赤道仪与经纬仪怎么选:天体跟踪原理与极轴校准
把望远镜对准土星,十几秒后它就溜到了视野边缘。这不是镜子出了问题,而是地球在自转。弄懂这一点,就能明白经纬仪和赤道仪各自在解决什么,以及极轴校准为什么值得花那十分钟。
天体为什么会在视野里移动
地球自西向东自转,一圈接近24小时,于是整片星空看起来自东向西转动,每小时大约15度。肉眼察觉不到这种速度,可一旦放大几十倍,视场只剩月亮那么宽,目标几十秒就会滑出去。用相机长时间曝光也一样,星点会被拉成弧线。
这种转动有一个中心,北半球就在北极星附近,北极星离北天极不到1度。打开在线星图把时间往后拨几个小时,能看到所有星星都围着这个点画圆。跟踪设备要做的事,就是让镜筒以同样的速度追上去。
经纬仪:上下左右的直觉
经纬仪有两根轴,一根管水平方向转动,一根管仰角高低,操作方式和用手指天差不多。它结构简单,重量轻,架起来就能看,道布森式望远镜就属于这一类,很适合新手目视看月亮、行星和亮星团。
它的短板在跟踪。天体走的是斜着的弧线,经纬仪要两根轴同时以不断变化的速度转动才跟得上,手动只能一点点推。带电机的经纬仪可以自动跟踪,但视场会慢慢旋转,目视没有影响,拍深空长曝光就会在画面边缘留下旋转拖影。
赤道仪与极轴校准
赤道仪把其中一根轴倾斜过来,让它和地球自转轴平行,这根轴叫极轴。对准之后,只要赤经轴匀速转动,就能抵消地球自转,星点在画面里稳稳不动,所以长曝光摄影基本离不开它。代价是更重,要配重块,安装也更讲究。
极轴校准的流程大致如下。先把三脚架调平,让赤道仪的极轴大致朝向正北,再按所在地的纬度设定极轴高度角。接着通过极轴镜找到北极星,它并不在天极正中,需要按当下时间放到刻度圈的指定位置,很多手机App能直接算出这个位置。南半球没有明亮的极星,要靠南极座附近几颗暗星,或者借助电子极轴校准设备。
装好镜筒后再调赤经和赤纬两个方向的平衡,松开离合时镜筒不该自己往一边倒。平衡做得好,电机负担小,跟踪也更平稳。
GoTo、手动与星野小赤道仪
GoTo系统存着大量天体的坐标,完成两三颗星的校准后,选中目标它就自己转过去,在城市里找暗弱目标时能省下大量时间。手动设备则逼着你认星、学跳星,熟悉天区之后反而更从容。两条路没有高下,看你更想把时间花在找上还是看上。
如果主要拍银河和星座,星野小赤道仪是轻便的选择。它只负责带着相机加广角或中焦镜头跟踪,能塞进背包,配合银河规划挑好银心升起的时段,单张曝光可以从十几秒拉长到一两分钟。它的承重有限,挂长焦镜头会明显吃力。
电池与低温
冬夜观星,电池往往比人先撑不住。锂电池在零下环境里可用容量会明显缩水,电压一低,GoTo可能指向偏差、电机丢步,甚至中途重启。备用电池放在贴身口袋,用的时候再换上,比一直挂在支架上耐用得多。
低温下电源线和数据线会变硬,插拔时动作要轻。出发前在今晚看什么里定好目标和时段,把有限的电量留给真正需要跟踪的部分。
常见问题
新手第一台应该选经纬仪还是赤道仪?
以目视为主的话,经纬仪或道布森式更省心,架起来就能看,学习成本低。如果明确想拍深空长曝光,赤道仪绕不开,但要接受它更重、安装步骤更多。只拍银河星野,星野小赤道仪加相机就够用。
极轴校准要做到多准?
目视观测大致对准北方、纬度设对就能用。摄影的要求随焦距和曝光时间上升,广角镜头曝光一两分钟容差较大,长焦拍深空就需要用极轴镜精调或电子校准,误差越小,星点越圆。
看不到北极星时怎么校准?
北极星被建筑或树挡住时,可以先用指南针结合当地磁偏角粗略对准北方,再用GoTo的多星校准修正指向。部分设备支持不看北极星的电子极轴校准,通过拍摄天区自动计算偏差。南半球本来就主要依靠这类方法。