Astronomie: Goto Alignment

Gehört zu:  Auffinden von Beobachtungsobjekten

Eine bequeme Technik zum Auffinden von Beobachtungsobjekten ist das Goto.

Dazu benötigt man eine motorische Montierung – dann könnte die Montierung auf das Objekt an der berechneten Position schnurren.

Ausserdem benötigt man ein Gerät, mit dem man sagen kann, auf welches Objekt man zielen möchte, also eine Handbox, die intern über umfangreiche Sternkataloge verfügt.

Stellar Alignment / Goto Alignment

Um eine genaue Einstellung einer äquatorialen Montierung zu erreichen ist das sog. Alignment (auch Stellar Alignment oder Goto-Alignment), also die Ausrichtung an Referenzsternen erforderlich. Erst dann ist die volle Funktionalität einer Montierung  gegeben; d.h. Nachführung, Goto-Funktion etc.

Genauer gesagt muss so eine Ausrichtung nicht notwendig an “Referenzsternen” erfolgen, es reicht wenn man die Ausrichtung auf eine “Referenzposition” vornimmt. Eine solche “Referenzposition” erhält man beispielsweise durch Plate Solving.

Prinzip des Goto Alignments

Damit die Goto-Funktion richtig läuft, muss das Teil wissen, wie genau die durch das Gerät angenommene Position (Rektaszension und Deklination) von der tatsächlichen Position abweicht.

Die “tatsächliche Position” kann ein bekannter Fixstern sein (klassisches 3-Star-Alignment) oder aber auch eine durch Plate Solving ermittelte tatsächliche Position der Bildmitte.

Die “angenommene Position” ist die Position, die das Gerät “glaubt” durch die berechnete Motorbewegung erreicht zu haben. Dieser “Glaube” kann entstehen durch ein zuvor ausgeführtes Goto (egal ob das Objekt getroffen wurde oder nicht). Dieser “Glaube” kann aber auch willentlich durch einen SYNC-Befehl erzielt werden, mit dem der Mensch dem Gerät sagt, dass es jetzt die  “angenommene” und die “tatsächliche” Position übereinstimmen – einfach weil man es so sagt (=SYNC). Das “so sagen” ist z.B. O.K. wenn man ein Plate Solving gemacht hat.

Klassisches Goto-Alignment

Wenn man die Montierung neu irgenwo aufgestellt hat und die Präliminarien (Montierung waagerecht ausrichten, Polar Alignment, Sucher ausrichten, Fokussieren,…) absolviert hat, kann man mit dem Goto-Alignment anfangen.

Das Anfahren des ersten Alignment-Sterns kann besonders ungenau sein, weil die Anfangsposition der Montierung (Home Position) vielleicht nicht so genau eingestellt wurde. Jetzt kann ein vorher justiertes kleines Sucherfernrohr helfen, diesen ersten Alignment-Stern zu finden.

Mit dem zweiten und dritten Alignment-Stern sollte es dann einfacher gehen. Man wird nur einwenig mit den Pfeiltasten korrigieren müssen, um den Alignment-Stern in die Bildmitte zu stellen.

Man sagt, alle Alignment-Sterne sollten auf der gleichen Seite des Meridians liegen und auch nicht extrem weit weg von dem Beobachtungsobjekt, das man nach die Alignment-Prozedur dann schließlich anfahren möchte.

Goto-Alignment per Plate Solving und SYNC

Wenn man über eine Kamera und eine Software mit “Plate Solving” verfügt (z.B. APT), geht’s einfacher.

Man positioniert das Teleskop (die Montierung) einfach irgendwo auf den Sternenhimmel, macht ein Foto (einigermaßen fokussiert) damit ein Plate Solving (z.B. mit APT PointCraft Blind) und nach dem erfolgreichen Solving ein SYNC. Das kann man noch ein paar mal an anderen Himmelpositionen machen, um ein schönes Netz von Alignment Points zu bekommen.

Nun kann man die Goto-Funktion der Montierung nach Lust und Laune verwenden.

