Astronomie: Polar Alignment with AlignMaster

Gehört zu: Einordung “Polar Alignment

Polar Alignment mit der Software “AlignMaster”

Autor: Matthias Gazarolli

Download: http://www.alignmaster.de  https://matthias-garzarolli.software.informer.com/

Die Software AlignMaster ist nur für Windows-Computer verfügbar.

AlignMaster ist eine Windows-Software, die mit Hilfe eines 2-Star-Alignments die Polausrichtung (Polar Alignment) für ASCOM-Montierungen und LX200-kompatible unterstützt.

YouTube AstronomyShed: https://youtu.be/dNRFm3LtCrE

Astronomie: Polar Alignment with SharpCap

Gehört zu: Polar Alignment, SharpCap

Polar Alignment with SharpCap

Polar Alignment is a new feature in SharpCap 2.9. The idea was inspired by the PhotoPolarAlign application created by Themos Tsikas. Themos has been kind enough to help with testing and suggestions during the development of the polar alignment feature in SharpCap.

Ich verwende jetzt (Dezember 2019) die Version SharpCap 3.2 Pro. Diese ist kostenpflichtig mit Eur 12,– pro Jahr.

Link: http://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/polar-alignment

Was benötigt man für Polar Alignment mit SharpCap?

  • kostenpflichtige Version SharpCap Pro
  • Äquatoriale Montierung (Goto nicht notwendig)  –> Ich habe die HEQ5 Pro und die Star Adventurer Mini
  • Grobes Polar Alignment der Montierung auf plus-minus 5 Grad
  • Teleskop in “Home”-Position d.h. Gegengewicht nach unten, Teleskop nach oben, Deklination 90 Grad
  • Optik mit Brennweite f=200mm –> nehme da mein Guiding-Rohr GuideScope50
  • A field of view (FoV) in the camera of between 1 degree and about 5 degrees  –> meine GPCAM hat ein FoV von 1,54 x 1,16 Grad
  • Able to see about 10-15 stars in the field of view
  • To already be aligned within 5 degrees of the pole
  • SharpCap mit eingerichtetem PlateSolving

In welchen Schritten läuft das Polar Alignment mit SharpCap ab?

Schritt 0: Montierung aufstellen

Die Montierung sollte schön waagerecht aufgestellt sein, dann würde nämlich die Azimut-Schraube wirklich nur das Azimut bewegen und nicht auch noch so nebenbei die Polhöhe…
Eine grobe Ausrichtung (5 Grad genau) auf den Himmelspol sollte ebenfalls schon gemacht sein.

Das für die Polausrichtung verwendete kleine Teleskop (z.B. das Guiding-Rohr) muss nicht genau parallel zum Hauptrohr ausgerichtet sein. SharpCap verwendet ja die tatsächliche Rotationsachse der Montierung.

Schritt 1: SharpCap einrichten

Da das Ganze ja ein funktionierendes Plate Solving voraussetzt, müssen wir dafür die richtigen Einstellungen überprüfen:

  • In der SharpCap-Menüleiste auf: “File –> SharpCap Settings” gehen.
  • Dort auf den Reiter “Plate Solving”
  • Dort unter “Options” die “Star Detection Noise Threshold” auf 10 oder kleiner einstellen.

Schritt 2: SharpCap-Menüleuste: Tools -> Polar Align

SharpCap_PolarAlign00

Schritt 3: Introduction und erstes Bild aufnehmen

Wenn ich im SharpCap-Menü auf “Tools -> Polar Align” gehe, bekomme ich eine Erklärung (Introduction) .

Bildbeschreibung: SharpCap Polar Alignment: Introduction

SharpCap21

Nachdem ich das alles gelesen habe klicke ich auf die Schaltfläche “Weiter” (Next).

Schritt 4: Erstes Bild aufnehmen

Nachdem wir bei der “Introduction” auf “Next” geklickt haben startet die erste Aufnahme und das Plate Solving.

SharpCap23

Hier im “Step1 – Capture First Image” haben wir noch die Möglichkeit, einige Parameter für das Plate Solving einzustellen. Beispielsweise Minumum und Maximum Star Width.

