●長らく更新していませんでした2016/03/12 00:42

●ピリオディックモーションのテストで体調を崩していました
超高性能ポータブル赤道儀JILVA-170は、1台ごとにピリオディックモーション(以下PM)の測定をして±4~±5″以下を合格品として出荷しています。PMのベンチテスターも所有していますが、現実的な性能を見るために実際の星空を1200mmレンズで撮影して測定しています。
JILVA-170を発売してから未曾有の悪天候が続いて、毎晩徹夜態勢で準備をしても全く晴れません。還暦をとうに過ぎた身にはきつい作業で、とうとう体調を崩してしまいました。
製品の出荷の遅れたことを深くお詫び申し上げます。このところやっと生産が納期に追いつき健康に戻りました。4ヶ月更新していなかったこのブログも精力的に更新してまいります。

輸出用バーゲン品のJILVA-170は早々に完売となり、後半はターンテーブルに次期国内用モデルのパーツを前倒しで投入した中間的な仕様のモデルを供給しました(在庫もあります)。下の写真の左側がそれで、極軸の強度が中型ドイツ式赤道儀の赤緯軸並みにアップされています。
       輸出用バーゲン品のターンテーブルは、ユニテック社のSWAT-200と同じベアリング
       無しの簡単な仕組みです。ポタ赤としては軽量で背が低いので適してますが、重い
       機材を載せると粗動回転の使い心地が悪いので、国内用の試作品は粗動回転部
       に大きなベアリングを2個用いた大型赤道儀と同じ仕組のターンテーブルに換装し
       ています。※輸出用のターンテーブルを国内用に交換するサービスは検討中です。
       
PMとは、赤道儀の日周運動追尾がギヤの精度不足などの複数の要因が重なり 「進み遅れ」を繰り返す現象です。 PMの1周期はウオームネジの1回転になります。±○″と角度で表記します。
たとえば100mm望遠レンズで星を点像に写す追尾エラー許容は約±20″なので、PMがこれに収まっていないと100mm望遠は追尾できません。JILVA-170のPMが控えめに±5″あったとすると300mm望遠レンズ(±7″のエラー許容)をガイディング無しで追尾できます。この性能がポタ赤としてはもちろん、高級な据付式大型赤道儀をも凌駕するものであることは、ベテランの人はよくご存じと思います。
下にPMの図と実際に撮影したJILVA-170のPMのテスト写真を掲げます。
       ウォームホイール歯数144丁のウォームネジが10分で1回転する様子のPM図と、
       右は市販の赤道儀の歯数144丁のPMの写真です。極軸をわざと狂わせて星が
       赤緯方向に流れるようにして得られる写真です。 PMは±20″程度でなかなか
       優秀ですが、ギヤ面の乱れと思われるギザギザが写りました。
       この図からわかるように、2~3分の露出で運良く 「進み遅れ」 が反転するところ
       に当たると、精度の悪い赤道儀でも望遠レンズの追尾ができることもあります。
  
       左はJILVA-170の今までの最低のPMで±8″あります。当然作り直ししました。
       右は今までの最高のPMで±2″以下の滅多にないお宝の個体です。
       なお、JILVA-170は個々にPMの測定写真を添付する予定でしたが、不公平にな
       ったり、「一番良い個体がほしい」とのお客様も多いため、PMの写真は添付しない
       ことにしました。データは保存してあるので、ご要望があればお見せします。

JILVA-170ご愛用者様のブログ 
ご愛用者のブログをお二方ご紹介します。みなさん300mm望遠(エラー許容±7″程度)をガイディング無しのノータッチでコンスタントにお使いいただいています。PM±4~±5″以下を合格として出荷しているのですから当然なのですが、とりあえずほっとしています。
「300mm望遠程度まではノータッチで固定撮影並みに気楽に撮影できる」 そうでなくては星野写真撮影装置としてのポータブル赤道儀の意味が無い…というコンセプトは達成されました。


五藤光学研究所のMARK-X
五藤光学研究所製のマークX赤道儀といえば現在でも人気の高い名機で星爺も所有しています。先日はMARK-Xの極軸のみを愛用している友人のインドネシア日食遠征のために、JILVA-170用の部分微動付赤緯軸の試作品を急遽MARK-X用に仕立てて持って行ってもらいました。
       この赤緯軸は改良を施してJILVA-170用として発売予定です。手動式とオートガイド
       のためのステッピングモーター付きの2種類です。ユニテックのSWATとはコンパチな
       ので使用できます。 マークXやビクセンさんのポラリエ用も作っちゃいましょうか?
       この他、自動導入にも対応するウォームホイールの全周微動も試作中です。

