拡大撮影用アイピース・テスト ～その２～

ISS拡大撮影用アイピース（＊）のテストレポートその２です。

使用アイピースは笠井トレーディングの拡大撮影用アイピース、SV-32mm/52°、　
テスト撮影日は6月11日、ターゲットはTHE MOONです。

では、アイピースの引き出し率はMAXにして撮影開始です。

さて、どうでしょう？

う～ん、どう調整してもシャープになりませんね～。

撮影日の気流が最悪に近かったことは確かですが、それにしても酷すぎます。
スケアリングもずれてます。予想をはるかに下回る出来ばえです。

比較のために従来のシステムでも撮影してみましょう。

ふ～む、今日は気流が悪いのでいまいちですが、上記の写真よりはずっと
ましですね～。

写真を並べて拡大率の比較をしてみましょう。

合成Fが大きくなっている分、拡大率はそれなりに大きくなっていますが、
解像度はかなり落ちているようです。

しか～し、実際にISSを撮影してみないと確かなことは言えません。
ISSを撮影できるチャンスが最近なかなかありませんが、撮影できたときに
テストレポート（その３）をUPすることにしましょう。

おまけの写真「土星とγ星（ポリマ）の接近」

2011.6.11.20:43:38 D300mm 合成F3,000mm D90 ISO1250 1/250

拡大撮影用アイピース・テスト

今までISSの拡大撮影はｆ3,000mmの直焦点で撮影してきましたが
さらに拡大率を上げるためアイピースを使用した拡大撮影を
試してみました。

使用アイピースは笠井トレーディングの拡大撮影用アイピース、
SV-32mm/52°です。　

このアイピースはアイレンズとカメラボディとの間隔を
スライドさせて、拡大率を変更することができます。

では、さっそく使ってみましょう。ターゲットは土星です。

2011.6.6.22:18 D300mm Powermate2 SV-32mm ISO800 D90 1/25

比較のため従来のシステムで撮影した土星も見てみましょう。

2011.1.25.5:21 D300mm Powermate2 D90 ISO1600 1/200

どうでしょう？　若干ですが拡大率がアップされているようです。

合成焦点距離はざっと計算してf4,200mm位…かな。

適正露出も変わります。F14になるのでISO感度は最低でも
1250はほしいところです。適正露出は実際に撮影して
調べてみることにしましょう。

こちらは、おまけの写真

土星とおとめ座のγ星（ポリマ）の接近

2011.6.6.22:27 D300mm Powermate2 SV-32mm
D90 ISO1250 1/40

望遠鏡で見ると、とてもきれいに見えました。

観測所の点検＆復旧作業

大震災以来、一度も稼動していないマイ観測所…

大震災のショックで中の確認すらしていません。

大震災からまもなく二ヶ月…、天体観測のことを考える気持ちが
少しだけ出てきました。ということで、今日は観測所（＋気持ち）
の点検＆修繕作業です。

こちらは今も開いたままの駐車場の地割れ、

ここは北天を撮影する場所、通称「北観測所」です。

写真の左が真東です。仙台市はどこもそうですが、
今回の地震で地盤が東に引っ張られたため、この向きで
地割れが起きています。

地割れは指がすっぽり入るほどの幅です。

しかし、3.11の本震災直後はこの1/5も開いていませんでした。
余震がおきるたびにどんどん開いています。正断層です。

こちらはピラーに赤道儀を常設した南観測所

ピラーがずれていますが、見た目は大丈夫そうです。

赤道儀に破損はありませんでした。

しかし、動作確認はしていないので何ともいえません。

こちらはピラーを上から見た図

下が北です。西の足が台座から落ちていることがわかります。

水準器を置くと泡が右寄りに位置しました。

これは左＝東方向が下がっていることを示しています。

西の足が落ちているのに、東が下がっていることは、とても
興味深いことです。ここは海岸から10km以上、離れていますが、
東方向へ地盤が傾いているのかもしれません。