Dieser Schritt ist erfolgreich zu Ende, wenn unter Status das Wort “Working” in “Solved” umspringt. Dann klicken wir auf die Schaltfläche “Next”.

Schritt 5: Stundenachse drehen und zweites Bild aufnehmen

Nachdem im vorigen Schritt das erste Bild erfolgreich aufgenommen und “gesolved” wurde hatten wir dort auf die Schaltfläche “Next” geklickt und SharpCap möcht nun ein zweites Bild aufnehmen.
Aber vorher soll man die Montierung um ca. 90 Grad um die Stundenachse drehen.
SharpCap macht dann die zweite Aufnahme und davon wiederum ein Plate Solving.

SharpCap24

Aus dem ersten und dem zweiten Foto errechnet SharpCap die Position der Drehachse der Montierung und damit wissen wir, wie weit wir noch weg sind vom Himmelspol (” Alignment-Fehler”). Danach klicken wir auf die Schaltfläche “Next”.

Schritt 6: Pol-Ausrichtung durch Drehen an den Azimut- und Polhöhen-Schrauben

Jetzt müssen wir die Montierung durch Drehen an den “Schräubchen” für Azimut und Polhöhe (Altitude) so einstellen, dass die Drehachse der Montierung (die Stundenachse) parallel zu Erdachse ausgerichtet ist.
Dabei hilft SharpCap mit einer Darstellung auf dem Bildschirm wo ein Stern mit einem gelben Pfeil gezeigt wird, der durch das Drehen an den “Schräubchen” der Montierung in das Zielkästchen auf dem Bildschirm gebracht werden muss.

SharpCap macht dabei laufend Aufnahmen und berechnet durch Plate Solving die noch bestehende Abweichung vom Himmelspol. ggf. müssen wir uns in mehreren Schritten der gewünschten Genauigkeit annähern.

Man kann das also nicht “remote” machen, sondern muss physisch an der Montierung stehen und einen guten Blick auf den Computer-Bildschirm haben…

Das schöne ist, dass die Genauigkeit der Polausrichtung (Abweichung vom Himmelspol) exakt ausgeworfen wird; im Beispiel unten schließlich 2 Bogenminuten und 40 Bogensekunden, was mir dann bei meiner HEQ5 Pro reichte.

SharpCap25

SharpCap26

 

Polar Alignment meiner mobilen Montierungen mit SharpCap Pro

Polar Alignment mit der Montierung Star Adventurer Pro

Bei meiner kleinen Tracker-Montierung für Reise- und Wide-Field-Aufnahmen kann ich zum Polar Alignment die verschiedenen Methoden wählen:

  • Eingebautes Polfernrrohr
  • QHY PoleMaster
  • SharpCap Pro mit Guiding-Rohr

Da ich meinen QHY PoleMaster jetzt verkauft habe, muss ich nun auch für den Star Adventurer Mini (SAM) SharpCap zum Polar Alignment verwenden.
Dazu montiere ich mein GuideScope50 auf die Deklinationseinheit des Star Adventurer, wozu ich mir einen Sucherschuh mit flacher Auflage und Innengewinde für 1/4 Zoll Fotoschrauben gekauft habe.
Das Foto zeigt den ganzen Aufbau:

DK_20200117_111631

Polar Alignment mit der Montierung HEQ5 Pro

Auch für meine “große” mobile Montierung HEQ5 Pro muss ich immer schön Einnorden.

Dafür gibts die üblichen Methoden:

  • Eingebautes Polfernrohr
  • QHY PoleMaster
  • SharpCap

Beim eingebauten Polfernrohr kann es schnell unbequem werden….

PolarScope_20170223_1 Kopie.jpg

Bild 1: Der Kniefall: So bequem schaut man durch das beleuchtete Polfernrohr

Den QHY PoleMaster habe ich im Januar 2020 verkauft.

In Zukunft will ich dann immer SharpCap einsetzen, wenn es genauer sein soll.

Dazu montiere ich mein GuideScope mit Guiding-Kamera ganz normal Huckepack oben auf das Teleskop Orion ED80/600.
Der Aufbau sieht dann so aus:

xyz

Das Polar Alignment mit ShapCap pro läuft dann wie oben beschrieben.

