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业余天文爱好者的观测器材之路——德式赤道篇

 中土勾陈 2016-09-08




第三章

德式赤道仪

一、德式赤道仪简介

赤道仪部分,仅介绍德式赤道仪,包括德式赤道仪的变种——艾顿ZEQ25、CEM60赤道仪。另外的叉式、轭式等赤道仪,普通爱好者很难搞到,因此不予介绍。

德式赤道仪,是为了克服经纬仪的缺点而设计出来的,它的主要目的就是想克服地球自转对观星的影响。地球自转的影响,想必很多地方介绍过了,简而言之,如果地球不自转,太阳和月亮就没有东升西落,但是地球自转了,星星在固定不变的望远镜里边也会移动,所以设计了赤道仪,跟踪星星的移动,这样目标就稳稳地在视野当中了。刚才在经纬仪的介绍中,提到的手动经纬仪,就需要微调来跟踪,赤道仪也需要跟踪,不过赤道仪的极轴与地球极轴是平行的,因此,主要旋转赤经轴就可以实现跟踪,而不需要像经纬仪那样频繁地调整水平垂直两个方向。

德式赤道仪最显著的特征是望远镜位于极轴的一侧,另一侧需要重锤来保持与主镜的平衡。详细结构见下图:



图:德式赤道仪的结构

                           

二、赤道仪的初始位置

由图可见,德式赤道仪的初始位置是重锤杆向下垂直地面,望远镜指向北天极(约等于北极星),保持三脚架水平,三脚架接头上(装上赤道仪本体前)有一颗凸出的螺丝对准北方,调节纬度调整螺杆,和方位角调整螺丝,在极轴镜中看见北极星,再按照极轴镜中的提示,将北极星放到正确(赤道仪说明书会给)的位置。


三、简单的对极轴方法

有人要问了,要是我看不到北极星呢?或者我在南阳台拍摄呢?答案有的,可以使用漂移法。漂移法分两步,极轴方位角(水平方向的放置)的调整和高度角(俯仰)调整:

首先把赤道仪调整好水平,放置好初始位置,在主镜上装一个有十字丝的目镜。

方位角调整:操作赤道仪,把主镜对准一颗天顶附近,或者正南方高度比较高的亮星,放在目镜十字丝中间:

若星点出现南移,说明极轴偏东。(赤道仪方位角调整处)水平西移修正;若星点出现北移,说明极轴偏西。水平东移修正

直到星点不发生偏移



调整完方位角以后可以调整高度角,选一颗东方或者西方的亮星,放在十字丝中间:

如星点出现北移,说明仰角过高。(纬度调整处)降低仰角修正;如星点出现南移,说明仰角过低。增加仰角修正。

又有人说了,阳台视野狭小,东西方看不到星,怎么办?那就做1/2漂移法。先把赤道仪移动到北阳台(或者北面的楼道、窗口),利用北极星对好高度角,然后把赤道仪搬回南阳台,用南阳台的某颗亮星漂移,完成方位角的调整(无需再次调整高度角)。

学不会漂移法怎么办?办法:星特朗AVX、CGEM级别以上的赤道仪拥有ALLSTAR功能,可以帮助对极轴,在阳台也可以做到;艾顿赤道仪也有类似的功能,可以无需极轴镜来获得精确的极轴位置。



四、常见赤道仪介绍

国内普通爱好者常用的赤道仪,基本都为德式,按品牌可以这么划分:

信达,级别从低到高有EQ3-D(小黑的标配,对极轴不方便,钢脚比铝脚稳固)、EQ3-W(比EQ3-D多极轴镜)、EQ3-PRO(比EQ3-W多了电跟、GOTO手柄、导星)、HEQ5跟踪版(比HEQ5PRO少了GOTO和导星)、HEQ5PRO(信达著名赤道仪,该品牌严格深空摄影的最低要求,同级别最重)、NEQ6(精度不错,载重比HEQ5PRO高,适合做8-10寸牛反的底盘)、AZEQ6(NEQ6的升级,可以调整为经纬仪模式,有同时架设两架望远镜的能力)、EQ8(重型)。信达的优势:保有量大,比较稳定,经过了时间的考验,但是极轴镜等功能比较落后。

星特朗,EQ1(80EQ的标配,晃)、AVX(CG5的升级改版,具有独特ALLSTAR功能,该品牌严格深空摄影的最低要求)、CGEM(ALLSTAR,略强于NEQ6)、CGEM-DX(ALLSTAR,比CGEM提高载重)、CGE-PRO(ALLSTAR,重型)。星特朗的优势:专利的ALLSTAR功能,精度不输信达,但是比信达略贵。

