Astronomie: Nano Tracker

Nachführung mit dem NanoTracker

Reise-Nachführungen (Star Tracker)

Für die Nachführung habe ich mir 2012 einen NanoTracker angeschafft, um auch bei weiten Flugreisen (Südafrika) eine mobile Nachführungsmöglichkeit für meine Astro-Aufnahmen mit dem Fotoapparat (Sony NEX-5R) bzw. meiner neu erstanderen DSLR Canon EOS 600D zu haben.

Mein ganzes Anwendungs-Szenario habe ich beschieben in “Astrofotografie mit leichtem Gepäck“.

Alternativen zur Nachführung mit NanoTracker wären:

  • Vixen Polarie  (teuerer 0,64 kg, Periodic Error 35″)
  • Skywatcher Star Adventurer  (schwerer: 1,2 kg)
  • Skywatcher Star Adventurer Mini (warum nicht? neu, klein und leichter: 0,65 kg, Periodic Error 50″)
  • iOptron Skytracker (alt, schwer 1,2 kg, Periodic Error 100″)
  • Astrotrac (klobig, schwer  1kg)

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NanoTracker Data Sheet

  • Der NanoTracker: Gewicht 384 g, Traglast 2 kg
  • Die Akku-Einheit (mit Akkus): 163 g
  • Hersteller: Sightron Japan Inc.
  • Preis: Euro 289,..
  • Anschlüsse: Stativ 1/4 Zoll, Kamera 1/4 Zoll (ggf. Reduzierstück 1/4 auf 3/8 Zoll verwenden)
  • Stromversorgung: Separates Kästchen mit 3 AA-Akkus
  • Bedienung: Schalter An/Aus, Nord/Süd, Nachführgeschwindigkeit
  • Antrieb:
    • Schrittmotor mit Schnecke
    • Schnecke treibt Zahnrad auf R.A. Achse in Kugellagern
    • Das Zahnrad hat 50 Zähne was eine Schneckenperiode von 28,72 Minuten bedeutet

Die Schneckenperiode von 28,72 Minuten ergibt sich wie folgt:

  • Länge eines Sterntages in Sekunden:   86164,091
  • Länge eines Sterntags in Minuten:       1436,06818
  • Dividiert durch 50 (Anzahl Zähne):     28,7213637 Minuten

Siehe dazu auch die Web-Seite von Lorenzo Comolli: www.astrosurf.com/comolli/strum56.htm

Besonderheiten

Den elektrischen Strom bekommt der NanoTracker über ein separates Kästchen mit 3 AA-Akkus.
Das finde ich sehr praktisch von der Handhabung und ausserdem vermindert das die Traglast auf dem Stativ.

Maximale Belichtungszeit ohne Nachführung

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 Nachführung mit Getriebspiel und Periodic Error

Das Getriebespiel (Backlash) kann man vermeiden, wenn man den NanoTracker fünf Minuten vor eine Aufnahme “vorlaufen” lässt. Dann sollte der Backlash “vorbei” sein.
Was dann bleibt, ist der Schneckenfehler (Periodic Error).

Der Periodic Error (PE) könnte mit PEMPRO V2.8  gemessen werden.

Beispiel:

  • Meine Canon EOS 600D hat eine Pixel Size von 4,3μ
  • Bei einer Brennweite von 135mm ergibt das eine Pixel Scale von 6,56 arcsec / Pixel   (Formel)
  • Bei einem PE von angenommen 100 arcsec wären das 100 arcsec / 28,7 Minuten = 3,5 arcsec / Minute
  • Man könnte also im SDchnitt 2 Minuten belichten ohne dass der PE sichtbar würde

Gestiegene Anforderungen an die Genauigkeit bei der Nachführung

Bisher hatte ich mit meiner Sony NEX-5R maximal 30 Sekunden belichtet und dabei Objektive von 16mm (Zenitar – z.B. Perseiden), 24mm (Vivitar – z.B. Nordlicht) und 50mm (Olympus – z.B. Magellansche Wolke) benutzt. Da war die Nachführgenauigkeit des NanoTracker überhaupt kein Problem.