Oder, wenn man es gleich auf ein bestimmtes Beobachtungsobjekt abgesehen hat,  “schleicht” man sich jetzt durch weiteres Plate Solving an das gewünschte Beobachtungsobjekt heran…

Goto-Alignment mit der SmartEQ Pro

One Star Align

Die SmartEQ Pro muss in der Zero Position stehen.

Auf der Handbox eingeben: Menu -> Align -> One Star Align

Auf dem Display erscheint eine Liste von hellen Sternen, die von der Computersteuerung so berechnet wurden,, dass sie im Moment über dem Horizont sein sollten – ca. 20 Grad oder höher).
Beispielsweise erschien am 21.7.2016 um 22 Uhr folgende Liste von Sternen für Alignment:

  • Alderamin 014 – Alpha Cep – östlich vom Meridian
  • Alfirk 015 – Beta Cep – östlich vom Meridian
  • Alioth (Aliath) – Epsilon UMa – westlich vom Meridian
  • Alkaid  – Eta UMa   – westlich vom Meridian
  • Alphecca   – Alpha Crb  – nicht sichtbar (WSW hinter dem Haus)
  • Altair  – Alpha Aql  – östlich vom Meridian – nicht sichbar (hinter dem Dachfirst)
  • Arcturus   – Alpha Boo  – nicht sichtbar (WSW hinter dem Haus)
  • Caph (Chep) 065  – Beta Cas – östlich vom Meridian
  • Deneb 074 – Alpha Cyg – östlich vom Meridian
  • Denebola  – Beta Leo – nicht sichtbar
  • Dubhe – Alfa UMa  – westlich vom Meridian
  • Eltamin (Etamin)  – Gamma Dra – nahe Zenit
  • Izar    – Epsilon Boo  – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Kochab (102) – Beta UMi  – westlich vom Meridian
  • Merak  –  Beta UMa – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Mizar  – Zeta UMa – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Phecda  – Gamma UMa – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Rasalhague  – Alpha Oph  – östlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Dach)
  • Rukbar (Ruchbah) 152 – Delta Cas – (zweiter Stern in “Schreibrichtung”)
  • Sadr  – Gamma Cyg  – östlich vom Meridian
  • Schedar (Schedir) 162 – Alpha Cas – östlich vom Meridian
  • Scheat 161 – Beta Peg – östlich vom Meridian
  • Vega  – Alpha Lyr – östlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)

Wir blättern durch diese Liste mit den Pfeiltasten UP & DOWN und wählen schließlich mit ENTER einen Stern aus.

Die Servomotoren rattern los und schwenken auf  die von der SmartEQ berechnete Position des ausgewählten Sterns.

Der Stern wird nun nicht mittig im Gesichtesfeld stehen, sondern ein wenig woanders. Wir müssen nun den Stern mit den Pfeiltasten genau in die Mitte des Gesichtsfelds stellen und der Computersteuerung durch die ENTER-Taste sagen, wenn wir das geschafft habe.

Problem #1: Man muss die Sterne, auf die positionioert werden soll vom Namen und ihrer Stellung am Himmel gut kennen.

Problem #2: Man muss den richtigen Stern in die Mitte des Gesichtsfelds stellen; d.h. den den man namentlich aus der Liste der Computersteueung ausgesucht hat und nicht einen anderen, der irgendwie in der nähe steht.

Problem #3: Man mus den (richtigen) Stern so genau wie möglich in die Mitte des Gesichtsfelds stellen. Das ist z-B- bei einem Kamera Live View nicht so ganz einfach.

Multi Star Align

Die SmartEQ Pro muss in der Zero Position stehen.

Auf der Handbox eingeben: Menu -> Align -> Multi-Star Align

Nun muss man nacheinander drei Sterne aussuchen und darauf positionieren.

Astrofotografie: Computersteuerung für die iOptron SmartEQ Pro Goto-Montierung

Gehört zu: Montierungen

Computersteuerung für die Montierung iOptron SmartEQ Pro mit Goto-Funktion

Ich habe mir als Montierung ja die iOptron SmartEQ Pro angeschafft auch um so etwas neumodisches wie “Goto” auszuprobieren. Wenn das “Goto” gut funktioniert, braucht mein keinen Sucher mehr. Allerdings muss das Goto zuvor durch ein z.B. Goto-Alignment eingestellt werden und dazu kann ein Sucher durchaus hilfreich sein.