Astronomie: Montierungen

Gehört zu: Astronomie

Astronomische Montierungen

Ein astronomisches Teleskop gehört auf eine gute astronomische Montierung (Stativ). So eine Monierung muss in erster Linie sehr stabil sein, damit das Teleskop nicht wakelt.

Fotostative sind nur für ganz einfache (sprich: leichte) Teleskope geeignet.

Oben auf das (hoffentlich feste) Stativ kommt ein Stativkopf, der in zwei Achsen beweglich ist.

  • Bei einer azimutalen Montierung sind die Achsen in Höhe und Azimut (Alt/Az) beweglich.
  • Bei einer parallaktischen Montierung wird eine Achse paralell zur Erdachse ausgerichtet. Damit ist für die Nachführung nur noch eine Bewegung in dieser einen Achse erforderlich.

Ein weiterer Unterschied bei Montierungen ist die Frage, ob die Achsen mit der Hand bewegt werden müssen oder über Motoren….

Bei motorischen Montierungen ist heutzugage fast immer eine Goto-Funktion dabei.

Ich habe verschiedene Artikel über astronomische Montierungen geschrieben:

Astronomie: Montierungen mit FS-2 Steuerung

Gehört zu: Montierungen
Siehe auch: Teleskop-Steuerung

Computersteuerung mit FS-2

Montierungen mit FS-2 Steuerung

Auf der Astro-Farm Kiripotib in Namibia habe ich eine Reihe von Montierungen kennengelernt, die mit Hilfe einer sog. FS-2 (Steuer-Box und Handbox) gesteuert werden.

Montierungen mit FS-2 Steuerung

  • Vixen New Atlux
  • Vixen GP-D2
  • Vixen GP-DX
  • Fornax 51
  • Alt 6 ADN
  • Knopf MK 100K

Link zu FS-2: http://www.astro-electronic.de/fs2.htm

Verbindung der FS-2 zum Windows-Computer

Die FS-2 wird in jedem Falle über ein serielles Kabel mit dem Computer verbunden. An der Seite der FS-2-Steuerbox befindet sich einen serieller Anschluss (RS232-Stecker).

Ein serielles Verbindungskabel, das an beiden Enden eine 9-polige Sub-D-Buchse hat, liegt bei.

Computerseitig wird dann ein Seriell-USB-Adapter benötigt (also mit einem 9-poligen Sub-D-Stecker).

Welcher Adapter ist da zu empfehlen?

Bei mit hat funktioniert der Seriell-USB-Adapter, den ich auch schon für meine HEQ5 Pro-Montierung verwende; siehe dort.
Dieses Teil konnte ich bei Teleskop-Express beziehen: LogiLink Konverter – Adapter USB auf RS232 seriell (Artikel-Nr. CE821035) Chipsatz: PL2303TA.

Die FS-2-Steuerung versteht eine Subset von Meade LX200-Komandos, deshalb wird als ASCOM-Treiber ein LX200-kompatibler ASCOM-Treiber empfohlen.

Aufgrund eines Diskussionsbeitrags auf astronomie.de

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/1208842/ASCOM_Advanced_LX200_Treiber

bin ich auf folgenden “erweiterten” LX200-ASCOM-Treiber gestossen:

https://pixelstelescopes.wordpress.com/advanced-lx200

Hat jemand Erfahrungen mit diesem oder einem anderen ASCOM-Treiber? Welchen ASCOM-Treiber sollte man mit der FS-2 benutzen?

Beispiel: Verbindung Computer-FS2-Steuerbox

Bildbeschreibung: Links der Windows-Computer mit einer USB-Buchse, daran eine ganz kurze USB-Verlängerung, dann der USB-Seriell-Adapter von LogiLink, dann das serielle Kabel “straight through” d.h. 1-zu-1 durchgeschaltet, dies Kabel eingestöpstelt in die RS232-Buchse der FS2.
Die Handbox ist ebenfalls mit der FS2-Steuerbox verbunden (per schwarzem Kabel). Die ST4-Buchse an der FS2-Steuerbox ist noch unbenutzt.