Aber die Anforderungen an die Genauigkeit sind bei mir durch zwei Entwicklungen gestiegen:

  1. Ich habe ein Objektiv mit wesentlich längerer Brennweite bekommen: Takumar 135mm f/3.5 (neu: Olympus E.Zuiko 135mm f/3.5).
  2. Ich habe auch herausgefunden, wie ich mit meiner Sony NEX-5R länger als 30sec belichten kann. 30sec maximal macht die Sony per Programm mit Smart Remote, Langzeitbelichtung geht dann mit Bulb und einem Infrarot-Fernauslöser

Wie genau ist meine Nachführung?

Für eine sehr geneue Pol-Ausrichtung sorge ich mit meinem QHY PoleMaster. Dann sollten weitere Fehler auf den NanoTracker selbst und da im Wesentlichen auf den PE (Periodic Error) oder auch Schneckenfehler zurückzuführen sein. Aber wie kann ich ganz einfach mal die Genauigkeit der Nachführung (quasi end-to-end) messen?

Meine ganz simple Idee ist, einfach eine Serie von Aufnahmen von ein und demselben Objekt mit eingeschalteter Nachführung zu machen (z.B. 15 sec Belichtung, 15 sec Pause und das 30 Minuten lang – weil die Scheckenperiode 28,72 Minuten sein soll). Diese Aufnahmeserie könnte ich z.B. Plate Solven und die Ergebnisse dann in Excel darstellen….

In CloudyNights  https://www.cloudynights.com/topic/210905-how-to-measure-periodic-error/ finde ich dazu einen ähnlichen Rat:

  • Posts: 678
  • Joined: 07 Feb 2006

Posted 16 March 2009 – 10:27 AM

Hi all,

I used my Atlas EQ-G with the Orion 102ED f/7 scope this weekend to shoot my first set of astro pictures (will post some results here at a later time). However, since I don’t have an Auto-guider setup and I heard a lot of good things about the Atlas I figured I’ll see how long the mount can track accurately and was a little surprised to only get relatively short exposures. At 60s I had to throw out almost half of the exposures due to some star trailing (in RA direction), 30s exposures consistently looked good, except for a few. I also took some 120s exposures and also had to throw out at least half. Not quite what I had in mind. Did I expect too much here?

Anyhow, I drift aligned the mount to the best of my abilities actually using the DSLR since I also don’t have a cross hair eye piece, yet. I used the technique where you expose for 5s to mark the star and then move the mount forward in RA for about 60s at twice the siderial rate and then essentially stop the tracking for another 60 seconds, all while the shutter is open. The result is a V shaped line in the image if there is any misalignment. Worked like a charm and I might actually perform the alignment this way in the future instead of using the eye piece. I adjusted the mount as needed and got no more drift in the image for up to 3 minutes.

So, to make a long story short, the only reason for the star trails that I can think of now is RA tracking errors in the mount. I’d like to actually “see” the periodic error, etc. somehow in an image but can’t quite figure out how I would go about doing that. Do you guys have any suggestions?

Thx in advance,
/ThJ

Posted 16 March 2009 – 11:14 AM

The short answer:
Take a series of short exposure images (may need a brightish star) that totals longer than the period of the worm (typ 10min).
Use a stacking program that measures and records (to a file) the x,y coordinates of the star (the program should find the star’s centroid). AIP4WIN does this.
Import the recorded coordinates into Excel (or another spreadsheet program) and plot the x and y values vs exposure number. The PE will easily be seen in the plot.
Some calculation using the scopes focal length and the pixel sizes will give you PE in Arcsec.
If you align the camera so that RA is along the pixel rows (x-coordinate) then there should be no movement in the y direction if your polar alignment is perfect. Any change in the y is polar misalignment.
I have a spreedsheet at home from my Super Polaris mount. Let me know if you need more help on this part.

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