Autoguiding met de telescoop

De snelste en handigste manier om indrukwekkende astrofoto's te maken. Leer hier wat u nodig hebt.

Foto's van deep-sky objecten behoren tot de koningsklasse van de astrofotografie. Wij moeten deze zwakke objecten niet slechts enkele seconden, maar vaak meerdere minuten belichten. Als we de montering gewoon laten lopen, beginnen hier de problemen: lelijke strepen op het beeld. In dit artikel leert u in één oogopslag hoe u perfecte foto's kunt maken met autoguiding.

Een montering die we ongeregeld laten lopen, produceert zulke beelden na 1-2 minuten. De montering wijkt af van het ideale punt. Hoe langer de belichtingstijd, hoe meer fouten er in het beeld verschijnen.

Een perfect getraceerd beeld met puntvormige sterren. De belichtingstijd en de exacte loop van de montering werden volledig automatisch gecontroleerd en gecorrigeerd via een speciale "bewakingscamera". Deze camera's worden autoguiders genoemd.

Voor autoguiding, d.w.z. het automatisch maken van een astrofoto, hebt u de volgende apparatuur nodig:

• Een parallactische GoTo-telescoop met ST-4-aansluiting
• Uw camera-uitrusting waarmee u de foto zult maken
• Een autoguiding camera met ST-4- en USB-kabel
• Een richttelescoop of off-axis geleider

Mogelijkheid 1

Een richttelescoop in buisklemmen wordt parallel aan de telescoop gemonteerd. Zoals op de tekening te zien is, zit de autoguider aan het eind van de richttelescoop. De taak van de autoguider: een gidsster volgen en onmiddellijk een correctiecommando naar de montering sturen als er een afwijking is. Op de hoofdtelescoop zit de camera die de nevel of het melkwegstelsel blootlegt.

Mogelijkheid 2

Achter de telescoop bevindt zich een off-axis-guider die een klein deel van het licht via een prisma naar boven afbuigt. Op dit punt zit de autoguider om noodzakelijke correcties te regelen tijdens het volgen. De camera bevindt zich aan het uiteinde om deep-sky-objecten te registreren.

Om op een eenvoudige manier te starten, zijn autoguiding camera's met een ST-4-kabel en een USB-aansluiting geschikt. De ST-4-kabel wordt in een daarvoor bestemde poort op de montering gestoken. Sluit de USB-kabel aan op een PC of laptop. Het beeld van de camera, en dus ook van de gidsster, wordt dan op het PC-scherm weergegeven. Op de computer selecteert u dan alleen de gidsster en laat de autoguider en de montering het werk doen.

Voor een refractor of een Newton telescoop is de MiniGuidescope 50mm of 60mm van Omegon een goede keuze. De Touptek-autoguider heeft een hoge gevoeligheid en kleine pixels. Als het aankomt op snelle installatie, eenvoudige bediening en een laag gewicht, is dit een optimale keuze.

Voor een Schmidt-Cassegrain of Maksutov telescoop zijn de off-axis-guider #49752 van Omegon en een Touptek-autoguider geschikt. De hoofdoptiek van de telescoop wordt tegelijkertijd gebruikt als richttelescoop. Een off-axis-guider is altijd de betere keuze voor een SC-telescoop.

Bij een optimale polaire uitlijning zijn met gewone monteringen belichtingstijden van ongeveer 30 seconden haalbaar. De brandpuntsafstand van de optiek is echter doorslaggevend. Naast de pixelgrootte bepaalt deze de resolutie. Met een telelens van 200 mm en een digitale spiegelreflexcamera (DSLR) zijn 2 minuten mogelijk, terwijl het met een telescoop met een brandpuntsafstand van enkele meters al na een paar seconden voorbij is.

Voor heldere objecten zoals de maan en de planeten zijn slechts korte belichtingstijden nodig, hier is een eenvoudige tracking voldoende. Maar voor deep-sky-objecten voorbij de Orionnevel is een volgsysteem op de telescoop nodig. Blootstellingstijden van enkele minuten tot enkele uren zijn wenselijk. Het principe geldt: hoe langer, hoe beter.

De oorzaak ligt in het geluidsgedrag van de chips. Er zijn 2 soorten ruis: thermische ruis en afleesruis. Thermische ruis neemt lineair toe met de belichtingstijd. Het kan onder meer door koeling worden geoptimaliseerd. De afleesruis treedt bij elke afgifte weer op. Daarom leveren 10 belichtingen van elk 1 min. in totaal een slechter resultaat op dan één belichting van 10 minuten. De afleesruis kan alleen worden geoptimaliseerd door lange belichtingstijden. Bij korte belichtingstijden is de uitleesruis groter dan de thermische ruis en wordt deze bepalend voor de kwaliteit.