20190828_102757_FS2

Software zur Teleskop-Steuerung unter Windows

Steuerung mit der Software Stellarium

In Stellarium soll man die Erweiterung “Teleskopsteuerung” konfigurieren als “direkt über eine seriellen Anschluss”

Steuerung mit der Software Cartes du Ciel

Bei Cartes du Ciel ist eine Verbindung über ASCOM erforderlich.
Allerdings ist der o.g. “Advanced LX200 Treiber” unter meinem 64-Bit-Windows nicht funktionsfähig.
Als Umgehungslösung benutzen wird zuerst den ASCOM-Treiber “POTH” und bei den Einstellungen von POTH stellen wir als Teleskop den “Advanved LX200” ein.

Wer hat das schon einmal praktisch ausprobiert? Welche ASCOM-Treiber für 32 Bit, welcher für 64 Bit-Windows funktioniert wirklich?

Astronomie: Einnorden – Polar Alignment mit dem Polfernrohr

Gehört zu: Montierung

Zur Erzielung einer guten Nachführung für die Astrofotografie muss die Montierung genau eingenordet werden.

Polar Alignment mit einem Polfernrohr  (SmartEQ Pro, SkyTracker,…)

Voraussetzungen: Wo ist der Himmelspol?

Voraussetzung: bei Nacht und freier Sicht auf den Polarstern bzw. Sigma Octantis

Das Polfernrohr muss grob auf den Himmelspol ausgerichtet sein, sodaß  Polaris (im Norden) bzw. Sigma Octantis (im Süden) im Gesichtsfeld des Polfernrohrs (FoV = 6 °) stehen.

Wie man Polaris (am nördlichen Himmel) findet, ist sehr bekannt und einfach: die hinteren beiden Sterne des “Großen Wagen” (Alpha und Beta UMa 2,0 mag und 2,3 mag) 5 mal nach oben verlängern und schon hat man Polaris (Alpha UMi 1,95 mag) gefunden. Alle diese Sterne sind recht hell, sodass man sie problemlos mit bloßem Auge finden kann.

Sigma Octantis (und das “Trapez”) am Südlichen Sternhimmel ist nicht so leicht zu finden, da es sich um relativ schwache Sterne handelt (Sigma Oct 5,45 mag). Hierzu habe ich einen separaten Artikel geschrieben.

Makierungen im Polfernrohr

Die SmartEQ Pro hat ähnlich wie ich es von dem “iOptron SkyTracker” her kenne, ein beleuchtetes Polfernrohr mit konzentrischen Kreisen, die als Zifferblatt mit 12-Stundenteilung dargestellt sind (andere Fabrikate können leicht anders aussehen):

PolarScope.jpg

Blick durchs Polfernrohr bei iOptron

Der Himmelsnordpol soll in der Mitte sein. Dafür muss Polaris im aktuellen Abstand vom Pol auf den entsprechenden Kreis gesetzt werden und die Position auf dem Kreis (12 Stunden-Zifferblatt) muss der aktuellen Position von Polaris (Stundenwinkel oder so ähnlich – s.u.) entsprechen. Man muss also die aktuelle Position von Polaris zum Zeitpunkt des Einnordens kennen (s.u.).

Wenn man nun eine halbwegs bequeme Stellung für den lockeren Blick durch das Polfernrohr gefunden hat, kann man die Polausrichtung leicht durchführen. Das Okular meines Polfernrohrs hat bei normal ausgezogenem Stativ eine Höhe von 1,07 Meter über dem Boden. Wenn ich auf meinem “normalen” Klappstuhl für astronomische Beobachtungen sitze, habe ich eine Augenhöhe von 1,16 m über Boden. Ich müsste also einen Beobachtungsstuhl haben, dessen Sitzfläche 9 cm niedriger ist; d.h. statt 45 cm müssten es 36 cm sein. Vielleicht nehme ich da einen höhenverstellbaren Klavierschemel oder eine stabile Holzkiste, die eine Kantenlänge von 36 cm hat.

Bestimmung der aktuellen Polaris-Position

Für die Einstellung im Polfernrohr benötigt man die aktuelle Position von Polaris bezogen auf den Himmelsnordpol. Diese Position kann mit unterschiedlichen Mitteln bestimmt werden.

