Astronomie: Polar Alignment with AlignMaster

Gehört zu: Einordung “Polar Alignment
Siehe auch: Polar Alignment mit SharpCap

Polar Alignment mit der Software “AlignMaster”

AlignMaster ist eine Windows-Software, die das Einnorden/Einsüden (Polar Alignment) für ASCOM-Montierungen und LX200-kompatible unterstützt.

Die Software AlignMaster ist nur für Windows-Computer verfügbar.

Es ist keine freie Sicht auf den Himmelpol erforderlich. Die Software arbeitet mit einem 2-Star-Alignments zur präzisen Einstellung von Azimut und Pohlhöhe.

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

[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=dNRFm3LtCrE[/embedyt]

Download

Autor: Matthias Gazarolli

Kosten: 30 Tage Probe, dann XX Euro (?)

Version 1.7 vom xxx

Downloads:

Astronomie: Polar Alignment mit SharpCap

Gehört zu: Polar Alignment
Siehe auch: SharpCap, Polar Alignment mit QHY PoleMaster, ComputerFlachmann, PHD2 Guiding, Polar Alignment mit N.I.N.A.
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 09.12.2022

Methoden zum Polar Alignment – Einnorden – Einsüden

Wenn ich eine äquatoriale (parallaktische) Montierung habe, so muss diese “Eingenordet” werden, d.h. die Stundenachse der Montierung muss parallel zur Drehachse der Erde ausgerichtet werden.

Wenn die Montierung dauernd an einem festen Platz aufgestellt ist, d.h. “stationär“, muss man das vielleicht einmal im Jahr machen und es macht nichts aus, wenn das etwas dauert und evtl. auch einige Verrenkungen erfordert. Wenn die Montierung “mobil” ist, also Tag für Tag an wechselnden Orten neu aufgestellt wird, möchte man die Einnordung möglichst in kurzer Zeit und ohne körperliche Belastungen durchführen können.

Siehe hierzu auch: Meine mobilen Montierungen

Eine weitere Frage bei der Einnordung ist die anzustrebende Genauigkeit. Dabei wäre die Frage, welche Auswirkungen eine fehlerhafte Polausrichtung auf das geplante astronomische Vorhaben hätte.

  • Bei rein visueller Beobachtung muss die Genauigkeit nicht besonders groß sein.
  • Beim Fotografieren hängt die erforderliche Genauigkeit der Poljustierung von der Art der Nachführung (nur Rektaszension, auch Deklinaktion) der Genauigkeit der Nachführung durch die Montierung, sowie von Belichtungszeit, Brennweite, Pixelgröße, Sensor-Größe etc. ab.
    Beispiel: Ein Fehler in der Polausrichtung um 60 Bogenminuten ergibt für ein Objekt am Himmelsäquator (Dekl.=0 Grad) ohne Autoguiding nur mit dem Tracking der äquatorialen Motierung eine maximale mittlere Drift von 60 Bogenminuten in 6 Stunden; also 10 Bogensekunden pro Minute Belichtungszeit (bei anderen Deklinationen: Cosinus).

Die Genauigkeit der Nachführung durch die Montierung (nur Tracking, nicht Autoguiding) lässt sich mit dem Guiding Assistent von PHD2 Guding sehr schön visualisieren…

Einen Überblick über verschiedene Methoden zur Polausrichtung habe ich in einem separaten Beitrag versucht. Dort habe ich auch berechnet, welche Auswirkungen eine ungenaue Polausrichtung (also wie viele Bogenminuten zeigt die Drehachse meiner Montierung neben den Himmelspol) hat.

Begonnen habe ich mein Einnorden mit dem Polfernrohr meiner Montierung und der sog. Kochab-Methode, die ich von Hartwig Lüthen bei der GvA gelernt hatte.
Meine Montierung ist “mobil” und wird praktisch ausschließlich zur Astrofotografie benuzt. Deshalb muss die Genauigkeit meiner Polausrichtung schon recht gut sein (besser als 2′) und es sollte schnell und bequem gehen. Daher habe ich als zweiten Ansatz dann die Polausrichtung mit QHY PoleMaster gemacht – was hier im Norden sehr gut ging, aber teuer war.

Die QHY PoleMaster war nicht nur recht teuer, sondern beim Verfahren zur software-gestützten Polausrichtung musste man quasi manuell Sternmuster in der Polnähe erkennen – ein richtiges Plate Solving war das nicht. Als SharpCap mit einer echten Plate-Solving-Methode zum Polar Alignment heraus kam, habe ich das ausprobiert und bin jetzt dabei geblieben. Meinen QHY PoleMaster habe ich gebraucht verkauft.

Neuerdings gibt es ein Plugin für N.I.N.A. mit dem man auch ohne ein zusätzliches Guiding-Rohr und ohne notwending einen freien Blick auf en Himmelspol zu haben sehr gutes und schnelles Polar Alignment machen kann.

Polar Alignment mit SharpCap

Polar Alignment ist ein neues Feature in SharpCap 2.9. Die Idee war inspiriert durch PhotoPolarAlign, eine Software von Themos Tsikas. Themos war so freundlich, beim Testen zu helfen und machte auch Verbesserungsvorschläge während der Entwicklung des Polar Alignment Featrures von ShapCap.

Ich verwende jetzt (Dezember 2019) die Version SharpCap Pro. Diese ist kostenpflichtig mit Eur 12,– pro Jahr. Um das kostenlose SharpCap  auf das kostenpflichtige SharpCap Pro “aufzurüsten” muss man einen Lizenzschlüssel, den man nach der Bezahlung per E-Mail bekommt in SharpCap unter “Help” eingeben.

Mit der kostenlosen SharpCap-Version kann man das Polar Align “antesten” – für die Stufe “Final Step: Adjust Mount” (s.u.) ist dann aber die kostenpflichtige Lizenz erforderlich.

Wenn das Lizenz-Jahr abgelaufen ist, kann man seine Lizenz kostenpflichtig verlängern (dafür bekommt man in der Regel Freimonate) – ansonsten können die lizenzpflichtigen Features (wie Polar Alignment) nicht mehr benutzt werden.

Die kostenpflichtige Pro-Version hat ausser der Funktion “Polar Align” noch andere zusätzliche Funktionen, die für den Einen oder Anderen interessant sein könnten.

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

Was benötigt man für Polar Alignment mit SharpCap?