◆MARK-X赤道儀用2軸モータードライブ(期間限定募集)
天体望遠鏡 天体観測機器等の製造・販売、天体望遠鏡ドームの保守・修理、五藤光学研究所製 小型天体望遠鏡の修理・サポート業務を行なっている「五藤テレスコープ株式会社」から、30年以上前に販売され今でも名機の誉れ高いMARK-X赤道儀用の赤経・赤緯2軸モータードライブ装置の「期間限定募集」が行なわれています。http://gototelesco.co.jp/md_for_mx_2.html ←〆切になったそうです。
一昨年に販売されたものと同じで、価格は少しアップしたようですが、予定価格 68,000円(送料込・消費税別)と非常に安いです。
旧来のPM型ステッピングモーターではなく、最新の2相ハイブリッド型ステッピングモーターのマイクロステップ駆動です。そのため50倍速でも回ります。普通に五藤光学さんや他のメーカーさんが作ったら、間違いなく15万円以上はするでしょう。 JILVA-170用にも使わせてもらえませんかねぇ?
----と書くと、「最近は中国製と思しき駆動回路が2000円程度で出まわっているからねぇ」 「ギヤヘッド無しのモーターならバッタ品で1000円くらいだよねぇ」 と電気に詳しい人は思うかもしれませんが、このシステムがどこの研究所でどう作られたか等、蛇の道は蛇で星爺にはだいたい分かるんですよね(笑)。
赤道儀用に完全に新設計された国産の駆動回路で、モーターもマイクロステップ間隔の優秀な物が採用されています。モーターハウジングの中身は、五藤光学さん お家芸の能率の良い減速ギヤが組み込まれています。
不思議なほど安価で優秀な、この「MARK-X赤道儀用2軸モータードライブ」、期間限定募集は3月までなので必要な人はお早めに!

●3月23日。今晩は半影月食だそうですね2016/03/23 08:04

●半影月食は確認できるでしょうか?
「半影月食は月食とは言わない」 と書いてある書物を何十年か前に読んだ覚えがあります。星爺もそうだろうなぁ…と思います。 なので今晩は半影月食を見るつもりはありません。
図のように半影月食は地球の濃い影(本影)の周囲の 「半影」 と呼ばれる淡い影の部分を月が通過します。が、この部分の影はずいぶん淡いです。月の光度をきちんと測定すれば暗くなっていることが判明すると思います。しかし、肉眼では 「ふつうの満月」とまったく変わらず煌々と輝いて見えるだけです。
満月の端っこが少しでも本影の濃い影に入れば、その部分が少し暗いことはわかりますが、今晩の半影月食は本影からかなり遠い場所を通過します。
           今回は本影からかなり離れたところを満月が通過する半影月食です
       いつの月食だったか忘れましたが、本影に1/4ほど入った皆既月食の写真です

●星爺は大恥をかいた経験があります
50年ほど前の中学生のとき、理科の先生と一緒に 「半影月食を見る会」 を開催したことがあります。その時は本影を少しだけかすったので、意識して見れば確かに満月の端が少しだけ暗く見えたのですが、参加した人達から 「何も起こらないじゃないか!」  「どうなっているんですか?」 と非難轟々で、まったく穴があったら入りたい恥ずかしい思いをしました。 以来、半影月食は月食とは思いません。

天文関連のサイトを見ると、多くは 「半影月食は気が付かないかもしれない」 と但し書きがあります。しかし、せっかくの天文イベントだから(?)でしょうか、けっこう見栄えのする天文現象であるかのような記述も見受けられます。そうした記事を孫引きして情報が一人歩きを始めると、夕方のTVニュースなどで「半影月食を楽しみましょう」 などと放送されかねませんね。 TV中継があったりして(笑)
もちろん若人の人達は、半影月食はほとんど変化無し!と 確認することは大いに意義があります。
半影月食は一人静かに 「満月が半影を通過しているんだなぁ」 と宇宙の動きに思いをはせながら、いつもと変わらない満月を見物するのが良いと思いますよぉ。

