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天文发烧友自磨镜片打造大口径望远镜摄月

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发表于 2017-3-9 13:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  随着国内天文摄影热的兴起,越来越多的对天文和探索宇宙感兴趣的朋友开始购买成品望远镜,赤道仪和天文摄像头进行天文摄影,进行宇宙探索。除了购买成品望远镜以外,自己磨制打造大口径的反射式望远镜也是一种方法。通过购买价廉物美的玻璃镜胚,按照一定的方法进行磨制,经过自己的努力就可以收获一个大口径的主镜,也是一个非常有成就感的事情。

  国内天文爱好者颜明哲就自己磨制了一面16寸的主镜,并且成功的实现高清晰度的月面拍摄。我们来看一看他的成果吧。
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我从小就保持对天文爱好的热情,至今每年都订购《天文爱好者》,也经常通过北京天文馆邮购科普书籍,直到2013年,突然有个自制牛反的想法,决定自己动手磨玻璃制作抛物面牛反,为此网上到处搜寻有关磨制牛反的资料,认真学习领会反射镜的光学原理以及如何磨制反射镜主镜。
经过研究,发现磨床大砂轮是白刚玉砂粒,硬度跟玻璃差不多,可以当工具板,就采用独特的砂轮工具板磨镜片,不是传统的玻璃对磨,事先用手磨机把镜片玻璃磨凹弧面,砂轮磨成凸面,而且通过线切割加工准确的凸凹薄铁板弧度卡板各两个,来检验主镜玻璃,工具板弧面准确性,手磨机磨好弧面后,加粗粒研磨膏进行粗磨,当玻璃镜面跟工具板的坑坑洼洼都磨完吻合后开始磨料细磨,完成后在砂轮工具板上制作沥青模抛光,首先抛光到刀口仪焦点处一切全黑的球面再改变手法求抛物面,并且在镜片上挂固定尺寸的带齿十字铁条来检测阴影法线符合情况,最后精磨到准确抛物面面型,然后制作镜筒,自制调焦座,三脚架手动经纬仪,开始边未镀膜观测高倍清晰度边修磨精度,当情况非常理想才给镜片镀反射膜。
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接着开始目视以及目镜后数码相机拍摄一些月亮等天体,但数码相机单帧效果远不如摄像头拍摄视频叠加的,2016年购买了中国天文相机制造商QHYCCD刚推出不久的QHY290M摄像头,该产品是200万高清,采用背照式图像传感器,并且帧率很快,拍摄天体很有优势,特别是拍摄月亮,高帧率可以很大抵消视宁度不佳的影响,为此,自己设计并手工制作一台大型,可以胜任承载16寸牛反的跟踪系统,这套跟踪装置采用单根极轴转动方式,就是通过一些减速器串联高倍减速,最后带动一根带极轴镜的转动轴,轴上面安装一个经纬仪给望远镜调整指向,这样就可以让望远镜使用QHY290M摄像头拍摄制作作品。


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使用摄像头拍摄算刚入门,经验严重不足,所以咨询了很多天文论坛的高手拍摄制作方面技巧,刚开始拍摄制作一些天体作品,主要是月貌,发现重影比较厉害,经有经验的同好提醒,使用星点法发现是主镜安装不妥,镜片被压迫变形,调整后情况明显好转,11月18日凌晨,天空透明度非常好,十九的月亮清洁明浩挂在头顶,视宁度很好,用16寸牛反,QHY290MM,ES2X巴罗拍摄月亮表面,都是全像素1920X1200,增益10几,曝光不超过10,这时的帧率只有25左右,一般帧率需要30以上才不会因为视宁度问题导致图像胶着模糊,叫果冻效应,所以拍摄月面需要小点像素,争取高帧率。后来才知道,对于这台相机而且如果采用USB3.0接口,将USB带宽限制的值调小一些,则帧率能到100多帧每秒的高帧率,因为拍摄方面还在学习熟悉阶段,这技巧是这次之后同好介绍的,好在那天早晨天气超好,低帧率拍摄出来的效果很好,细节非常清晰,作品发表在牧夫论坛后,很多同好都给于佳评。(见图十九月亮)
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月亮的阿尔俾斯谷中月溪是很多天文爱好者挑战拍摄的目标,只有口径大分辨率足够才可以拍摄出来,12月7日农历初九,初九月亮刚好是拍摄这个月溪的理想时间,用16寸,QHY290M摄像头加3X巴罗拍摄几段视频进行制作,出来的每个作品都可以清楚看出这条月溪。(见图月溪)



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12月10-11日的晚上天气不错,月亮升到一定高度就开始拍摄,10日拍摄制作了月亮虹湾,哥白尼坑,柏拉图等,还是16寸加QHY290M,这次视宁度非常好,QHY290M的全像素低帧率效果非常不错,细节清晰。
2017年元旦天气非常好,傍晚月伴金星上场,初四月牙与金星都很明亮清澈,两个天体在太阳刚下山已经比较低空,理想拍摄时间不超过半小时,
因为16寸望远镜加上大的跟踪系统非常庞大,对准一次目标稳住就得花点时间,所以只能拍摄一个,考虑到初四月牙同时好天气的不多,金星天天有,决定拍摄月亮,还是QHY290M,加2X巴罗,结果出来后感觉效果很棒,细细月牙拍摄出很多月貌细节,在牧夫论坛发表后,大家说有登陆月球的感觉。(见图初四月牙)


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过完2017年春节的天气一直不好,直到元宵节晚上才天气不错可以拍摄,天文爱好者都知道满月的光暗反差最小,细节几乎没有,没什么月面细节好拍,但那天是元宵节,想拍个元宵满月看看,还是同样16寸,QHY290M,加个2X巴罗,因为太亮,增益调0,专门拍摄月亮边缘有光暗区域,结果出来发现满月可拍的细节蛮多,而且边缘那些月貌有种深幽神秘感觉。

2017年2月14日晚上天气不错,傍晚透明度视宁度很好,太阳还没下山就把设备准备妥当,等待太阳下去后开始金星最佳拍摄时段,当天开始黑,金星发亮马上开拍,还是QHY290M摄像头,加3X巴罗,685滤镜,拍摄几段视频进行制作,金星外形不错,就是表面没细节,需要加专门拍摄金星的UV滤镜才有色彩细节,期待下次添个UV滤镜拍摄金星,半夜后月亮升的高度接近中天,开始拍摄初亏月亮边缘一些阴影反差区域,因为视宁还可以,包括危海以及周围,加个2X,3X巴罗拍摄出来效果还不错,QHY290的灵敏性极佳,可以拍出很小细节,比较给力,(见图2月14日,危海系列等)



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但因为我摄像头拍摄制作刚入门不久,还在学习技巧阶段,所以作品不太专业,相信多向些高手前辈学习了解,以后作品会越来越好,目前开始在磨制一个20寸牛反望远镜系统,支撑设计为极轴转动跟踪,希望能够制作出高精度望远镜,拍摄出更好。



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评分

1

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发表于 2017-3-9 15:34 | 显示全部楼层
不错,学习了。
发表于 2017-3-9 22:41 | 显示全部楼层
哗!一个字:牛!
发表于 2017-3-10 22:10 | 显示全部楼层
这是相当的牛!
发表于 2017-3-21 16:15 | 显示全部楼层
牛人、牛镜,相片更牛
发表于 2017-3-21 16:31 | 显示全部楼层
好棒!赞一个!
发表于 2018-3-8 14:59 | 显示全部楼层
膜拜大神!

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