  • kostenpflichtige Version der Software SharpCap Pro
  • einen Computer, auf dem SharpCap läuft –> ich nehme dafür meinen Windows Laptop
  • Äquatoriale Montierung (Goto nicht notwendig) –> Ich habe die HEQ5 Pro, die Star Adventurer Mini
    und den Sky Watcher AZ-GTi
  • Optik mit Brennweite f=200mm –> nehme da mein Guiding-Rohr GuideScope50
  • Kamera mit einem Gesichtsfeld (FoV) zwischen 1 Grad und etwa 5 Grad –> meine GPCAM hat ein FoV von 1,54 x 1,16 Grad
  • Grobes Polar Alignment der Montierung auf plus-minus 5 Grad
  • Etwa 10-15 Sterne im Gesichtsfeld der Kamera zu sehen (erforderlich ist also eine freie Sicht auf die Gegend des Himmelspols)
  • SharpCap mit eingerichtetem PlateSolving (die Funktion “Polar Alignment” sollte sogar ohne dieses allgemeine Plate Solving gehen)

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…
Teleskop in “Home”-Position d.h. Gegengewicht nach unten, Teleskop nach oben, Deklination 90 Grad.
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 SharpCap beim Polar Alignment 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.

Zur Sicherheit könnte man das Plate Solving mit SharpCap auch einmal so, also ohne Polar Alignment, ausprobieren.

Für das Polar Alingment benutzt SharpCap einen “eingebauten” Plate-Solving-Algorithmus, für den keine Internet-Verbindung und auch kein anderes Programm oder Datenbank installiert werden muss.

Abbildung 1: SharpCap-Menüleiste -> File -> Settings (Google Drive: Sharpcap-Settings-01)

In den Einstellungen (Settings) von SharpCap sollten als Erstes die Einstellungen für “Polar Alignment” überprüft werden.

  • Correct for Atmospheric Refraction sollte bei Vergleichen mit anderer Software ausgestellt sein, weil Vergleichsoftware so eine Einstellung meist nicht hat.
  • Die “Obseving Location” sollte ordentlich eingestellt sein

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

Abbildung 2: SharpCap Polar Align (Google Drive: SharpCap_PolarAlign00.jpg)

Schritt 3: Introduction und erstes Bild aufnehmen

Wenn ich im SharpCap-Menü auf “Tools -> Polar Align” gehe, bekomme ich eine Erklärung (Introduction) . Diese Introduction sollte man ruhig mal durchlesen…

Abbildung 3: SharpCap Polar Alignment: Introduction (Google Drive: SharpCap21.jpg)

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

Schritt 4: Erstes Bild aufnehmen

Bevor SharpCap die erste Aufnahme macht, sollten wir die Belichtungszeit und den Gain so gut einstellen, dass tatsächlich 10-15 Sterne im Gesichtsfeld zu sehen sind. Im Beispiel habe ich eingestellt: 3,5 Sekunden Belichtungszeit und den “Analogue Gain” auf Maximum.

Natürlich sollte die Kamera einigermassen im Fokus sein.

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

Abbildung 4: SharpCap Capture First Image (Google Archiv: SharpCap23.jpg)

Hier im “Step 1 – Capture First Image” haben wir noch die Möglichkeit, einige Parameter für das Plate Solving einzustellen. Beispielsweise Minimum und Maximum Star Width.

Die im Bild erkannten Sterne markiert SharpCap mit einem Kästchen (“detected stars”). Dabei werden mit einem gelben Kästchen die Sterne markiert, die dann zum Plate Solving verwendet (“used stars”).

Die Kreisbögen im Bild sind Deklinationskreise um den Himmelspol.

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 möchte nun ein zweites Bild aufnehmen.
Aber vorher soll man die Montierung um ca. 90 Grad in der Stundenachse drehen.
SharpCap macht dann die zweite Aufnahme und davon wiederum ein Plate Solving.

Abbildung 5: SharpCap Capture 2nd Image (Google Drive: SharpCap24.jpg)

Aus dem ersten und dem zweiten Foto errechnet SharpCap die Position der Drehachse der Montierung und damit wissen wir (bzw. SharpCap), wie weit wir noch weg sind vom Himmelspol (“Polar Align Error”). 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.

Diese optische Hilfe ist quasi eine Projektion der errechneten erforderlichen Korrektur auf einen Stern im Gesichtsfeld. Wer es lieber in Zahlen hätte, kann sich auch nach den numerisch ausgeworfenen erforderlichen Korrekturen “Move Polar Axis: Left/Up” richten.

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 1 Bogenminute und 34 Bogensekunden, was mir dann bei meiner Montierung HEQ5 Pro reichte.

Wenn die Abweichung unter 2′ ist, wird das als “Good” angesehen, eine Abweichung von weniger als 1′ würde als “Excellent” bewertet.

Abbildung 6: SharpCap Polar Alignment: Fehler noch fast 10 Bogenminuten (Google Drive: SharpCap25.jpg)

Abbildung 7: Sharpcap Polar Alignment: Fehler nun weniger als 2 Bogenminuten (Google Drive: SharpCap26.jpg)

Astronomie: Montierungen

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Liste meiner Astro-Geräte

Stand: 11.12.2022

Astronomische Montierungen

Ein astronomisches Teleskop gehört auf eine gute astronomische Montierung auf einem guten Stativ. So ein Stativ muss in erster Linie sehr stabil sein, damit das Teleskop nicht wackelt.

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 (Polar Alignment). 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: Einjustieren der Montierung

Gehört zu: Montierungen

Stand: 04.09.2021

Einjustieren meiner parallaktischen Montierung HEQ5 Pro

Meine parallaktische Montierung, die Skywatcher HEQ5 Pro, hat ja keinen festen Standort, sondern muss jedesmal wenn ich sie aufbaue “richtig” aufgebaut werden.

Zum “richtigen” einstellen gehört:

  • Stativbeine so einstellen, dass die obere Fläche waagerecht ist (bevor der Polkopf darauf montiert wird
  • Sucherfernrohr parallel zum Hauptfernrohr ausrichten
  • Ausrichten den Stundenachse parallel zur Erdachse “Einnorden / Einsüden”, “Polar Alignment”
  • Konusfehler beseitigen
  • Alignment für Goto “Three Star Alignment” oder “Pointing Modell” oder SYNC…

 

Astronomie: Computersteuerung mit FS-2

Gehört zu: Montierungen
Siehe auch: Teleskop-Steuerung, Namibia
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 17.12.2022

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).

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 mir 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 einen 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.

So ein “straight through”-Kabel habe ich am 16.8.2019 bei der Firma www.cancom.de gekauft.  Es heisst dort: “StarTech Serielles DB9 Straight Through Kabel B…” und hatte die Artikelnummer 4814108.