とりあえず水平を保って調整は終了です。

しかし、まだまだ余震が続いているので、またズレるでしょう。

とりあえず復旧作業は終了です。

天気のよい日に動作確認も兼ねて土星や春の銀河を撮影
したいところですが…、今だに強い余震が続いているので、
なかなかその気にならないところが正直な気持ちです。

こちらは2008年に撮影したM106。

2008.5.7 SE200N D50 ISO800 128sec (*)(*)(*)

拡大撮影システムの構築～その２～

「イメージセンサーが見分けられる明暗模様の細かさの限界を知ろう」

ToUcamの画素ピッチは5.6μｍ（0.0056mm）です。

この画素ピッチのナイキスト周波数υnは
υn＝1/(2d)＝1/(2×0.0056）≒89（ミリ本）となります。

天体望遠鏡の遮断空間周波数υとイメージセンサーの
ナイキスト周波数υnに　υn≧υ　という関係が成り立てば
その望遠鏡の最高の解像を発揮した像の明暗模様を
余すことなく記録できるそうです。

HC-12mmを使ったシステムでは　89≧77　なのでほぼ理想と
言えますが、数字上はもう少し焦点距離を上げることが出来そうです。

適正倍率は　Ｍ＝υ/υn　で求められます。
SE200Nυ＝1/λF＝1/(0.0005×5)＝400
ToUcamυn＝1/(2d)＝1/(2×0.0056）≒89
Ｍ＝400/89≒4.494　となります。

最適な合成焦点距離fcomは
fcom＝Ｍｆ　で求められますが
カラーカメラがベイヤー配列なのでＭの2倍まで許容範囲です。

計算すると
fcom＝2×4.494×1000＝8988(mm)　となります。
SE200Nの合成焦点距離は8988mmまでOKと言えます。

さて新システムで撮影した木星の合成焦点距離はどのくらい
だったのでしょうか？計算してみましょう。

拡大率 = 142mm/12mm－１ = 10.83
合成焦点距離 = 1000mm×10.83 = 10,830mm(F54.15)

わお、焦点距離が１０ｍを越えています。

アイピースをHC-18mmにすると…
拡大率 = 142mm/18mm－１ = 6.89
合成焦点距離 = 1000mm×6.89 = 6,890mm(F34.45)

う～む、ちょっと足りないですね～。8,000mmは欲しいところです。
CCD面までの距離を10mmのばすと良さそうですが…、検討しましょう。

拡大撮影システムの構築

では、天ガ12月号の記事に沿って調べていくことにしましょう。

現在使っている望遠鏡はケンコーのSky Explorer Ⅱ SE 200Nです。

実売価格は￥31,000ですが、それなりによく見えるコストパフォーマンスの
高い望遠鏡と言えます。口径は200mm、焦点距離は1.000mmです。

では、はじめにこの望遠鏡の遮断空間周波数υを調べてみましょう。
遮断空間周波数は像の明暗を見分けられなくなる細かさの限界です。

「天体望遠鏡が見分けられる明暗模様の細かさの限界を知ろう」
遮断空間周波数の計算式　υ＝1/(λF)＝D/(λf)
D；対物レンズの口径(mm)
f；対物レンズの焦点距離(mm)
F；対物レンズのFナンバー　F＝f/D
λ；光の波長(mm)
λは500nmとして0.0005mmで計算します。