●極軸設置のアレコレ2016/03/27 06:22

●極軸設置の必要精度などをまとめます
PoleMaster という極望(極軸望遠鏡)の代わりをするレンズの付いたデジタルカメラが発売されました。パソコンが必要ですが便利な電子極望で、JILVA-170にお使いのユーザー様もおられます。ポータブル赤道儀への装着は簡単なので、ご希望があれば取付金具の製作を請け賜ります。
ふつうのドイツ式赤道儀には 赤緯軸のどこか、通常は極望の穴の上に取付けるようです。その場所に付ける極望(天頂プリズム付きの眼視用)は、1970年ころに高橋製作所から供給されたことがあります。当時高校生だった星爺より1歳年上の九州のYさんがタカハシさんに進言したアイデアです(Yさんはその後ニコンに就職され木曽観測所の105cmシュミットカメラなどを担当されました)。
星爺はまだ使っていませんが、PoleMaster はDPPA法(基礎的な手法はこちらを見てください)のような手法で極軸との平行を校正するので信頼性は高いようです。元々赤道儀に付いている極軸内蔵の極望の校正や据付式赤道儀の設置に使うのにも重宝すると思います。
 しかし、極望の信頼性が高ければ極軸設置が完璧になって、長い望遠レンズの長時間露出ができるわけではありません。 この機会に極望の基本を考えてみましょう。

●撮影レンズと露出に応じた極軸設置の精度
こうした計算は複雑な座標変換を行なって検討しますが、ここでは簡単な図でザックリと説明します。
下の図のように南の星を追尾する場合に注目すると、極軸の方位(東西)の設置ミスは追尾速度と赤緯のズレに影響を与えます。そのため星野写真を撮ると赤緯方向に流れて写ってしまうのです。追尾速度のズレはPモーションがあるので観察しにくいですが、赤緯のズレはガイド鏡の眼視でも撮影でも星を見て観察できます。その星のズレを見て、方位の極軸設置を修正(上下の修正は東北か西北の星を見る)する手法はドリフト法とも呼ばれます(説明は別の機会に)。

図のように極軸設置の東西のズレによる赤緯方向の星の流れ(ズレ)は6時間後に最大になります。
ということは(あくまでも簡略図によるザックリですが)、露出時間が1時間なら赤緯方向の流れは極軸設置ズレの1/6です。正確に計算して念のために もっと厳しく見積もると、1分露出の場合は極軸設置ズレの1/200ほど赤緯方向に流れて写ると考えてください(ぜひ暗記しましょう!)。
たとえば50mmレンズの追尾誤差の許容が±40″とすると、4分露出なら最悪のケースを想定してかなり厳しく見ても極軸設置は1°ズレていてもまったく問題はありません。
JILVA-170に300mm望遠を搭載する場合でも、極軸設置は10′の精度で大丈夫です。

どうも天文ファンは基礎的な計算をしないで機材に凝る傾向がありますね。星爺が編集者時代に計算の記事は嫌われるというので、ちゃんとした記事を怠ったことが原因かもしれませんね。
このように、広角~標準レンズならば極軸設置に高価な極望は無用で、極望代わりの素通しの覗き穴で済むほどラフなものです。200mmくらいの望遠レンズまでなら、15′(月の直径の半分)くらいズレていても無問題なんですよね。それでも追尾に失敗することがあれば、赤道儀の追尾精度がとても悪かったり、撮影中に三脚やカメラがジワッ~と動いてしまうのが原因なことが多いです。
教訓! 撮影失敗を極軸設置のせいにするのは戒めましょう!

●大気の屈折による影響がある
極望や極軸設置の精度とは別の問題になります。
地上から見上げる天球は下の図のように大気による光の屈折で歪んでいます。地平に近づくほど星の光が通過する大気が厚くなるので星は浮き上がって見えます。日の出や日没の太陽は上下が縮んで楕円に見えますよね? それほど大気の屈折は大きいので赤道儀の回転のとおりに星は動きません。長焦点の望遠レンズによる長時間露出では、追尾エラーになって流れて写ってしまいます。
大気の影響は想像以上で、天頂付近以外はかなりの高度でも追尾速度と赤緯方向のズレの両方に影響を与え、全天のどの場所でも長焦点(広角は無問題)を正確に追尾することは不可能です。