Abbildung 1: FS-2-Steuerbox (Google Drive: DK_20190828_Kiripotib_FS2_Teleskopsteuerung.jpg)

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 benutze ich zuerst den ASCOM-Treiber “POTH” und bei den Einstellungen von POTH stelle ich 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 Teleskopsteuerung: HEQ5 Pro mit EQASCOM (EQMOD)

Gehört zu: Teleskopsteuerung mit ASCOM, Liste meiner Astro-Software
Siehe auch: ASCOM , Skywatcher HEQ5 Pro, ComputerAstrobaer, Green Swamp Server, Synscan App, Einrichten Windows-Computer
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 11.04.2023

Steuerung der Montierung HEQ5 Pro über meinen Windows-Computer mit EQMOD

Um meine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro statt über die Handbox zu steuern, möchte ich auch die Möglichkeit haben, die Steuerung über meinen Windows-Computer und ohne die Handbox vorzunehmen.

Damit soll nicht einfach die Handbox durch den Computer ersetzt werden, sondern bestimmte Astro-Software (z.B. Cartes du Ciel, APT, SharpCap, PHD2 Guiding, N.I.N.A.) , die auf meinem Computer läuft, kann dann direkt die Montierung steuern und ggf. auch weitere Geräte, die per ASCOM an den Computer angeschlossen sind (z.B. Kamera ASI294MC Pro, Motor-Fokusser,…)

Wenn ich meine gesammten Astro-Gerätschaften per Computer steuern kann, ist letztlich auch eine Remote-Steuerung möglich. Zur Teleskopsteuerung per Windows-Computer benötige ich die Software ASCOM-Platform und auf Basis dieser Platform einen ASCOM-Treiber für meine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro.

Für meine Montierung HEQ5 Pro gibt es eine Reihe von verschiedenen ASCOM-Treibern:

  • Vom Hersteller: SynScan App (war ursprünglich sehr schlicht)
  • Als klassische Alternative das Open Source Projekt EQMOD
  • Die neuere Alternative das Open Source Projekt Green Swamp Server “GSS”

GSS ist ein moderner ASCOM-Treiber (moderner als EQMOD) mit mehr zeitgemäßer Benutzeroberfläche.

EQMOD hat zusätzlich ein Alignment-Model, was ich aber nicht brauche, weil ich Platesolving mache (in der Nacht, aber nicht am Tage).

GSS hat kein Alignment-Modell aber zusätzlich ein paar “Gimmicks” wie eine 3D-Darstellung des Teleskops, Sprachausgabe und man kann mehrere Home-Positionen definieren.

Voraussetzungen:

  • ASCOM-Platform ist installiert
  • Eine (serielle) Verbindung zwischen Windows-Computer und Montierung bzw. Handbox ist hergestellt.
    Wie das genau geht, habe ich in einem separaten Blog-Artikel  beschrieben.

Download:  http://eq-mod.sourceforge.net/eqaindex.html

Doku: http://eq-mod.sourceforge.net/docs/EQASCOM_QuickStart.pdf

Versionen:

  • EQASCOM V200q  (14. Mai 2018)
  • EQASCOM V200u  (17. März 2021)
  • EQASCOM V2.00w (12. Mai 2021)

Installation von EQASCOM

Bei mir läuft EQASOM auf mehreren Computern:

  • ComputerThinkpad: V2.00w
  • ComputerAsusbaer: V2.00w
  • ComputerAcerbaer: V2.00w
  • ComputerFlachmann: V2.00w
  • ComputerAstrobaer: V2.00w

Installiert wird der ASCOM-Treiber “EQMOD ASCOM HEQ5/HEQ6″und die sog. EQASCOM-Toolbox.

Verbindung zwischen Montierung zum Computer

Verbinden der Montierung SkyWatcher HEQ5 Pro über die Handbox oder direkt d.h. ohne Handbox über EQdir-Kabel. Wie das genau geht, habe ich in einem separaten Blog-Artikel  beschrieben.

Einstellungen bei EQMOD

Einige Einstellungen müssen noch vorgenommen werden (das geht evtl. erst nachdem eine Verbindung “Connect” hergestellt wurde.

  • COM-Port
  • Koordinaten des Beobachtungsortes (“Observatory Location”)
  • Epoche des Koordinatensystems: J2000
  • Guiding-Methode: Pulse Guiding oder ST4

EQMOD Einstellung des COM-Ports

Starten der EQASCOM-Toolbox auf dem Windows-Computer.

Update: Die Toolbox ist veraltet, man sollte jetzt den neuere “ASCOM Device Hub” nehmen.

Im Dropdown “eqmod” einstellen und auf die Schaltfläche “Driver Setup” klicken

Abbildung 3: EQASCOM Toolbox –> Schaltfläche “Driver Setup” (Google Drive: EQASCOM-01.jpg)


EQASCOM Toolbox

Es geht ein Fenster “EQMOD ASCOM SETUP” auf, wo wir eingige Eingaben machen z.B. den COM-Port:

ASCOM Setup -> EQMOD Port Details  -> Port Drop-Down  -> “COM3” (bzw. was der Windows Gerätemanager zeigt)  -> Schaltfläche “OK”

Abbildung 4:  EQMOD ASCOM SETUP: COM-Port einstellen (Google Drive: EQASCOM-02.jpg)


EQASCOM Setup-Fenster

EQMOD Einstellung der “Site Information”

Hier können wir mehrere Beobachtungsorte mit ihren geografischen Koordinaten eingeben und speichern.

Site 1: Hamburg   53° 34′ 18″ Nord, 09° 58′ 16″ Ost

Site 2: Handeloh  53° 14′ 06,2 Nord, 09° 49′ 46.6″ Ost

Site 3: Kiripotib  23° 19′ 43″ Süd,  17° 57′ 13″ Ost

EQMOD Einstellung “Pulse Guiding”

Im Drop-down “Guiding” können wir die Art des Guidings einstellen; also  ASCOM PulseGuiding oder ST4-Guiding

EQMOD Einstellung “Epoch”

Im Bereich “ASCOM Options” stellen wir im Drop-down die Epoche “J2000” ein. Generell wird gesagt, dass die Einstelling “JNow” besser ist, da weniger Konvertiert wird. Doe Montierung selbst benutzt diese Epoch-Einstellung gar nicht. Dieser Wert wird nur an andere Astro-Software per ASCOM weitergegeben z.B. an N.I.N.A. beim “Connect Telescope”.