SE200Nυ＝1/λF＝1/(0.0005×5)＝400
つまり「ミリあたり400本」となります。

ここでHC=12mmを使ったときの合成焦点距離を出してみましょう。

合成焦点距離＝対物レンズの焦点距離×拡大率です。

接眼レンズによる拡大率は
＝接眼レンズからCCD面までの距離/接眼レンズの焦点距離－１
＝105mm/12mm－１＝7.75　　になります。

合成焦点距離＝1000mm×7.75＝7.750mm(F38.75)です。
遮断空間周波数は1/λF＝1/(0.0005×38.75)≒51.6になります。

次にこのシステムで撮影した木星の像の直径φ(mm)を計算します。
木星の赤道視半径ωは20″とします。

φ＝2ftanω＝2×7750×0.00009599≒1.49
木星像は1.49mmとなります。

拡大システムの遮断空間周波数はミリ51.6本なので
1.47mmの木星像に当てはめると51.6×1.49≒77

よって木星像全面に等間隔に引いた77本の線が
見分けられなくなる限界といえます。

では、今までで一番良く撮れた木星で調べてみましょう。

この写真の木星は赤道直径が98mmあるので1.3mm幅くらいの
模様が見分けられることになります。

計ってみると1.3mm幅くらいが写っているのでこの木星は
このシステムで撮影できる限界に達した画像かもしれません。

では、SE200Nは合成焦点距離を何mmまで伸ばせるのか？
それを探っていくことにしましょう。…つづく

木星撮影システム変更

木星撮影システムの一部を変更しました。

いままでToUcamの先端にウエッジプリズムをつけていたのですが
木星の高度によっては1°でも2°でも大気分散を補正できない
ことがあります。

そこで…、可変式ウエッジプリズムの登場です。

ご覧のとおりハンドメイドですが自作ではありません。頂き物です。

本体のベースはケンコーのバリクロス・フィルターです。

これをあっというまに作ってしまう技術はまさに人間国宝ものですね。

大切に使わせてもらいます。では早速テストしてみましょう。

その他の撮影システムは以前と同じです。

2010.11.7 20:18 SE200N ToUcam ProⅡ 15fps 90sec

アイピースはHC-12mmです。ふ～む、やはり拡大率が大きくなって
います。CCDの位置が以前のシステムより後ろになるので大きくなる
と予想はしていましたが、やや過剰拡大率のように感じます。

