤,赤道儀也需要跟蹤,不過赤道儀的極軸與地球極軸是平行的,因此,主要旋轉赤經軸就可以實現跟蹤,而不需要像經緯儀那樣頻繁地調整水平垂直兩個方向。
德式赤道儀最顯著的特徵是望遠鏡位於極軸的一側,另一側需要重鎚來保持與主鏡的平衡。詳細結構見下圖:
圖:德式赤道儀的結構
二、赤道儀的初始位置
由圖可見,德式赤道儀的初始位置是重鎚桿向下垂直地面,望遠鏡指向北天極(約等於北極星),保持三腳架水平,三腳架接頭上(裝上赤道儀本體前)有一顆凸出的螺絲對準北方,調節緯度調整螺桿,和方位角調整螺絲,在極軸鏡中看見北極星,再按照極軸鏡中的提示,將北極星放到正確(赤道儀說明書會給)的位置。
三、簡單的對極軸方法
有人要問了,要是我看不到北極星呢?或者我在南陽台拍攝呢?答案有的,可以使用漂移法。漂移法分兩步,極軸方位角(水平方向的放置)的調整和高度角(俯仰)調整:
首先把赤道儀調整好水平,放置好初始位置,在主鏡上裝一個有十字絲的目鏡。
方位角調整:操作赤道儀,把主鏡對準一顆天頂附近,或者正南方高度比較高的亮星,放在目鏡十字絲中間:
若星點出現南移,說明極軸偏東。(赤道儀方位角調整處)水平西移修正;若星點出現北移,說明極軸偏西。水平東移修正
直到星點不發生偏移
調整完方位角以後可以調整高度角,選一顆東方或者西方的亮星,放在十字絲中間:
如星點出現北移,說明仰角過高。(緯度調整處)降低仰角修正;如星點出現南移,說明仰角過低。增加仰角修正。
又有人說了,陽台視野狹小,東西方看不到星,怎麼辦?那就做1/2漂移法。先把赤道儀移動到北陽台(或者北面的樓道、窗口),利用北極星對好高度角,然後把赤道儀搬回南陽台,用南陽台的某顆亮星漂移,完成方位角的調整(無需再次調整高度角)。
學不會漂移法怎麼辦?辦法:星特朗AVX、CGEM級別以上的赤道儀擁有ALLSTAR功能,可以幫助對極軸,在陽台也可以做到;艾頓赤道儀也有類似的功能,可以無需極軸鏡來獲得精確的極軸位置。
四、常見赤道儀介紹
國內普通愛好者常用的赤道儀,基本都為德式,按品牌可以這麼劃分:
信達,級別從低到高有EQ3-D(小黑的標配,對極軸不方便,鋼腳比鋁腳穩固)、EQ3-W(比EQ3-D多極軸鏡)、EQ3-PRO(比EQ3-W多了電跟、GOTO手柄、導星)、HEQ5跟蹤版(比HEQ5PRO少了GOTO和導星)、HEQ5PRO(信達著名赤道儀,該品牌嚴格深空攝影的最低要求,同級別最重)、NEQ6(精度不錯,載重比HEQ5PRO高,適合做8-10寸牛反的底盤)、AZEQ6(NEQ6的升級,可以調整為經緯儀模式,有同時架設兩架望遠鏡的能力)、EQ8(重型)。信達的優勢:保有量大,比較穩定,經過了時間的考驗,但是極軸鏡等功能比較落後。
星特朗,EQ1(80EQ的標配,晃)、AVX(CG5的升級改版,具有獨特ALLSTAR功能,該品牌嚴格深空攝影的最低要求)、CGEM(ALLSTAR,略強於NEQ6)、CGEM-DX(ALLSTAR,比CGEM提高載重)、CGE-PRO(ALLSTAR,重型)。星特朗的優勢:專利的ALLSTAR功能,精度不輸信達,但是比信達略貴。
艾頓,SMARTEQ(便攜的小型赤道儀)、ZEQ25(與傳統德式赤道儀有所區別,該品牌嚴格深空攝影的最低要求,同級別最輕便)、IEQ30(德式赤道儀,艾頓的型號30就代表載重30磅)、IEQ45(PRO)(載重45磅)、CEM60(與傳統德式赤道儀有所區別,中央平衡設計,具有碼盤可以在意外斷電後也不用歸零)艾頓的優勢:後起之秀,對極軸方式簡單方便,輕自重、高載重,但是畢竟是新的東西,需要磨合。