艾顿,SMARTEQ(便携的小型赤道仪)、ZEQ25(与传统德式赤道仪有所区别,该品牌严格深空摄影的最低要求,同级别最轻便)、IEQ30(德式赤道仪,艾顿的型号30就代表载重30磅)、IEQ45(PRO)(载重45磅)、CEM60(与传统德式赤道仪有所区别,中央平衡设计,具有码盘可以在意外断电后也不用归零)艾顿的优势:后起之秀,对极轴方式简单方便,轻自重、高载重,但是毕竟是新的东西,需要磨合。

以上三大品牌是价格、做工、精度都不错的品牌,优先推荐。其他米德(代表作lxd75)、晶华(代表作je160je175)、博冠、开信、智通等品牌,保有量比较小。另外有威信、高桥、ASA、LOSMANDY、派拉蒙等国外高端赤道仪,属于土豪级别,这类器材的拥有者基本不是新手,不予介绍。


五、赤道仪的使用步骤(以艾顿ZEQ25为例)

这里简单地将赤道仪的使用过程过一遍,加深读者的记忆,以ZEQ25为例,其他型号的赤道仪有区别,但大同小异。

1、三脚架水平放置,突起处对准北方

2、赤道仪本体、重锤安装到位,高度角与所在地的纬度对应

3、安装好主镜、寻星镜,调整好主镜与寻星镜(或指星笔)的同轴(两者指向同一颗星)(如果摄影,则要加上导星镜、相机、转接环、快门线、导星线等所有设备,在这里就要安装到位)

4、松开赤经轴,调整平衡(重锤上下移动,做到两边像天平一般平衡),锁定赤经轴

5、松开赤纬轴,调整平衡(主镜前后移动),锁定赤纬轴,调平衡完成

6、接通电源,设定好所在地经纬度、时区(如果手柄提示GPSOK,系统会自动获取,通电的步骤也可以提前)

7、根据手柄中的极轴星位置提示,对准北极星观看极轴镜,将北极星放置到对应的位置,对极轴完成

8、进行一星校准或三星校准(我通常做一星,够用),当校准星位于望远镜视野中心,别忘记按ENTER键确认一下,校准完了GOTO就会变得准确

9、GOTO到目标,观测(如果是摄影,那么先导星,导星曲线稳定了开始拍摄)


六、常见的一些问题

中天(深空摄影时用):中天是德式赤道仪具有的一种现象,简单的来说,当望远镜指向不在中天位置(正南/北方这一条赤经轴线)时,通常是主镜高于赤道仪,例如看东方目标,主镜比较高且指向东方,重锤比较低,随着跟踪渐渐到了中天位置,主镜跟重锤一样高,过了中天,则重锤在上、主镜在下了。一旦过了中天,德式赤道仪的跟踪精度会下降,因此过了中天以后要重新指向目标一遍,翻转到另一边还是主镜高、重锤低的状态(有GOTO的赤道仪可以GOTO或者中天自动翻转)

打腿:由于德式赤道仪的结构所限,在某些角度由于主镜镜身比较长,会磕碰到赤道仪的三脚架,甚至卡顿、停止,严重时还会烧坏赤道仪的电机。虽然大多数赤道仪在打腿时候会强行停止,但打腿不但使得观测停止,还对赤道仪多少有点损伤,因此要尽量避免打腿。避免方法:尽量不过中天继续跟踪,或将三脚架更换为立柱(立柱占空间小,不容易打腿)



图:上海WFT制作的斧头帮立柱

                           

平衡问题:平衡没有做好,容易影响赤道仪精度,严重不平衡的时候赤道仪转不动,甚至损害电机、磨损齿轮,因此平衡问题至关重要,艾顿的平衡尤其敏感,信达/星特朗的没那么敏感,但不代表不重要。

重锤不够:主镜太重,原装重锤不够的时候可以增加重锤,或者买一根配套的延长杆。延长杆是最佳选择,延长了力臂达到平衡,又很少增加整套系统的重量。

仰角、方位角调整:多数赤道仪仰角、方位角调整的螺丝是两颗相对的螺丝,只有一颗拧松、一颗拧紧这样才能调整,如果碰到拧不动,需要提前把对面的螺丝松开“让位置”。本地就有同好碰到强拧灰飞烟灭的悲剧结果,拧断螺丝而返厂。










作者:凯撒

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