Polaris-Position per Kochab-Methode

Als “Kochab-Methode” habe ich von Astrohardy gelernt, schaut man einfach, welche Position Kochab (Beta UMi) in Bezug auf den Himmelpol einnimt. Polaris steht genau gegenüber von Kochab, bezogen auf den Himmelspol d.h. die Verbindungslinie Kochab-Polaris geht genau durch den Himmelspol. Im umkehrenden Polfernrohr muss Polaris also auf seinen 40′-Kreis gesetzt werden und zwar genau in Richtung (Zifferblatt) von Kochab, wie man ihn mit dem blossen Auge sieht.

kochab-03.jpg

Polar Alignment mit der Kochab-Methode

Auf diesem Bild ist die Position von Kochab  auf einem Zifferblatt in Bezug auf den Himmelspol etwa “5 Uhr”.

Polaris-Position in Stellarium

Auch das schöne Planetariumprogram Stellarium zeigt ja für jeden Ort und jede Zeit die Position von Polaris an – auch als Stundenwinkel und Deklination.

Beispiel: Ort:  53° 34′ N 9° 58′ E, Datum und Zeit:  26.02.2017 um 19:00 Uhr MEZ (UTC+1)

Wenn man jetzt Stellarium auf Polaris schwenkt und Polaris anklickt, zeigt Stellarium viele Daten von Polaris an:

kochab-02.jpg

Polar Alignment: Stellarium zeigt die Daten von Polaris an

Die Zeile mit “Stundenwinkel/DE” ist für uns interessant.
Die Deklination von Polaris soll also 89° 19′ 35.9″ sein; d.h. sein Abstand vom Himmelsnordpol ist:  r = 40′ 24.1″
Der Stundenwinkel von Polaris ist 2h 11m 55.75s, wobei dieser normale Stundenwinkel als Nullpunkt den Südmeridian hat und nach Westen (rechts) zunimmt.

Um aus dem Stundenwinkel die Zifferblatt-Position von Polaris zu ermitteln, sind folgende Schritte erforderlich:

  • Unser Zifferblatt-Kreis ist nicht 24h, sondern 12h, also den Stundenwinkel t ersteinmal halbieren:  t/2  = 1h 05m 57.6s
  • Statt nach Süden blicken wir nach Norden. Der Nullpunkt liegt zwar oben, aber Westem liegt jetzt links; also ist die Zifferblattposition:    – t/2  (+ 12h) = 10h 54m 02.4s
  • Das Polfernrohr kehrt um: oben/unten und rechts/links; also plus 6h:  – t/2 + 12h  + 6h = 16h 54m 02.4s

Da wir die Zifferblatt-Position Modulo 12 nehmen wollen, ergibt sich als vollständige Formel:

Zifferblatt-Position = (18h – t/2) mod 12h   — was man mathematisch auch als (6h – t/2) mod 12h schreiben könnte

Also 4h 54m, was mit unserem Kochab-Wert von “ca. 5h” gut übereinstimmt.

Polaris-Position per App (Android & iOS)

Für mein iPad habe ich die kostenlose App “Polar Scope Align” von Dimitros Kechagias geholt.

Für mein Android-Tablet nehme ich das kostenlose “Polar Finder” von TechHead (jol@netavis.hu).

Beide Apps bieten die Möglichkeit sich die Ansicht der gängigsten Polsucherfernrohre einzustellen (Kreise und Skalen von iOptron, Skywatcher,…).

PolarFinder_Android.jpg

Android App: PolarFinder

IMG_0022.png

iOS App: Polar Scope Align

 

Polaris-Position in der Handbox

Die Handbox liefert als Komfort auch noch eine Anzeige der Polaris-Position:

Handbox: Menue -> Align -> Pole Star Position

PolarScope_20160501-091121.jpg

Go2Nova Handbox: Pole Star Position

Dann wird die Position von Polaris für eine aktuellen Ort und die aktuelle Zeit im Hand-Controller wie folgt angezeigt:

POlarSCope_20160501-091135.jpg

Go2Nova Handbox: Position of Polaris

Dazu muss die Go2Nova Handbox (Hand-Controller) selbstverständlich genau auf geografische Koordinaten und Uhrzeit eingestellt sein.