AZ-GTi出撃準備・・・の準備

★奇想天外なセットアップ

すっかりメジャーになった自動導入経緯台AZ-GTi、流行り物が寄りつかないハズのあぷらなーと家になぜ生えてきたのかというと・・・・・。

はい。それは普通と異なる楽しみ方をするためなんですねぇ。

さて、突然ですが・・・

なんぞコレ？！

け、経緯台の先に赤道儀が載ってる！？

ついにあぷらなーともネタ切れでご乱心か？

いえいえ、ちゃんと考えた上での意図的なセットアップなんですよー。

★経緯台で自動追尾させると・・・

赤道儀と異なり、経緯台の回転軸は水平と垂直です。

したがって、天の北極（天の南極）を回転軸とする天体とは回転の様子が一致しません。

例えば、もっともシンプルなモデル（天球が平面だったと仮定）でも、

　※左：天体の日周運動による動きモデル（グラフの左下隅を回転中心と仮定）

　※右：経緯台で視野中心の星を自動追尾した場合のエラー推算

こんなふうに、写野内の星がグルグルと回ってしまいます。これを「写野回転」と呼びます。

回転ズレ自体は、コンポジット時にある程度補正できるのですが、コンポジット時に元画像を回転させながら位置合わせする関係上、画面の周辺部がカットされてしまいます。

これを軽減させる装置を「フィールドデローテータ」と呼び、単純に言えば写野の回転を軽減する方向にカメラを回転させる装置です。ただし、近年はこの手の製品を見かけません。

★真面目にシミュレーションしてみる

天空をちゃんと球面として捉え、経緯台の水平軸と垂直軸それぞれにピリオディックモーションが存在していることを考慮したシミュレーションをしてみると、

例えば、天の赤道上の天体を、水平・垂直ともの75秒角のピリオディックモーションを持つ経緯台で、地平上に出始めてから沈むまで、開始時刻を３０分ずつ変えてノータッチガイドで６０分露光した場合の追尾エラーは、下記の図のようになることが分かりました。

※もっと高解像度の動画はこちらから↓

直感とは反するのですが、低空時にはほとんど写野は回転せず、子午線通過時に最大の角速度で回転するように見受けられます。

次に、天の赤道付近の天体について、子午線通過前後の２時間に注目すると・・・

ピリオディックモーションが無い場合だとこんな感じのエラー

両軸ともに75秒角のピリオディックモーションを仮定するとこんな感じのエラー

かなり複雑な追尾エラーが写る事が予想されますが、そもそも短時間露光の多数枚コンポだとこれらのエラーは画像処理時に補正できそうなので、あと問題は写野回転に伴う写野の欠損です。

★ならば！！

結局写野回転の補正はコンポジット時に行うのですが、回転補正を加えた結果、写野の隅っこは無効となって全体的には円形写野のようになることが危惧されます。

ならば、これを軽減させるような回転運動をカメラに与えれば良像範囲が拡大できそうですね。

というわけで・・・

AZ-GTiの垂直軸の上にスカイメモTを接続。写野中心に常に恒星時回転を加えることでフィールドデローテータ的な作用をさせることを思いつきました。

名付けて『なんちゃってフィールドデローテータ』♪

これ、意外に組み立てに難儀しました。

とにかく回転軸が３軸になるため、バランスを取る機構が大変なんです。結局ウエイトシャフトが２本になりました。さらに、ネジ止めした部分が重力で緩むと大惨事を引き起こしそうなので、スカイメモT周りは直交する２方向から固定するように工夫。

重心バランスの関係で、連続運転しすぎると架台と鏡筒が干渉してしまうのですが、色々と工夫してなんとか稼働角度９０度を確保。

約６時間の連続運転が可能な仕様となりました。

果たして目論見通り稼働するかどうかは、梅雨明けのお楽しみ♪

★他にも色々楽しむ準備

折角初挑戦する自動導入経緯台ですから、他にも色々と怪しいことを目論むべきでしょう。

ビームスプリッタ搭載のBORG89に冷却CMOSカメラと広角アイピースを同時装填して、「眼視と電視を同時観望できる」魔道兵器を組み上げてみたり

以前試して好感触だったBORG60EDを用いた「対空正立双眼望遠鏡」を搭載して、自動導入を可能としたり

いやー、赤道儀化がトレンドのAZ-GTiですが、経緯台モードのままでも知られざる楽しみ方が沢山ありそうです。

★★★お約束★★★

①素人の手によるシミュレーションのため、色々と間違っているかもしれません

②双眼望遠鏡の光軸調整はなかなか難しいもので、光軸誤差のある双眼鏡などを見て気分が悪くなった経験のある方には危険かもしれません。

③経緯台の先に赤道儀を接続する場合、取り付け方法をよほど工夫しないと脱落などの事故が起こる危険性があります。少なくとも通常のスカイメモ（と雲台との）接続法は通用しないと考えた方が無難です。（今回の例では、スカイメモの下端と後端の２カ所を固定することで回転によるネジ緩みを防止しています）

④『なんちゃってフィールドデローテータ』はあくまでコンポジット時の写野周辺データの欠損を軽減する目的のもので、長時間露光における写野回転を補正しうるものではありません。

⑤今回のシミュレーションロジックと赤緯値・方位角・天頂角の測定を組み合わせると、高度な制御が可能かもしれませんが、そこまで手を出す技術力はありません。あくまで『遊び』です。

⑥経緯台はその機構上、天頂付近の追尾が苦手です。シミュレーション結果でも下記のように、赤緯値が大きい天体の追尾においては天頂付近で異常な追尾エラーが起こることが示唆されました。

一度EXCELのシートが完成すれば色んなシミュレーションが可能で、梅雨のストレス解消が捗る。
今度は、AZ-GTiの経緯台モードで子午線通付近の60分露光をノータッチガイドした際に生じると思われる追尾エラーと写野回転を対象天体の赤緯を変えながらシミュレート。
天頂付近が鬼門ということが分かる。 pic.twitter.com/hGxmKxqtq5

— あぷらなーと (@PG1wvzio4yvwFXW) July 20, 2019