アイピースをPL25mmにしてみましょう。

2010.11.7 20:43 SE200N ToUcam ProⅡ 15fps 90sec

おっと、大気分散がでています。フィルターを回転するも適正位置が
よく分かりません。さらなるテストが必要ですね。

こちらはパワーメイトの5倍です。

2010.11.7 21:06 SE200N ToUcam ProⅡ 15fps 90sec

気流の影響もありますが、拡大率的には以前のシステムの
方がベストマッチだったようにも思えます。

2010.9.2 1:22 SE200N ToUcam ProⅡ 15fps 120sec 1800frames

さて、システム的には何が適正なのだろう？と考えていたら
天文ガイドの12月号にタイムリーな記事が載っていました。

「動画からめざす高解像度静止画像」
②天体望遠鏡とイメージセンサーの限界をふまえて
システムを組もう

これを使って自分の望遠鏡の適正な拡大システムを
構築してみましょう。～つづく

BORG60n 焦点距離2倍ミッション

BORG60は月と金星の接近などを撮影するには良い画角だが、
月を単独で撮影する時にはもうちょっと焦点距離がほしいところ…

焦点距離は325mmなので画角は4.2°×2.8°対角5.0°です。

2010.6.24 20:22:49 BORG60 D50 ISO200 1/1250

焦点距離が2倍になれば画角は2.1°×1.4°対角2.5°と
なって、月を撮影するにはちょうど良い画角になります。

そこでパワーメイト2×を装着して焦点距離を650mmにしてみましょう。

真ん中がパワーメイト2×、右はパワーメイト2×用の直焦アダプターに
オアシス ヘリコイドS（7840）とＴリングをつないだもの。

パワーメイト2×の上部を外して…、

直焦アダプター・ヘリコイドS（7840）・Ｔリングと合体します。

これをBORG60に装着すれば完成！


ここで接続部品の紹介…、

左から「パワーメイト直焦アダプター」「M42→M42」「ヘリコイドS」「Ｔリング」

こちらはBORG60とパワーメイト2×の接続部

パワーメイト2×をBORG60にそのまま接続すると合焦しないので…
延長筒L(7509)をつける必要があります。

これで完成です！

焦点距離が2倍になったので、全長もほぼ2倍になってます。

今日の月でテスト撮影をしてみました。（月齢17.7）

2010.10.25 20:42:08 BORG60n　F10.8 D90 ISO200 1/400

ほひょ、いい感じです。焦点距離を2倍にすると面積比は4倍に
なるので、予想以上に大きい月を撮影することができました。

これから月の位相を撮る時はこのシステムを使うことにしましょう。

P.S.T.の3つのフィルター

Ｈα太陽望遠鏡P.S.T.には3つのフィルターが装着されています。


1.ERF(エネルギー遮断フィルタ)

P.S.T.は、低コスト化のために、ERF(エネルギー遮断フィルタ)は、
対物レンズ表面に直接コーティングすることで済ませています。

2.メインフィルタとなるエタロンフィルター

P.S.T.の場合、エタロンフィルターは対物レンズ前面ではなく
光路中に置かれているため直接見ることはできません。

鏡筒の付け根にあるティルトダイヤルでエタロンフィルターの
傾斜調整ができるので、この付近にあるものと思われます。

3.ブロッキングフィルター

ブロッキングフィルタ(BF5相当)は接眼部にあります。

それぞれどんな働きをするのでしょうか？

KYOEIのホームページに詳しい説明がありましたのでメモさせてもらいましょう。
● コロナドフィルターの構造
---------------------------------------
コロナドαフィルターのメインフィルターはエアースペース・エタロンタイプです。このタイプはフィルター基盤に無膨張素材を使うことができるため、温度的にきわめて安定しています。その反面、入射光束の角度制限が厳しく、収束光束中に挿入するのは現実的ではありません。そのため、ASP-60、AS1-90は対物レンズの前方に設置し太陽の視直径による±0.25°の偏角で入射させ、Helios 1では発散系を挿入することで主光線をコリメートしてメインフィルターに入射させています。メインフィルターの後方に挿入するブロッキングフィルターとのコンビネーションで、メインフィルターの副透過波長を完全にカットし、Hαラインのみ透過できるようになります。メインフィルターは完全にリジットな状態で固定されているため、視野全面が均一なHαラインになるメリットがあります。

● エタロンとは？
---------------------------------
構造的には、2面の高反射フィルターを向きあわせに配したものです。これを一般的に「エタロン」と呼び、その原理はファブリ・ペロー干渉計です。
エタロンの中を白色光の平行光線が通過しようとしてもそのほとんどがコーティング面により反射されますが、2つのコーティング面の間隔を任意の入射光波長の1/2の整数倍にすれば、特定波長域の光線はエタロンを完全に透過します。コロナドフィルターはHα線のみを効果的に透過するよう設計されています。エタロンの透過波長幅が可能な限り狭く、付属の「ブロッキングフィルター」によって副次的透過波長を完全にカットすれば、Hα線だけを透過するエタロンシステムが実現します。
エタロンは、実現できうる精度の限界が要求される光学構造です。必要な波長だけを透過し、高い透過率を実現するためには、フィルターの平行精度（平面精度）を1/100波長（λ/100）より高めなければなりません。物理的にはパーフェクトな平面に比較した誤差を0.0000002インチ未満に抑えることが必要なのです。

上は、超狭域Hαフィルターの透過帯域を表したグラフです。グラフでは副透過波長域を伴うエタロンからHα線のピークだけを取り出すブロッキングフィルターの役割がよく判ると思います。
エネルギー遮断フィルター（E.R.F）は、エタロンに入射する波長域を制限し、望遠鏡内部が必要以上に高温になるのを防ぐ効果を第一に、ブロッキングフィルターの短・長波長域のリークをカットする働きも併せて持っています。3000nmに至る領域までの赤外カットの役割もあり、これは特に安全面からの配慮です。