Wenn alles eingegeben ist, klicken wir auf die Schaltfläche “OK”

EQMOD Weitere Einstellungen

Aber auch das EQMOD selbst kann noch konfiguriert werden. Dazu klicken wir oben rechts auf die Schaltfläche mit dem Schraubenschlüssel und den drei “>>>”.
Dann klappt nach recht eine Fenstererweiterung auf. Dort können wir z.B.:

  • Nochmals den Ort einstellen “Site information” (hier habe ich Hamburg, Handeloh und Kiropotib)
  • “Alignment / Sync”
  • “Park / Unpark”
  • “ASCOM Pulse Guide Setiings”
    • RA Rate = 8
    • DEC Rate = 5
    • Minimum Pulse = 32 msec
  • “Mount Limits” die schalte ich immer aus
  • ….

EQMOD Speicherung der Einstellungen

Alle diese Konfigurationseinstellungen speichert EQASCOM in drei INI-Dateien: eqmod.ini, joystick.ini und align.ini. Diese befinden sich im Ordner:

\users\<userid>\AppData\Roaming\EQMOD

EQMOD speichert die Locations in der Datei EQMOD.INI

Abbildung 5: Die Datei EQMOD.INI im Editor (Google Drive: EQMOD-INI.jpg)

EQMOD speichert die Alignment Points in der Datei ALIGN.INI

Abbildung 6: Die Datei ALIGN.INI im Edotor (Google Drive: EQMOD-ALIGN-INI.jpg)

Wenn diese INI-Dateien man durch irgendein Unglück beschädigt werden, kann es zur Fehlermeldung: “EQASCOM_Toolbox: Run time error ’55’: File already open” kommen. In diesem Fall muss man die INI-Dateien wieder reparieren z.B. durch Kopieren von einer intakten Installation oder duch Neuinstallation von EQASCOM.

Testen EQMOD-Teleskopsteuerung

Testen der Verbindung

In der EQASCOM-Toolbox (s.o.) die Schaltfläche “ASCOM Connect” klicken, wodurch das EQMOD-Fenster erscheint. Wenn das nicht oder immer nur ganz kurz erscheint oder eine Fehlermeldung erscheint, bedeutet dies, dass die Verbindung zur Montierung nicht zustande kam. Die Ursachen eines solchen Fehlers können sein:

  • Falscher COM-Port
  • Ungeeigneter Seriell-USB-Adapter
  • Ungeeignetes serielles Kabel
  • Handbox nicht auf “PC Direct Mode” eingestellt
  • Sonstiges

Testen der Bewegungstasten

Hier kann ich jetzt durch klicken auf die Richtungstasten (Nord, West, South, East) testen, ob die Motoren der Montierung tatsächlich angesprochen werden – ggf. kann man die “Rate” noch hochsetzen damit man den Effekt besser sieht bzw. hört.

EQMOD-Fenster  –> Slew Controls –> Schaltflächen “N”, “S”, “E”, “W”

Abbildung 7: EQMOD (Google Drive: EQASCOM-03.JPG)

Damit ist der Test erfolgreich abgeschlossen und die Benutzung der EQMOD-Teleskop-Steuerung z.B. in Cartes du Ciel, APT etc. kann beginnen.

Benutzung der EQMOD-Teleskopsteuerung

Nun kann die Teleskopsteuerung per Windows-Computer beginnen. Als Software dafür benutze ich:

  • EQMOD so wie es oben schon sichtbar ist – damit kann ich z.B. die Tracking Rate einstellen
  • Cartes du Ciel: Dort muss ich das Teleskop “verbinden” und kann dann Goto und Sync verwenden
  • Stellarium
  • APT: Dort muss ich das Teleskop verbinden (“Gear” und “Connect Scope”) und kann dann z.B. Pulse Guiding, Dithering, Goto++ etc. benutzen
  • PHD2 Guiding: Ausrüstung verbinden -> Montierung -> EQMOD ASCOM HEQ5/HEQ6
  • N.I.N.A.: Equipment -> Telescope -> EQMOD ASCOM HEQ5/HEQ6
  • SharpCap: Nach dem Verbinden einer Kamera gehe ich auf die rechte Seite und dort herunter bis zum Abschnitt “Scope Controls” und setzte ein Häckchen bei “Connected”.

Mögliche Probleme mit EQASCOM

Montierung blinkt: Stromversorgung

Im November 2018 musste ich meine vorhandene Montierung Skywatcher HEQ5 Pro durch eine fabrikneue HEQ5 Pro zu ersetzen. Danach (am 7.11.2018) hatte ich Probleme mit den EQASCOM: Beim Probebetrieb mit APT und PHD2  kam von EQASCOM in kurzen Anständen immer wieder die Fehlermeldung “EQMOD not Tracking”.

Bei Recherchen im Internet wurden folgende mögliche Fehlerursachen genannt:

  • Stromversorgung unzureichend (LED blinkt tatsächlich)
  • Serielle Verbindung zwischen Handbox und Computer verwendet “falschen” USB-Adapter
  • USB-Verbindung über den Hub leistet nicht die erforderliche Datenrate
  • Fehler in der SynScsan Firmware der Handbox

Die Firmware-Version der Handbox war bereits 04.39.04. Ich habe sie der Ordnung halber auf die zur Zeit neueste 04.39.05 “Upgedatet”.

Die Stromversorgung der Montierung könnte zur Eingrenzung des Fehlers versuchsweise mit separatem starken Netzteil vorgenommen werden.

Die serielle Verbindung zwischen Handbox und Computer könnte versuchsweise direkt, also ohne USB-Hub vorgenommen werden

Fehler:  Track Rate: Not Tracking

Beim Fotografieren der Mondfinsternis am 21.1.2019 schaltete sich das Tracking von EQMOD immer wieder ohner erkennbare Ursache ab “Track Rate: Not Tracking”.

Die Ursache waren aktivierte “Mount Limits” in den EQMOD Settings. Nachdem das Häckchen dort entfernt wurde lief die Nachführung fehlerlos.

EQMOD -> Schaltfläche “Schraubenschlüssel >>”   ->  Rechts unter “Mount Limits” das Häkchen entfernen bei “Enable Limits” (Flickr: EQMOD_MountLimits.jpg)

Abbildung 8: EQMOD Mount Limits (Google Drive: EQMOD_MountLimits.jpg)


EQMOD Tracking Problems: Mount Limits

Astronomie: Einnorden – Polar Alignment mit dem Polfernrohr

Gehört zu: Montierung
Siehe auch: Polar Alignment am Südhimmel, Polar Alignment mit SharpCap, Polar Alignment
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 29.04.2023

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

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

Polar Alignment ohne Himmelspol

Mit dem N.I.N.A.-Plugin ThreeStarAlignment geht es auch ohne Sicht auf den Himmelspol.