Das motorisierte Ansteuern von Himmelsobjekten kann auf zwei Wegen erfolgen:

  • Über die Handbox Go2Nova 8408    (Dies ist die Standardfunktion und wird im der allgemeinen Dokumentation beschrieben)
  • Über einen Windows-Computer  (Dafür braucht es einige extra Überlegungen, die hier aufgeführt sind)

ASCOM-Treiber für die Montierung iOptron SmartEQ Pro

Für die Computersteuerung benötigen wir auf jeden Fall zuerst den ASCOM-Treiber für unsere iOptron SmartEQ Pro Montierung. Diesen müssen wir  herunterladen und installieren.

Dazu habe ich einen separaten Artikel: Astrofotografie: ASCOM Platform, ASCOM-Treiber

Welches Kabel für die GoTo-Funktion über Notebook?

Damit ich die Teleskop-Monitierung (iOptron SmartEQ Pro) vom Windows-PC (Notebook) aus steuern kann (z.B. über StellariumScope), muss der Windows-PC mit einem seriellen Kabel mit der Handbox verbunden werden. Dazu benötige ich ein Kabel mit RJ9-Stecker (der wird in die Handbox gesteckt) und einer D-Sub 9-Buchse “DB9”  (die wird an die seriellen Anschluss aum PC gesteckt).

Das entsprechende Kabel von iOptron heisst:  Product Code: 8412    http://www.ioptron.com/product-p/8412.htm

Es gibt so ein Kabel auch von Celestron; das funktioniert aber nicht mit der SmartEQ, weil es anders beschaltet ist (Bastler könnten das vielleicht richten…)

Nun kann ich die Go2Nova 8408 Handbox der Montierung mit einem seriellen Kabel (RJ9-Stecker des Kabels an die Handbox) mit dem PC verbinden (DB9-Buchse des Kabels an den PC)
Aber mein Notebook hat keine serielle Schnittstelle.
Also brauche ich noch einen Konverter DB9-seriell auf USB.; z.B. bei Teleskop-Express.
Der Chipsatz des Konverters ist PL2303TA und einen Treiber für Windows 10 brauchen wir auch dafür.

Verbindung zwischen Notebook und Montierung

Es wird ein spezielles serielles Kabel von iOptron benötigt, das auf der einen Seite in eine Buchse der Go2Nova-Handbox  gestöpselt wird und auf der anderen Seite mit einer seriellen Schnittstelle des Notebook verbunden wird. Wenn das Notebook keine serielle Schnittstelle hat, ist ein geeigneter Adapter (in der Regel USB auf seriell) erforderlich.

Diese Teile konnte ich bei Teleskop-Express beziehen:

iOptron PC-Kabel für SmartEQ und Minitower Pro (Artikel-Nr.  iO8412) RS-232 auf RJ9 Adapterkabel. Dieses serielle Kabel von iOptron hat eine spezielle Beschaltung, weshalb ähnliche Kabel z.B. von Celestron, nicht mit der SmartEQ-Montierung funktionieren.

iOptron_Kabel_iO8412.jpg

iOptron serielles Kabel zur Teleskopsteuerung Copyright Teleskop-Service

Konverter – Adapter LogiLink USB auf RS232 seriell (Artikel-Nr. CE821035) Chipsatz: PL2303TA.

DK_20170522_1673.jpg

Adapter seriell auf USB

Welche Software für die GoTo-Funktion über Notebook?

Nun brauchen wr nur noch eine gute Planetariums-Software für das Windows 10 Notebook, das die Montierung über die serielle Schnittstelle steuern kann. Da gibt es einiges:

Da ich mich mit Stellarium schon ganz gut auskenne, versuche ich es zuerst damit.

GoTo-Funktion über Notebook mit der Software Stellarium

Wie man das mit der Planetarium-Software Stellarium macht, habe ich im Artikel über Stellarium selbst genau beschrieben.

Goto-Funktion über Notebook mit der Software Cartes du Ciel

Wie man das mit der Planetarium-Software Cartes du Ciel macht, habe ich im Artikel über Cartes du Ciel selbst genau beschrieben.