Foto Aldo Danti

Astrofotografia

Primi passi con la HEQ5 Cosa utilizzo Immagini

Stazionamento, allineamento e utilizzo della montatura equatoriale for dummies

La prima volta che ho messo le mani su una montatura equatoriale non mi era proprio tutto chiarissimo. Di seguito alcune semplici cose che ho imparato grazie alla rete (in particolare sul forum di astronomia.com) e a mie spese.
Non vuole essere una guida completa ma solo dare indicazioni su alcuni punti che all'inizio possono essere poco chiari. Faccio riferimento alla mia montatura dotata di GoTo (Skywatcher HEQ5 Synscan), ma vale sostanzialmente per tutte le equatoriali. Si da per scontato che almeno si distinguano le diverse parti della montatura.

Operazioni iniziali

La "home position" e la livella

La posizione iniziale della montatura (home position o park position) è quella da cui si inizia ad utilizzare la montatura. È la classica posizione con cui si vedono raffigurate le montature equatoriali, barra dei contrappesi puntata verso il basso e telescopio puntato in alto con l'asse parallelo all'asse AR. Anche qui, dalla fabbrica arriva più o meno orientata, utilizzando lo 0 dei cerchi graduati.
Qui Tutorial home position è spiegato bene come ottenere una home position precisa. Per segnare i riferimenti io applico delle etichette adesive, evitando di segnare direttamente la montatura.

Allineamento del reticolo del cannocchiale polare all'asse della montatura

A destra l'immagine del nuovo reticolo delle montature Skywatcher. Semplificando molto, in fase di allineamento, posizionando la stella polare ad una certa ora sull'"orologio" il centro del reticolo punterà esattamente il Polo Nord celeste e la polare nel corso del suo movimento seguirà fedelmente il cerchio su cui è posizionata (ovviamente al netto delle tolleranze e imperfezioni meccaniche).
Il reticolo (ovvero il cannocchiale polare) necessita di essere allineato con l'asse polare della montatura, altrimenti il posizionamento della Polare non sarà accurato. Se si è fortunati il cannocchiale arriva già in asse dalla fabbrica; la verifica e la procedura di allineamento (operazione abbastanza semplice, da svolgere solo una volta) sono spiegate bene a questo link, allineamento polare preciso , basta seguire le istruzioni del punto 1. Siate delicati con le piccole viti di regolazione. Non andate oltre il punto 1 e lasciate perdere il posizionamento con i cerchi graduati. Già che ci siete marcate sulla montatura (o meglio, applicate delle etichette adesive e segnate su quelle) la posizione dell'asse AR in cui la diagonale 0-6 del reticolo (oppure l'altra, vedi più avanti) è perfettamente verticale (utilizzando il solito traliccio o lo spigolo della casa).

Posizionamento della Polare e orientamento del reticolo del cannocchiale polare

Per posizionare la Polare, con la montatura in home position ruotate l'asse DEC per scoprire il cannocchiale polare. Sapete che dovreste avere le ore 12 (0) in alto e le ore 6 in basso. Guardate e ... Orrore! L'orologio è ruotato, le ore sono tutte spostate!
È normale che le montature arrivino con il reticolo orientato alla pene di segugio. Il cannocchiale polare viene avvitato sulla montatura e quando arriva la fine del filetto e va in battuta, li si ferma e l'orientamento è quello che è (casuale). Quindi è raro che con la montatura in Home position l'orientamento del reticolo sia corretto, 0 in alto e 6 in basso.
Il mancato orientamento del reticolo in posizione Home non è un problema. Il mio per esempio è ruotato di quasi 180°, con le ore 6 in alto. Seguendo il manuale devo "ruotare l'asse di AR della montatura per mettere l'ora ZERO del reticolo nella posizione più alta del campo visivo del cannocchiale polare", quindi nel mio caso, girare di 180° e allineare con i contrappesi che guardano il cielo e il telescopio che ciondola verso terra. Poi rimettere in posizione corretta.
Assolutamente sconsigliato tentare di smontare il cannocchiale polare o peggio il vetrino e ruotare il reticolo per modificare l'orientamento. Dentro è ingrassato e si corre il rischio di sporcare tutto e fare un casino per niente. Mi ha fatto ridere il commento di un utente di un forum in risposta a quanti (tanti) si ostinavano a voler smontare e mettere mano per avere a tutti i costi le ore 12-6 esattamente allineate all'asse della montatura:
"Do you guys also drive your cars around endlessly, parking and reparking in a futile attempt to end up with all 4 wheel logos sitting level and right-side up???"
Inoltre: non è indispensabile utilizzare proprio l'asse 0-6. Stiamo parlando di un cerchio orario, possiamo fare finta che i numeri non ci siano (come in certi orologi), immaginare le 0 e le 6 in alto e in basso su uno qualsiasi dei due diametri messi in verticale e posizionare di conseguenza. Nel mio caso lo adopero rovesciato, con le 6 in alto: casualmente è quasi la home position e devo ruotare l'asse AR di pochissimo invece che di 180°.