Klassische Voraussetzung: Der Himmelspol

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

Das Polfernrohr befindet sich in der Stundenachse meiner parallaktischen Montierung. Es 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.

Einfluss der Präzession

Die Rotationsachse der Erde ist um ca. 23,4 Grad gegen die Ekliptik geneigt. Deshalb ist der Himmelspol 23,4 Grad entfernt vom Pol der Ekliptik, der im Sternbild Draco liegt.

Die Erdachse ist aber nicht ganz fest im Raum, sondern beschreibt eine langsame Kreiselbewegung, Präzession genannt. Die Periode beträgt ca. 25750 Jahre und wird auch “Platonisches Jahr” genannt.

Deshalb beschreibt also der Himmelspol in 25750 Jahren einen Kreis mit Radius 23,4 Grad um den ekliptischen Pol. Diese Bewegung beträgt rechnerisch ca. 50 Bogensekunden pro Jahr.

Der Stern Alpha Ursae Minoris wird also noch viele Jahrzehnte als Polarstern dienen können. Heute (2021) ist er ca. 40 Bogenminuten vom Himmelspol entfernt und nähert sich dem in den nächsten Jahrzehnten noch etwas an.

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):

Abbildung 1: Blick durchs Polfernrohr (Google Drive: PolarScope.jpg)


Polar Alignment with Polar Scope bei iOptron

Das obige Bild zeigt, wie es genau im Polfernrohr der iOptron SmartEQ ausssieht; bei anderen Montierungen wird der Anblick im Polfernrohr sehr ähnlich sein.

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.

Abbildung 2: Die Kochab-Methode (Google Drive: kochab-03.jpg)


Kochab-03 Polar Alignment

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:

Abbildung 3: Der Polarstern in Stellarium (Google Drive: 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,…).

Abbildung 4: App auf meinem Android-Smartphone (Google Drive: PolarFinder_Android.jpg)


Android App: PolarFinder

Abbildung 5: App auf meinem iPhone (Google Drive: PolarScopeAlign_iOS.jpg)


iPhone App: Polar Scope Align

Polaris-Position in der Handbox

Die Handbox der Montierung liefert als Komfort auch noch eine Anzeige der Polaris-Position. Bei der iOptron SmartEQ macht man das so (bei anderen Montierungen mit Handbox ist das ähnlich):

Handbox: Menue -> Align -> Pole Star Position

Abbildung 6: Handbox Go2Nova: Pole Star Position (Google Drive: DK_20160501-PolarAlignment-01.jpg)


Polar Alignment mit Handbox Go2Nova

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

Abbildung 7: Handbox Go2Nova: Position of Polaris (Google Drive: DK_20160501-PolarAlignment-04.jpg)


Polar Alignment mit Handbox Go2Nova

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

Astrofotografie: Einnordnen – Polar Alignment

Gehört zu: Astrofotografie, Montierung einjustieren
Siehe auch: Polar Alignment mit SharpCap Pro, Polar Alignment mit ASIair, Sigma Octantis, Autoguiding, AlignMaster, AstroTortilla, N.I.N.A., Nachführung
Benutzt: WordPress Plugin Latex, Fotos aus Google Drive

Stand: 31.12.2023

Polar Alignment – Aufgabenstellung

Eine parallaktische Montierung muss als erstes “eingenordet” (resp. “eingesüdet”) werden; d.h. die Stundenachse der Montierung muss genau parallel zur Erdachse ausgerichtet werden damit die Nachführung richtig funktioniert. Das ist dann besonders wichtig, wenn man seine Astrofotos länger belichten will (siehe: Langzeitbelichtung).

Wenn man seine Montierung nicht dauerhaft an einem Standort aufgestellt hat, sondern für jede Beobachtung das Aufstellen und die Einnordung erneut vornehmen muss (also mobil statt statonär) , kommt es schon darauf an, wie schnell, bequem und genau man die Einnordung vornehmen kann.

Wenn man das Teleskop immer am gleichen Ort z.B. auf seiner Terrasse (markiert mit Nagellack) aufstellt, ist die Polhöhe automatisch richtig und das Azimut stimmt auch fast – nur kleine Korrekturen am Azimut sind zu erwarten. In dieser Situation ist nicht einmal eine freie Sicht auf den Polarstern erforderlich…

Vorher stelle ich die Stativbeine so ein, dass sich die Auflagefläche des Polblocks schön in der Waagerechten befindet. Dazu hilft eine Wasserwaage, die ich bei abmontiertem Polkopf oben auf die Stativplatte lege. Die Länge der Stativbeine stelle ich dann so fein ein, dass  die Wasserwaage genau horizontal anzeigt. Das Stativ ist dann “im Wasser”, wie manche sagen. Nun wird ein Drehen an der Polhöhenschraube auch wirklich nur die Polhöhe verändern und nicht auch noch das Azimut.

Damit ich bei der späteren genauen Nordausrichtung auch einen guten Spielraum für die Einstellung durch die beiden Azimut-Schrauben habe, löse ich die beiden Azimut-Schrauben maximal und fixiere sie dann ganz leicht symmetrisch in der Mitteposition. Etwas Gleitmittel zwischen Stativ-Oberplatte und Polkopf-Unterseite erleichtert später die feinen Drehungen im Azimut.

Welche Auswirkungen hat eine ungenaue Polausrichtung?

Eine ungenaue Polausrichtung hat negative Auswirkungen auf die Genauigkeit der Nachführung – genauer gesagt auf die Genauigkeit der Nachführung durch die Montierung, also das Tracking.

Je nach dem, welche Art der Nachführung wir benutzen, kann eine Abweichung in der Polausrichtung unterschiedliche Effekte haben:

  • Nachführung nur durch die Montierung (“Tracking”): Deklinations-Drift und Stundenwinkel-Drift
  • Nachführung auf Fixstern(e): (z.B. Autoguiding): Bildfeldrotation

Formel für die Deklinationsdrift

Wir nehmen mal eine Abweichung der Stundenachse vom Pol von \(\Delta\phi\) [in Bogensekunden] an, wobei wir und die Kippung der Stundenachse genau nach Süden vorstellen; d.h. wir nehmen eine Azimut-Abweichung von Null an.

Abbildung 1: Deklinationsdrift wegen Abweichung in Polhöhe nach oben (Github: PolarAlignment-01.svg)

Ein fiktiver Fixstern genau auf dem Himmelsäqutor würde sich pro Zeitsekunde um 15 Bogensekunden auf dem Himmelsäquator weiter bewegen.