Afhankelijk van de brandpuntsafstand, het doelobject en de lichtvervuiling aan de hemel, worden foto's die tegenwoordig met DSLR-camera's worden genomen, tussen 2 minuten en 20 minuten belicht. Met gekoelde CCD-camera's is het dynamisch bereik groter en kunnen de belichtingstijden verder worden verlengd. Met kleine, zwakke objecten, hoge brandpuntsafstanden en het gebruik van filters zijn belichtingstijden van meerdere uren mogelijk.

Afhankelijk van het ontwerp van de telescoop en de behoeften van de gebruiker, zijn er verschillende oplossingen voor het volgen. Tot voor enkele jaren werden analoge beelden op het oog gevolgd met behulp van een oculair met dradenkruis. Vandaag de dag maakt de betere resolutie van de digitale technologie dit onmogelijk. In de regel wordt het volgen gedigitaliseerd en overgenomen door een geleidende camera. Naast de camera die het object fotografeert, wordt een andere camera gebruikt die op een gidsster is gericht. Deze camera registreert de kleinste afwijkingen in de beweging van de montering en zendt een correctiesignaal naar de montering om blijvende volgfouten te voorkomen.

Naast specifieke oplossingen zijn er twee soorten guiders: PC-guiders en stand-alone-guiders. PC-guiders leiden het signaal van de volgster naar een PC en sturen het correctiesignaal van de PC naar de montering. Dit heeft verschillende voordelen: selectie en scherpstelling van de volgster zijn mogelijk op het live-beeld van de PC. Dit betekent dat altijd het optimale scherpstelpunt wordt geraakt. Bovendien biedt de PC-software vele parameters om de instellingen te optimaliseren. De benodigde tijd is echter gering, omdat het effect live op het scherm kan worden gevolgd. PC-guiders zijn meestal goedkoper in aanschaf omdat ze het zonder scherm kunnen stellen. De PC is echter een extra kostenfactor. Bovendien is er meer stroom nodig en zijn er extra kabels waarover men in het donker kan struikelen.

Netwerkonafhankelijkheid is het grote pluspunt van stand-alone-guiders. Helaas is de bediening veel moeilijker door het ontbreken van een PC-scherm. U moet eerst een paar nachten investeren om de onderdelen optimaal af te stellen. Zelfs ervaren sterrenkijkers kunnen hier vaak niet mee overweg. Deze toestellen worden zeer vaak retour gezonden en daarom raden wij deze oplossing niet aan.

Wie echter het geduld en het lef heeft om de optimale instellingen uit te proberen, beschikt in combinatie met een DSLR over een netwerkonafhankelijke oplossing en kan de draaglast op reis tot een minimum beperken. De MGEN met productnummer 46263 is een gevestigde waarde. Zeer compact en goedkoop, maar ook nogal ongevoelig, zijn de Synguiders van Skywatcher/Celestron met de productnummers 20119 en 21927. Eveneens goedkoop is de LVI2 Smartguider met productnummer 19061. LVI en Synguider hebben bijzonder hoge retourpercentages. De MGEN doet het iets beter. De Starlight Xpress Superstar Autoguider met productnummer 45609 wordt als zeer gevoelig beschouwd.

Over het algemeen zijn stand-alone-guiders een minderheid op de markt. Guiding met een PC is standaard. Dit is vooral het geval wanneer een gekoelde CCD wordt gebruikt en een computer sowieso nodig is. Het aanbod van guiding camera's is groot, veel planetaire webcams hebben parallel een guider poort. Er zijn goedkope modellen van ZWO, Touptek, Orion, QHYC en vele andere fabrikanten. De webcams zijn al verkrijgbaar voor minder dan 200 euro, betere modellen kosten iets meer. Als u de webcam hoofdzakelijk wilt gebruiken voor het tracken, moet u een zwart-wit-versie nemen: kleurencamera's zijn minder gevoelig. In ieder geval moet de camera een ST-4 aansluiting hebben. Er bestaat een geschikte kabel voor deze aansluiting met het artikelnummer 23248.

Wat software betreft, heeft de freeware PHD2 de overhand gekregen. De gratis download is beschikbaar op http://openphdguiding.org/. De software is in het Engels en zeer goed gedocumenteerd.

Een stabiele montering is de sleutel tot succesvolle deep-sky-fotografie. De stabiliteit hangt af van de grootte van de optiek. Let op: het door de fabrikant opgegeven laadvermogen heeft meestal betrekking op visueel gebruik. Het fotografisch laadvermogen ligt gewoonlijk 30% tot 50% lager dan de opgegeven waarden. Over het geheel genomen levert een klein, lichtgewicht systeem vaak betere resultaten op dan een gigantische optiek die bij elk zuchtje wind wiebelt.

De parallactische opstelling is belangrijk. Azimutale monteringen zijn vanwege de veldrotatie ongeschikt voor autoguiding. Daarom moet voor op vorken gemonteerde instrumenten een poolhoogtehouder worden gebruikt. Bovendien moet de montering een autoguider aansluiting hebben. De aansluiting lijkt op een telefoon- of netwerkstekker, en is gewoonlijk voorzien van de aanduiding "AutoGuider" of "ST-4". De autoguider aansluiting is standaard op bijna alle GoTo-toestellen vanaf ongeveer 700 euro.