I cerchi graduati

La faccio molto semplice: sulle montature di questo livello, dotate di GoTo, i cerchi graduati sono puramente decorativi. Meccanicamente lasciano molto a desiderare e non sono posizionati in maniera precisa. Non diventate pazzi con longitudine, gradi, data, il 10 ottobre ecc. ecc. Non servono. Diverso è se non avete il GoTo e dovete puntare manualmente con le coordinate.

Stazionamento e allineamento

Cosa farete? Osservazione visuale o fotografia?
Nel primo caso bastano stazionamento e allineamento approssimativo (nel senso di non perfetti, ammesso che sia possibile ottenere la perfezione con questi strumenti), nel secondo devono esere fatti con la maggior precisione possibile (allineamento polare assistito).
Ho trovato che i due termini spesso sono utilizzati come sinonimi, visto che durante lo stazionamento si allinea la montatura alla Polare. Inoltre esistono procedure di "allineamento polare" assistite da software che comportano una modifica dello stazionamento agendo sulle viti della montatura.

Stazionamento con cannocchiale polare

Lo stazionamento è l'orientamento FISICO della montatura verso il Polo Nord Celeste con l'asse polare (asse AR), cioe quello attorno al quale il telescopio ruota per mantenere l'oggetto osservato al centro del campo visivo, compensando la rotazione terrestre. Viene fatto agendo FISICAMENTE sulle viti di altezza e azimuth.
Per estensione si intendono con stazionamento anche tutte le operazioni dedicate ad avere tutto il setup pronto all'utilizzo.
Quindi:

- posizionamento del treppiede con la gamba N verso il Nord terrestre. Se osservate sempre dalla stessa posizione, conviene segnare a terra la posizione delle tre gambe.
- livellamento della montatura, che deve essere in bolla ma senza impazzire. Inutile dire che le livelle incorporate nella montatura non hanno una grandissima precisione.
- impostazione della latitudine, utilizzando le viti per la regolazione in altezza e il cerchio graduato con i gradi, impostando i gradi di latitudine a cui ci si trova. Anche qui, la precisione del cerchio graduato è approssimativa, io sono a 46° e inquadro la polare con l'indicatore a circa 50°... Serve solo come approsimazione iniziale per facilitare l'inquadramento della Polare.
- montaggio del tubo, degli accessori, del contrappeso, sbloccaggio degli assi e bilanciamento del tutto. Credo che non serva un tutorial per capire se la montatura è bilanciata o meno.
- puntamento della Polare utilizzando il cannocchiale polare, mettendola alla giusta posizione sul cerchio graduato, utilizzando le manopole (o viti) FISICHE (altezza e azimuth) presenti sulla montatura. Se avete il cannocchiale polare illuminato dovete accendere la montatura. Per sapere a che ora posizionare la Polare potete utilizzare Synscan dopo aver inserito i dati richiesti (coordinate, data, ora, ecc.) oppure una delle tante app che ci sono. Personalmente trovo più pratica l'app che ottiene subito tutti i dati da gps.
- spegnimento della montatura (se l'avete accesa) e riposizionamento della stessa in posizione home.

A questo punto la montatura è stazionata. Potreste anche andare a mangiare e tornare dopo un'ora, se avete fatto le cose per bene la Polare avrà camminato per un po' in senso antiorario lungo il cerchio.
Se non è cosi... avete sbagliato stella. Trovare la Polare non è difficile se si hanno riferimenti, ma non è cosi difficile neanche sbagliarla. A me è successo, fidandomi del cerchio di latitudine impreciso e puntando esattamente a 46°.