\( \Large\frac{360 \cdot 60 \cdot 60^{\prime\prime}}{24 \cdot 60 \cdot 60s} \normalsize= 15^{\prime\prime}/s\\\)

Die Montierung bewegt das Teleskop (idealerweise) mit genau der gleich Geschwindigkeit, also 15″ pro Sekunde auf einem um den kleinen Winkel  \(\Delta\phi\) gegen den Himmelsäquator geneigten Tracking-Großkreis. Dieser Tracking-Großkreis schneidet den Himmelsäquator im Osten (absteigend) und im Westen (aufsteigend).

Nun annehmen wir an, dass der Fixstern zur Zeit Null sich genau auf dem Schnittpunkt dieser beiden Großkreise im Westen befindet, dann wird er eine Sekunde später ein kleines Stück von dem Tracking-Großkreis nach unten abgewandert sein. Dieses kleine Bogenstück ist offenbar:

\( 15″ \sin{\Delta\phi} \)  [in Bogensekunden]

Das ist also das Driftstück in einer Sekunde. Ersetzen wir den Sinus noch durch den Winkel im Bogenmaß erhalten wir die Mean Declination Driftrate als:

\( MDR = 15 \cdot \Delta\phi [Radians]   \)   [in Bogensekunden pro Sekunde]

Das Bogenmass (Radians) umgerechnet in Bogensekunden ergibt:

\( MDR =  15\cdot\Large\frac{ 2 \pi}{360 \cdot 60 \cdot 60} \normalsize\cdot \Delta\phi [^{\prime\prime}]\)   [in Bogensekunden pro Sekunde]

\( MDR = \Large \frac{2 \pi}{ 24 \cdot 60 \cdot 60} \normalsize\cdot \Delta\phi [^{\prime\prime}]\)   [in Bogensekunden pro Sekunde]

Die Drift können wir uns per Minute besser vorstellen (z.B. für die Belichtungszeit). Damit hätten wir:

\( MDR = \Large \frac{2 \pi}{ 24 \cdot 60 } \normalsize\cdot \Delta\phi [^{\prime\prime}]\)   [in Bogensekunden pro Minute]

\( MDR = 0,004363 \cdot \Delta\phi [^{\prime\prime}]\)   [in Bogensekunden pro Minute]

Den Polhöhenfehler Δφ messen wir (z.B. mit N.I.N.A.) gerne in Bogenminuten. Damit hätten wir:

\( MDR = 0,26178 \cdot \Delta\phi [^{\prime}]\)   [in Bogensekunden pro Minute]

Beispiele für die Deklinationsdrift

Bei  Δφ = 1′  ergibt sich z.B. MDR  = 0,262″/min

Die maximale Driftrate (also bei Deklination = 0 und einem Stundenwinkel von 90° oder 270°) ist also je nach Alignment Error:

Tabelle 1: Maximale Driftrate

Alignment Error [‘] Driftrate [“/min]
1 0,262
2 0,524
3 0,785
4 1,047
5 1,309
6 1,571
7 1,833
8 2,094
9 2,356
10 2,618
30 7,853

Links

Um die gesammte Driftrate zu ermitteln, benötigt man noch die Drift im Stundenwinkel.

Dazu gibt Frank Barrett in http://celestialwonders.com/articles/polaralignment/schöne Zeichnungen und die Formeln zur Berechnung.

Der canburytech Formalismus von Edward Simonson berechnet die MDR = Maximale Driftrate in Deklination pro Sekunde (Maximum Declination Drift Rate per second) genau so und berücksichtigt zusätzlich noch die Refraktion.

Die Formeln findet man bei:

Messen der Auswirkungen einer ungenauen Polausrichtung

Wenn ich, wie auch immer, eine Polausrichtung vorgenommen habe, kann ich ganz einfach überprüfen, wie gut meine Nachführung damit funktioniert: Ich starte die kostenlose Software PHD2 Guiding und benutze dort den “Guiding Assistant”….

Abbildung 2: PHD2 Guiding Nachführassistent (Google Drive: PHD2_GuidingAssistant-01.jpg)

Der Guiding Assistant schaltet das Guiding durch PHD2 ab und verfolgt einfach, was die Nachführung der Montierung (das sog. Tracking) eigentlich macht.

Bevor ich den Guiding Assistant starte, habe ich eine gute Polausrichtung gemacht und per Goto (grob ohne Alignment) ungefähr auf Apheratz (alpha And) positioniert. Dort habe ich PHD2 Guiding gestartet mit Star Selection und Calibration. Danach lasse ich den Guiding Assistant laufen.

Im obigen Beispiel zeigt die rote Kurve, die Abweichung des Trackings in Deklination an. Da haben wir also einen leichten gleichmäßigen Abwärtstrend. Dieser Deklinations-Drift beträgt etwa 0,6 Bogensekunden pro Minute. Das kommt wohl durch einen kleinen Fehler in der Polausrichtung.

Die blaue Kurve zeigt die Abweichungen des Trackings im Stundenwinkel an, wo wir also die Auswirkungen des periodischen Scheckenfehlers vermuten könnten. Aber in unserem obigen Beispiel sieht diese blaue Kurve ja ziehmlich schrecklich aus – die Ursachen wären zu ermitteln und. ggf. zu beseitigen. Möglicherweise kann ein Umbau meiner Montierung HEQ5 Pro auf den vielgelobten Riemenantrieb (Rowan Belt Modification) helfen…

Die Auswirkungen der ungenauen Polausrichtung, also Tracking-Abweichungen in Deklination und im Stundenwinkel, können wir “brutal” eliminieren, in dem wir das Autoguiding durch PHD2 wieder anschalten…

Polar Alignment – Welche Genauigkeit ist erforderlich?

Je nachdem, was man eigentlich mit Montierung und Teleskop machen will, ist die erforderliche Genauigkeit beim Polar Alignment ganz unterschiedlich.

Für das “Imaging”, also die Astrofotografie, möchte man ja vermeiden, das die Sterne zu Strichen werden. Da kommte es also auf das Auflösungsvermögen des Teleskops, die Brennweite und die Pixelgröße der Kamera an. Zusätzlich wäre auch noch die Luftunruhe (“Seeing”) zu bedenken. Als Daumenregel sollte die Belichtungszeit einen Drift von maximal ca. 1″ ergeben.