Parallactische monteringen zonder GoTo kunnen vaak achteraf worden gemonteerd. Dit geldt voor de EQ-3-2/NEQ-3 en de EQ-5/NEQ-5 bij Skywatcher, de Exos-2 en EQ-500 bij Bresser en Omegon, alsmede de CG-4 bij Celestron en de Skyview bij Orion. De GoTo upgrade is de optimale oplossing, maar kost bijna evenveel als de montering. Voor Skywatcher is er een oplossing met eenvoudige motoren onder de productnummers 46067 en 46068. Een speciaal geval is de Star Adventurer reisbevestiging. Het heeft een autoguider poort, maar heeft alleen motoren op één as. Met een zeer nauwkeurige pooluitlijning en brandpuntsafstanden van minder dan 400 mm is dit voldoende voor een belichtingstijd van enkele minuten.

De PHD2 guidingsoftware werkt met subpixelnauwkeurigheid. Dit betekent dat een volgfout kan worden gecorrigeerd voordat deze op het beeld zichtbaar wordt. Traditioneel moet de brandpuntsafstand van de volgoptiek ten minste de helft zijn van de brandpuntsafstand van de hoofdtelescoop. Deze waarde is de laatste jaren echter gedaald. De reden ligt in de steeds fijnere pixels van de trackingcamera's. Bij de huidige modellen met pixels tot 3 micrometer is zelfs 30% van de brandpuntsafstand van de hoofdbuis voldoende.

Guiding-telescopen zijn de afgelopen jaren kleiner geworden dankzij de steeds kleinere pixels. Intussen zijn er systemen voor de geleiding van telescopen met een opening van 50 tot 60 mm en een brandpuntsafstand van minder dan 300 mm. Voor snelle refractoren en Newtons met een brandpuntsafstand tot 1.000 mm is de nauwkeurigheid voldoende.

Deze eenvoudige volgkijkers hebben een kleine focusweg. Aangezien de autoguider-camera's allemaal een verschillende flens hebben, kan het nodig zijn om een huls te monteren. Geschikt is de huls met artikelnummer 33231.

Afhankelijk van de camera kunnen tot 2 hulzen nodig zijn. Als u het gedoe met de hulzen wilt vermijden, kunt u een aangepaste set kopen.

De goedkope volgkijkers zijn eenvoudige FH-optiek met een grote kleurafwijking. Om scherpe sterren te krijgen, moet op zijn minst een IR-filter worden gebruikt. Het semi-apo-filter van Baader is ideaal, omdat het ook blauwe fringing elimineert.

Volgkijkers zijn een zeer goede oplossing voor refractoren. Bij reflectortelescopen is het gebruik ervan problematisch, omdat de zwevende hoofdspiegel tijdens langere belichtingstijden kan verschuiven ten opzichte van de volgkijker. Voor de spiegel geldt: hoek van inval = hoek van reflectie. Een afwijking in de lichtinval is dus altijd dubbel merkbaar. Bij de Newton is dit geen probleem met een belichtingstijd van een paar minuten, maar bij de Schmidt-Cassegrain en Maksutov is de positie van cruciaal belang. Het licht wordt driemaal door de tubus gestuurd, waardoor de fouten in de uitlijning toenemen. Correctieplaat, hoofdspiegel en secundaire spiegel zijn optisch werkzaam en kunnen tegelijkertijd scheefstand veroorzaken. Met de Edge-HD van Celestron is de hoofdspiegel gefixeerd en is het mogelijk om minstens enkele minuten met een volgkijker te werken. De fabrikant biedt een oplossing met artikelnummer 21901. Maar bij de klassieke SC en Maksutov is het gebruik van een volgkijker niet mogelijk. Hier moet je werken met een off-axis-guider.

Bij het off-axis systeem wordt de hoofdoptiek ook gebruikt als volgkijkeroptiek. Dit is mogelijk door een klein deel van het licht te weerkaatsen met een klein prisma. Het prisma is beweegbaar, maar het is vaak erg moeilijk om een voldoende heldere gidsster te vinden. Daarom moet een zo gevoelig mogelijke richtcamera worden gebruikt. De Lodestar van Starlight met het productnummer 44835 heeft een goede reputatie, en de Orion StarShoot Mono met het productnummer 46361 is ook zeer populair. Met de Maksutov en de SC is er een grote backfocus naar achteren.

De brandpuntspositie van de guiding camera en de objectcamera moeten op elkaar worden afgestemd. Aangezien de camerafabrikanten verschillende brandpuntsafstanden voor de flens gebruiken, moeten hier extra hulzen worden gebruikt. Telkens wanneer het optische pad van de objectcamera wordt verlengd, beweegt het brandpunt van de guiding camera verder naar buiten. Er zitten drie hulzen in de set.