Lo stazionamento con il solo cannocchiale polare, se fatto bene, è più che sufficiente per un uso della montatura in visuale e si può passare direttamente all'allineamento a 1/2/3 stelle.
Se l'uso è fotografico è invece necessario anche un allineamento polare preciso.

Stazionamento con allineamento polare

È un raffinamento dello stazionamento della montatura assistito da software, molto consigliato per uso fotografico. In pratica il software assiste la correzione degli errori mentre si interviene manualmente sulle viti di elevazione e azimuth.
La funzione di allineamento polare di Synscan consiste in una iterazione di:
- allineamento a 2/3 stelle (vedi sotto)
- allineamento polare con regolazione delle viti di altezza e azimuth
- nuovo allineamento a 2/3 stelle e calcolo dell'errore di allineamento
- nuovo allineamento polare con regolazione delle viti di altezza e azimuth ecc. ecc.
Qui, allineamento polare con Synscan, la procedura è descritta bene.
Con altri software la procedura è più semplice ma in genere prevede l'utilizzo di una camera astronomica.

Allineamento a 1/2/3 stelle

Una volta stazionato correttamente (con o senza allineamento polare), accesa la montatura e inseriti i dati richiesti occorre fare l'allineamento alle stelle con Synscan. In pratica il software deve orientare la sua mappa rispetto alla posizione in cui è stazionata la montatura. Alcune cose a cui fare attenzione:

- sembra una cosa stupida ma ci sono cascato diverse volte: la data viene richiesta in formato MM/DD/YYYY, quindi MESE GIORNO e ANNO. A gennaio ho inserito sovrappensiero la data nel formato che generalmente utilizziamo (08/01/2021, giorno mese e anno) e naturalmente andava a cercare le stelle nelle posizioni che avrebbero avuto il primo agosto...
- durante l'allineamento il software richiede di centrare la stella scelta nell'oculare tramite hand controller (il tastierino), quindi con il movimento motorizzato della montatura. Se vi sembra che premendo i tasti di direzione non succeda niente, provate a modificare il RATE, ovvero la velocita con cui i motori muovono gli assi. Più alto è il RATE, più veloce è il movimento.
- terminare il posizionamento con i tasti alto-destra (per motivi "meccanici", in questo modo gli ingranaggi sono in battuta nel verso corretto della rotazione)
- È Synscan che decide qual'è lelenco delle stelle che possono essere usate per l'allineamento, utilizzando un filtro. Se avete una visibilità limitata il filtro può essere disabilitato (vedi §7.2 del manuale).

Camera astronomica e software di acquisizione: la comodità del plate solving

Tutto quanto sopra diventa un ricordo una volta che avete a disposizione un setup fotografico con camera astronomica e un software di aqcuisizione che controlla camera e montatura. Praticamente ogni software (una volta configurato) ha a disposizione funzionalità di plate solving: è l'analisi software di un'immagine che contiene un campo stellare, che mediante il confronto con librerie di riferimento (sostanzialmente altre immagini) consente di riconoscere la porzione di cielo inquadrata dallo scatto. A questo punto le operazioni sono semplici: si posiziona la montatura in direzione del Nord e si fa partire la routine di allineamento polare che utilizza il plate solving, anche questa ormai sempre presente.
Con l'aiuto della routine si corregge lo stazionamento: al termine delle operazioni non è nemmeno necessario l'allineamento a n stelle. Oltre ad essere già orientati, il successivo puntamento utilizzerà anch'esso le funzionalità di plate solving, centrando correttamente l'oggetto richiesto.

Che margine di errore è accettabile nello stazionamento?

In visuale la tolleranza è molto ampia. In realtà la domanda ha senso solo in ambito astrofotografico e dipende da una serie di parametri tra cui la lunghezza focale dell'ottica che si utilizza, le dimensioni dei pixel del sensore, il tempo di esposizione ecc. ecc.
Qui c'è un tool che calcola il massimo errore consentito nell'allineamento polare in funzione dei vari paramentri, per evitare stelle strisciate.
Ma se si vuole fare astrofotografia prima o poi si arriva a utilizzare l'autoguida, che provvede a mitigare gli errori dovuti all'allineamento imperfetto.