Auf der nördlichen Hemisphäre benutzt man ja gerne den Polarstern (Alpha UMi), um auf den Himmelpol auszurichten. Der Polarstern steht heute (2019) ca. 39 Bogenminuten vom Himmelspol entfernt. Durch die Präzesssion der Erdachse läuft der Himmelspol in 25800 Jahren in einem Radius von 23 Grad um den Pol der Ekliptik. Diese Bewegung macht also 20 Bogensekunden pro Jahr aus.

Bezüglich der erforderlichen Genauigkeit der Polausrichtung kann man unterscheiden:

  • Visuelle Beobachtungen: da mögen 30 Bogenminuten reichen
  • Unguided Imaging: da muss die Genauigkeit sehr hoch sein (z.B. 4 Bogenminuten, wenn man 2 Minuten belichten will und die Drift max. 2 Bogensekunden sein darf)
  • Guided Imaging: da kann die Genauigkeit kleiner sein (weil das Autoguiding fast alle Fehler kompensiert, aber: Bildfeldrotation)

Tabelle 2: Erforderliche Genauigkeit

Montierung Nachführung Folge Beobachtung Genauigkeit
Äquatorial R.A. Tracking Dec. Shift Visuell 30′
Äquatorial R.A. Tracking Dec. Shift Imaging 4′
Äquatorial Guiding Field Rotation Imaging kleinere Genauigkeit

Quelle 1: https://stargazerslounge.com/topic/217079-how-accurate-do-you-polar-align/

When guiding, as Mark says, in some areas of the sky (close to polaris), I find that polar alignment is much less critical. There is an equation which might be interesting for you. It indicates the accuracy required, depending on where you are looking in the sky:

E = (45000 x S x cosD) / (T x F x A)

\(  \Large E = \frac{45000 \cdot D \cdot \cos{(D)}}{T \cdot F \cdot A}  \)

Where :

  • E is the maximum allowable polar misalignment in arcseconds
  • S is the worst case length of star trails (in microns)
  • D is the declination of the target in degrees
  • T is the exposure time in minutes
  • F is the focal length in mm
  • A is the angle between the guide star and the target in degrees

Quelle 2:  Frank Barret

…the equation comes from a paper by Frank Barret: http://celestialwonders.com/articles/polaralignment/PolarAlignmentAccuracy.pdf.

Methoden zur Polausrichtung

Generell setzten wir hier eine parallaktische Montierung voraus.

In jedem Falle ist es hilfreich, zunächt die Monierung gut in die Waagerechte zu bringen (s.o.).
Je nach der erforderlichen Genauigkeit, kann man verschiedene Methoden zur Polausrichtung (Einnorden/Einsüden) einsetzen; wobei unterschiedliche Voraussetzungen gegeben sein müssen und unterschiedliche Hilfsmittel eingesetzt werden.

  • Grobe Ausrichtung mit Kompass und geografischer Breite
  • Ausrichtung nach den Himmelspolen (z.B. mit einem Polfernrohr)
  • Ausrichtung mit “Star Offset” (z.B. Three Point Polar Alignment mit N.I.N.A.)
  • Scheinern

Methode “Geografisch”

Die Polhöhe meiner parallaktischen Motierung muss auf die geografische Breite des Beobachtungsortes eingestellt werden. Wenn die Montierung dafür keine guten Skalen hat, ist z.B. ein elektronischer Neigungsmesser hilfreich.

Für die genaue Ausrichtung nach Norden (bzw. Süden) kann man einen Kompass benutzen.

Diese “geografische” Methode kann man schon am Tage verwenden und benötigt keine besonderen Hilfsmittel evtl. einen Neigungsmesser und einen Kompass z.B. ein SmartPhone. Dieser Methode ist im Allgemeinen relativ ungenau.

Methode “Himmelspol”

Wenn die Polausrichtung genauer werden soll, verwendet man meist die Methode, den Himmelspol genau zu identifizieren und die Stundenachse der Montierung darauf auszurichten. Dazu ermittelt man die genaue Position des Himmelspols aus bekannten Sternen in der Umgebung des Himmelspols. Dazu muss die Sicht auf den Himmelspol frei sein und die Position der benutzen Sterne relativ zum (unsichtbaren) Himmelpol irgendwie ermittelt werden.

  • Polfernrohr mit Smartphone-App (z.B. PolarFinder) zur Ermittlung der Position
  • Polfernrohr mit Kochab-Methode (Hartwig Lüthen) zu Ermittlung der Position
  • QHY PoleMaster mit Drehen der Stundenachse und Mustererkennung zur Ermittlung der Posotion
  • SharpCap Pro mit Platesolving zur Ermittlung der Position

Diese Methoden sind für parallaktische Montierungen ohne Goto-Funktion anwendbar: entweder mit Polfernrohr oder mit zusätzlicher Astro-Kamera (QHY Polemaster, SharpCap Pro). Freie Sicht auf den Himmelspol ist erforderlich. Die Genauigkeit der Polausrichtung kann gute Werte erreichen.

Methode “Star Offset”

Aus den Abweichungen einer Sternposition durch ungenaue Polausrichtung (genannt Star Offset) kann man die erforderlichen Korrekturen in Azimut und Höhe der Stundenachse ausrechnen und so zu einer Einnordung ohne Sicht auf den Himmelspol kommen.

Dies wird Software-mäßig unterstützt beispielsweise durch:

Diese Methode benutzt zwei Sterne, deren äquatorialen Koordinaten bekannt sind (bzw. durch Platesolving ermittelt werden). Die Differenzen in Rektaszension und Deklination sind damit gegeben. Die Montierung kann mit diesem Wissen von Sternposition 1 zu Sternposition 2 schwenken (per Goto). Ein Goto-Alignment ist dazu nicht erforderlich, da die Differenzen benutzt werden. Ein Positionsfehler bei Sternposition 2 (“Star Offset” genannt) ist damit allein auf eine ungenaue Polausrichtung zurückzuführen. Der Fehler in der Polausrichtung lässt sich durch Umrechnung vom äquatorialen Koordinatensystem ins azimutale Koordinatensystem leicht berechnen.

Die erforderliche Korrektur durch manuelles Drehen an den Polhöhenschrauben und den Azimutschrauben soll das “Star Offset” (s.o.) auf Null bringen. Ggf. sind diese manuellen Korrekturen widerholt durchzuführen.