以上三大品牌是價格、做工、精度都不錯的品牌,優先推薦。其他米德(代表作lxd75)、晶華(代表作je160je175)、博冠、開信、智通等品牌,保有量比較小。另外有威信、高橋、ASA、LOSMANDY、派拉蒙等國外高端赤道儀,屬於土豪級別,這類器材的擁有者基本不是新手,不予介紹。
五、赤道儀的使用步驟(以艾頓ZEQ25為例)
這裡簡單地將赤道儀的使用過程過一遍,加深讀者的記憶,以ZEQ25為例,其他型號的赤道儀有區別,但大同小異。
1、三腳架水平放置,突起處對準北方
2、赤道儀本體、重鎚安裝到位,高度角與所在地的緯度對應
3、安裝好主鏡、尋星鏡,調整好主鏡與尋星鏡(或指星筆)的同軸(兩者指向同一顆星)(如果攝影,則要加上導星鏡、相機、轉接環、快門線、導星線等所有設備,在這裡就要安裝到位)
4、鬆開赤經軸,調整平衡(重鎚上下移動,做到兩邊像天平一般平衡),鎖定赤經軸
5、鬆開赤緯軸,調整平衡(主鏡前後移動),鎖定赤緯軸,調平衡完成
6、接通電源,設定好所在地經緯度、時區(如果手柄提示GPSOK,系統會自動獲取,通電的步驟也可以提前)
7、根據手柄中的極軸星位置提示,對準北極星觀看極軸鏡,將北極星放置到對應的位置,對極軸完成
8、進行一星校準或三星校準(我通常做一星,夠用),當校準星位於望遠鏡視野中心,別忘記按ENTER鍵確認一下,校準完了GOTO就會變得準確
9、GOTO到目標,觀測(如果是攝影,那麼先導星,導星曲線穩定了開始拍攝)
六、常見的一些問題
中天(深空攝影時用):中天是德式赤道儀具有的一種現象,簡單的來說,當望遠鏡指向不在中天位置(正南/北方這一條赤經軸線)時,通常是主鏡高於赤道儀,例如看東方目標,主鏡比較高且指向東方,重鎚比較低,隨著跟蹤漸漸到了中天位置,主鏡跟重鎚一樣高,過了中天,則重鎚在上、主鏡在下了。一旦過了中天,德式赤道儀的跟蹤精度會下降,因此過了中天以後要重新指向目標一遍,翻轉到另一邊還是主鏡高、重鎚低的狀態(有GOTO的赤道儀可以GOTO或者中天自動翻轉)
打腿:由於德式赤道儀的結構所限,在某些角度由於主鏡鏡身比較長,會磕碰到赤道儀的三腳架,甚至卡頓、停止,嚴重時還會燒壞赤道儀的電機。雖然大多數赤道儀在打腿時候會強行停止,但打腿不但使得觀測停止,還對赤道儀多少有點損傷,因此要盡量避免打腿。避免方法:盡量不過中天繼續跟蹤,或將三腳架更換為立柱(立柱占空間小,不容易打腿)
圖:上海WFT製作的斧頭幫立柱
平衡問題:平衡沒有做好,容易影響赤道儀精度,嚴重不平衡的時候赤道儀轉不動,甚至損害電機、磨損齒輪,因此平衡問題至關重要,艾頓的平衡尤其敏感,信達/星特朗的沒那麼敏感,但不代表不重要。
重鎚不夠:主鏡太重,原裝重鎚不夠的時候可以增加重鎚,或者買一根配套的延長桿。延長桿是最佳選擇,延長了力臂達到平衡,又很少增加整套系統的重量。
仰角、方位角調整:多數赤道儀仰角、方位角調整的螺絲是兩顆相對的螺絲,只有一顆擰松、一顆擰緊這樣才能調整,如果碰到擰不動,需要提前把對面的螺絲鬆開「讓位置」。本地就有同好碰到強擰灰飛煙滅的悲劇結果,擰斷螺絲而返廠。
未完待續
作者:凱撒
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