さらに詳しい元記事はこちら→kyoei

さて、このエタロンフィルターは宇宙空間でも耐えられるほどの
高い耐久性を持っているそうですが、ERFとブロッキングフィルター
の耐久性は著しく悪いようです。

実際、P.S.T.のユーザーから
「最初はよく見えるけど、２～３年で見えなくなるよ。」
という話を聞いたことがあります。

ERFは紫外線やけをおこすと、コーティングがまだらに
なってしまうようです。

上記のグラフにあるようにERFは700nm～3μmまでの赤外域
と630nm～遠紫外域までの波長を完全にカットします。
ERFの効果がなくなることは非常に危険です。

そこで、紫外線やけを防ぐために…

対物側にケンコーL41/UVカットフィルターを装着しました。

ブロッキングフィルターは湿度変化と温度変化に弱いそうなので

付属の接眼部キャップをきっちりはめ込んで、

外気になるべく触れない状態にして、ドライボックス保管です。

これで保管はバッチリです。あとはなるべく使わないようにすれば完璧ですね。（笑）

Ｈα太陽望遠鏡P.S.T

円高に便乗して注文中だったP.S.Tが本日届いた…。

注文先はアメリカの「Hands on Optics」、ネット通販です。
このお店は日本からも注文できるSHOPです。

P.S.Tの値段は$499（本体のみ）送料が$35で合計$534、
注文時のレートで金額は日本円で￥46,015でした。

今回の購入は海外からの個人輸入に該当するので関税の対象
となります。受け取り時の国際郵便課税通知書を見ると…、

関税　￥25,164 基本FREE
消費税　￥1,000（￥25,164－4.00%）
地方消費税　￥250(￥1,000－25.00%)
納付すべき税額の合計　￥1,200（消費税・地方消費税）

そのほかに通関料が￥200で、合計￥1,400を支払いました。

早速、開封してみましょう。

中には本体の箱が入っています。さらに開けると…

ありました。望遠鏡本体とアイピースです。

本体は予想以上に重く、重量感があります。

早速、太陽を覗いてみたいところですが…

本日、仙台は1日中強い雨…

しかも、気温は14℃、

なんでも11月上旬並みの寒さだそうです。
P.S.Tのファーストライトは明日以降ですね。

バーティノフ・マスク

今ちまたで話題のピント合わせ支援装置！
その名も「バーティノフ・マスク（BAHTINOV MASK）」…、

さあ、これを使えば、あなたの悩みは全て解消！どんなシーイングでも
ピントはバッチリ！これで、あなたも今日から豊かな天文ライフを確実に
手に入れることが出来ます。

…とTVショッピング風にいうまでもないのですが、気になるので自作してみました。

20cmクラス反射望遠鏡用バーティノフ・マスク


材料は厚さ0.5mmの黒塩ビ版、それにケンドリック社のＨＰから
ダウンロードした型紙を重ね、アクリルカッターでコキコキと切ること
数日…、仕上げにケバやバリを削って、今年の夏休みの工作は終了！

これを夏休みの作品として提出する小学生はいないと思いますが（笑）
最近、天文少年少女が少なくなっているので、むしろ、これを作る
小中学生がいてほしいなぁ…と思います。

もっとも、これを提出しても、先生は　お面！？　としか思わないかも…


で、早速テストしてみました。

テスト星は「アルタイル」
カメラはＤ９０、ＳＥ２００Ｎの直焦点です。

SE200N F5 直焦点　D90 ISO800 1.7sec（トリミング）


SE200N F5 直焦点　D90 ISO800 2.5sec（トリミング　右回転）

上の2枚はピントが合っている状態です。

ピントが合ってない状態はこちら…

真ん中の縦線が右にずれています。

この日は月が明るく、透明度も悪かったので、その後の撮影は
出来ませんでした。ピントの精度は確認できませんでしたが、
期待通りのマスク・パターンがでたので今日のテストは終了です。

天気の良い日に、さらにテストを重ねていきましょう。
さらに、30cm望遠鏡への流用が可能かも調べていく事にしましょう。