Link: https://www.semanticscholar.org/paper/Star-Offset-Positioning-for-Polar-Axis-Alignment-Barrett/0451b854e6a1ac924cd8176ccd7545553e652f59

Diese Methode ist für parallaktische Montierungen mit Goto-Funktion anwendbar. Man benötigt keine zusätzliche Kamera und auch keine freie Sicht auf den Himmelpol. Die Genauigkeit ist hervorragend. Software-Unterstüzung dieser Methode setzt typischerweise ASCOM zur Teleskop-Steuerung (Goto) voraus.

https://www.semanticscholar.org/paper/Star-Offset-Positioning-for-Polar-Axis-Alignment-Barrett/0451b854e6a1ac924cd8176ccd7545553e652f59

Methode “Scheinern”

Die klassische (=alte) Methode – zeitaufwendig aber sehr genau…

Man benötigt zwar keine freie Sicht auf den Himmelspol, aber freie Sicht auf den Himmelsäquator im Süden und im Westen oder Osten.

Polar Alignment – Welche Geräte setzen wir zum Polar Alignment ein?

Angenommen, wir haben eine parallaktische Montierung, die wir Einnorden wollen, so können wir unterschiedliche Hilfsmittel für das Einnorden einsetzen:

Fernrohr  (Optik) und Kamera/Okular

  • Das zu unserer Montierung gehörige Polfernrohr
  • Spezielle kleine Kamera (z.B. QHY PoleMaster)  & Spezielle Windows-Software & Windows-Computer
  • Guiding Scope & Spezielle Windows-Software (z.B. SharpCap)  & Windows-Computer
  • Das “normale” Teleskop mit der “normalen” Kamera
  • ASIair Computer

Software

  • Spezielle Windows-Software nur für diesen Zweck z.B. QHY PoleMaster-Software,
  • Windows-Software, die wir sowieso schon haben z.B. SharpCap-Software, N.I.N.A.-Software
  • PemPRO

Computer

  • ohne zusätzlichen Computer
  • mit Windows-Computer
  • mit propietären Computer (Rasbery?) z.B. ASIAir
  • mit Android-Tablet
  • mit iPad

Tabelle 3: Methoden zum Polar Alignment

Lösung zum Polar Alignment Optik Bildgebung Montage Software / Methode Computer ca. Preis Einsetzbar auf Montierungen
Polsucher Polsucher Polsucher keine kostenlose App (Android,…)

oder “Kochab-Methode”

Vorhandenes Smartphone keiner Optron SmartEQ Pro

HEQ5 Pro

Star Adventurer Mini

QHY PoleMaster Extra Objektiv Extra Kamera Montagefuß für die jeweilige Monierung Spezial-Software Windows-Computer 400,– iOptron SmartEQ Pro

HEQ5 Pro

Star Adventurer Mini

SharpCap Vorhandenes Guiding Scope Vorhandene Guiding-Kamera Sucherfuß für die Star Adventurer Mini SharpCap Pro Windows-Computer 40,– HEQ5 Pro

Star Adventurer Mini

N.I.N.A. Vorhandenes Teleskop Vorhandene Astro-Kamera ohne N.I.N.A. mit Plugin Windows-Computer 0,– HEQ5 Pro,

Skywatcher AZ GTi

ASIair Vorhandenes Guiding Scope Extra ASI-Kamera keine Spezial-Software Spezieller ASIair-Computer 400,–

Meinen QHY PoleMaster habe ich im Januar 2020 gebraucht verkauft. Ich benutze jetzt SharpCap Pro mit meinem vorhandenen GuidingScope. Nach meinem letzten Besuch in Namibia benutze ich N.I.N.A. für das Polar Alignment.

Polar Alignment – Lösungsmöglichkeiten

Für das Einnorden (Einsüden) gibt es verschiedene Methoden. Dazu gehören:

Polar Alignment mit N.I.N.A. auf einem Windows-Computer

Für die Astrofotografie bin ich sowieso von APT auf N.I.N.A. gewechselt. Das ist komplett kostenlos und seit Version 2.00 gibt es das geniale Plugin “Three Point Polar Alignment”.

Einzelheiten hierzu habe ich in diesem separaten Artikel beschrieben.

Polar Alignment mit SharpCap Pro auf einem Windows-Computer

Die Software SharpCap Pro, die gerne zum Fotografieren mit Astro-Kameras verwendet wird, hat seit 2019 (kostenpflichtige Pro-Version 3.1) auch eine Funktion “Polar Alignment” die das vorhandene Guiding-Fernrohr verwendet und damit Platesolving macht. Ich habe mir mal die kostenpflichtige Version “Pro” geleistet, um diese neue Funktion auszuprobieren.

Einzelheiten hierzu habe ich in diesem separaten Artikel beschrieben.

Polar Alignment mit dem QHY PoleMaster auf einem Windows-Computer

Der QHY PoleMaster ist 2016 neu auf den Markt gekommen und ermöglicht sehr einfaches und sehr schnelles Einnorden, kostet allerdings so um die 325,– Euro.
QHY Polemaster besteht aus Hardware (eine kleine Mono-Kamera mit Objektiv) und spezieller Software für den Windows-Computer zum leichten Einnorden.

Zum QHY PoleMaster habe ich einen eigenen Artikel geschrieben.

Polar Alignment mit der Software “AlignMaster” auf einem Windows-Computer

Zur Software “AlignMaster” habe ich einen eigenen Artikel geschrieben.

AlignMaster ist eine Windows-Software, die mit Hilfe eines 2-Star-Alignments die Polauswichtung für ASCOM-Menuteirungen und LX200-kompatible erleichtet.

Polar Alignment mit DLSR Logger

Mit der Software DLSR Logger kann ohne freie Sicht auf den Himmelspol (Polaris) einfach anhand von mehreren Fotos auf eine sichtbare Himmelsgegend ein Polar Alignment vornehmen.

Ich habe dazu einen eigenen Artikel geschrieben.

Polar Alignment mit dem Polfernrohr auf iOptron SmartEQ Pro

Das ist im Handbuch der iOptron SmartEQ Pro beschrieben.

Polar Alignment mit dem Polfernrohr auf iOptron SkyTracker

Das ist im Handbuch des iOptron SkyTracker beschrieben.

Polar Alignment mit der Handbox der SmartEQ Pro

Die Handbox der SmartEQ Pro bietet eine Methode zur Einnordung, die ohne Sicht auf den Polarstern funktioniert (ähnlich der Software AlignMaster).

Mit der Handbox-Funktion “Polar Align” kann man ein Alignment machen, auch wenn der Polarstern nicht zu sehen ist…..

Polar Alignment mit “Scheinern” engl. “Drift Align”

Eine von Julius Scheiner beschriebene Methode, die in der Praxis ziemlich zeitintensiv ist.

Es gibt zahlreiche Software, die auf Basis der Scheiner-Formeln das Alignment schneller ermöglicht….

Z.B. EQalign:  http://eqalign.net/e_eqalign.html