下に西空に沈む星の動きと赤道儀の動きの図を示します(星が昇る東側でも同じです)。 これでおわかりのように、低空になるほど星は浮き上がるので極軸を上に向ける必要が生じます。
極軸設置の目安にする北極星も大気の影響で 1.5′くらい浮き上がって見えています。なので、極軸は北極星の見える方向よりも下げなければならないか?…というと、そうではなくて天頂付近はそのままか下げる必要はあり得ますが、全天のあちこちの方向の平均なら逆に 1′弱ほど極軸を上げた方が追尾が正確になります。もちろん、この程度の小さな数値は各誤差に吸収されるので明確には実感できません。しかし、東西の低空の場合はけっこう思い切って上げる必要があります。
            大気の屈折によるに星の軌跡は、うんと誇張して描いてあります

このように大気による屈折で天球が歪んでいることから、正確な極軸設置をしたつもりでも赤道儀の追尾が完璧に高精度でも、長い望遠レンズの場合は追尾はうまく行きません。だいたい500mm以上の長い焦点距離での長時間露出は念のためにガイディングが必要になります。

大気の影響を補正して少しでも正確な追尾をするためには、全天の平均値を鑑みて追尾速度をやや遅くして極軸もやや上げる必要があるわけです。 JILVA-170SWATPanHead EQなどのポタ赤は、キングさんが提唱した「キングスレート」と呼ばれる恒星時の日周運動よりも 0.003%遅い追尾速度を採用しています。 もっと低空の撮影のための、さらに遅い速度設定や極軸の上下の最適化を縦横無尽に行なうのは面倒なので無視していますが…(笑) ていうか、各部の精度はそれなりのバランスで作らないと、一部分だけが無用の過剰品質になってしまいます。

「ボクの極軸設置は正確なので赤緯は全然流れないよ」とか「1000mmや2000mmの望遠鏡でもノータッチで長時間露出の撮影ができるよ」 と言う人はいますが、それは偶然の成せる結果やシーイングの乱れなどで星像がボケて流れが認めにくいからでしょう。 極望で正確な極軸設置を行なって正確に駆動をしたら、天頂付近以外はむしろ赤緯方向(赤経方向も少し)に流れるのが正しいのです。
当然ながら、ドリフト法で極望の光軸を正確に校正することはできません。

●撮影レンズや露出時間によって様々な極軸設置が考えられる
以上のことを鑑みると、星野撮影用赤道儀の極望や機材全体の必要精度のバランスが見えてきます。 極望だけ頑張ってもしょーがないし、いっそ機材の精度は追求しないでノータッチのほっぽりっぱなしで撮影するのはヤメて、広角レンズでもオートガイダーを常用する選択肢だってアリですよ。その反面オートガイダーは面倒なので、とことん各部の精度を追求した機材をノータッチで使用する真逆の選択肢もアリですよね(星爺はコレが好き! 固定撮影並みの気楽さでないと使う気はしません)。

広角~標準レンズによる撮影なら、極望代わりの素通し覗き穴でも充分だし、極軸の方位は方位磁石で上下は分度器などで能率的に行なうことも可能です。 長焦点の場合は電子極望が正確で良いという結論や、ふつうの極望が総合的に最適との結論もあり得ますね(星爺は極望が好き!)。
覗き穴については、JILVA-170のユーザーさんでもある Kojiro さんが、ポラリエを例にして正しくわかりやすい解説をしておられるので、ぜひこちらをご覧ください。
※覗き穴に丸パイプ(ストロー等)を挿して精度アップを試みる人がいますが、そういうものではなくて離れて覗くことがコツであることも、Kojiro さんのブログを見るとわかりますよ!

これは世に出ることのなかったポタ赤 PanHead EQ の最初期型です。フライス加工の精密な筐体で、横に分度器を下げ、方位磁石(コンパス)を置くスリットもあります。方位磁石は取付けたままだとポタ赤やカメラなどの磁力や鉄部で狂うので、周囲に指針を狂わせる鉄骨などのない場所で、赤道儀から50cm以上離して指針を確認し、指針の動きを見て校正しながら赤道儀に近づけ そっと置かないとダメです。
極望は目安のための口径1cm 2.2倍のガリレオ式(スケールパターン無し)を内蔵しました。
こうした極軸設置法を実用に即して改良してゆくのもポタ赤の正常進化と思います。