굴절망원경 분해조립 - 다시는 안할겨

2026-02-09



이게 뭔 사진인가 ㅎㅎ
굴절 망원경 분해 조립 후 테스트 샷.
도심에서 별이 몇개 안보여서 랜덤 방향으로 여러장 찍은 후 마스크 합성했다.
흠... 오른쪽 별상이 더 부었군... 왜지?

광축 문제인가 틸트 문제인가.


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아주 오래 전 구매했다가 어느 때부턴가 손이 잘 가지 않게 된 소형 아포 굴절. Astrotech 65EDQ
3매 아포크로맷에 ED가 한장 들어가고 뒤에 1매 플래트너가 들어가는 구조였던 걸로 기억한다.
찾아보니, 3매 중 2매가 ED이고 그중 하나는 FPL-53이로군.

몇 년 전 언젠가 추운 날씨에 렌즈 셀에 유격이 생겨 덜그럭 거린 이후 광축도 심하게 안맞아버렸다. 그렇게 몇 년 동안 상자에 방치했더니 곰팡이도 슬금 슬금 올라왔었다.
곰팡이 청소하려고 렌즈 셀 풀었다가... ㅎㅎㅎ. 조립 방법도 몰라 어찌어찌하다 중간 렌즈에 스크래치도 났다. 아뿔사. 중고로 내놓을 수도 없는 하급 물품으로 전락. 이미지에 영향을 줄 만한 흠집은 아니지만, 돈받고 팔 수는 없는 크기의 흠집이지.

그러다가 초점길이 400mm 부근의 아포 굴절이 필요해졌다.
태양 분광도 필요하고, 고분산 분광기에도 좀 쓸 데가 있고, 항성 스펙트럼도 이걸로 좀 찍으려고 하는데, 새로 사자니 돈도 없다. 이게 광학적으로 그렇게 후진 제품이 아니었던 걸로 기억한다. 좋아, 이 놈을 살리자! 

분해는 어렵지 않다.
3매의 렌즈 중 가운데는 양면 볼록이고 전방 곡률이 더 크다. 가장 전방의 렌즈는 전면이 볼록하고 후면이 오목하다. 가장 뒤쪽 렌즈는 전방이 오목하고 후면이 거의 평평하다. 이것만 기억해도 렌즈 순서는 다시 맞출 수 있다. 플라스틱 스페이서가 2장 들어가는데 가지런히 펼쳐 놓으면 곡면의 모양이 다르다. 이걸 렌즈의 곡면에 맞추어보면 스페이서 위치와 방향도 금방 다시 맞출 수 있다.
  
학습을 했으니 과감하게 세척하고~

렌즈 셀의 내경은 유리알에 꼭 맞게 들어가기 때문에 조립할 때 경사지면 잘 안들어간다. 원통 모양의 마운트에 렌즈 3장과 스페이서를 차곡차곡 쌓은 후 렌즈 셀을 덮듯이 조립하면 된다. 렌즈를 쌓을 때 공장에서 조립시 표시된 방향을 정확히 맞추어야 한다. 이게 핵심.

사진에서 빨간 유성펜으로 표시한 게 공장에서 광축 맞추어 조립할 때 표시한 선이다. 전에는 왜 이걸 못봤을까? 후훗.


렌즈를 쌓아준다.
이 제품은 렌즈 셀 전방에 고정 나사가 있으므로, 렌즈를 쌓을 때 렌즈 후면이 위로 오게 쌓아야 한다.




렌즈 셀을 덮은 모습. 보이는 방향이 망원경의 후방이다.

이제 테스트.
초저녁에 베란다에서 보이는 별로 테스트. 극축은 뭐 대략 방위만 맞추고.
 


음... 밝은 별은 밝은 별이고.
나쁘지 않은 건가?
극축을 맞추지 않은 상태라서 15초 동안 북쪽(위쪽)으로 조오금 흘렀다.
렌즈 셀을 꽉 조이지는 않아서 핀치 현상은 없는 것 같다.


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이번에는 시리우스를 바티노프로 중심에서 초점을 맞춘 후 센서 구석 구석에서도 초점이 맞는지 확인해보자.
광축 진단하는 소프트웨어도 있는 거 같지만 내가 무슨 업자도 아니고 굳이 뭘 그걸 사. 바티노프 회절상으로 틸트나 광축 진단하는 방법도 나름 유용하다.

일단 색수차는 거의 없어 보인다. 노출을 적게 주고 1차 간섭상을 보아야 자세히 파악할 수 있겠지만 이 정도면 색수차는 엄청 잘 제어된 것 같다. FS60보다는 훨씻 낫다.

역시.... 이미지 상단보다는 하단에서 초점이 좀더 많이 나갔다. 초점 나간 방향이 이미지 위쪽과 아래쪽에서 반대인 걸 보니 카메라 틸트(센서 틸트) 문제인 것도 같지만... 장담할 수 없다.



틸트도 원인이 참 많아서...
- 무거운 카메라는 접안부 처짐
- 접안부 고정 나사로 인한 틸트
- 카메라 센서 틸트
- ...

이거 잡으려면 카메라 회전하면서 수없이 많은 사진을 찍어봐야하는데.... 에휴 그럴 시간이....
오늘 테스트는 여기서 만족.

몇 년 전 이 망원경 내칠 때보다는 상태가 개선되었다. 그땐 틸트 진짜 심했음. 
꼼꼼하게 더 튜닝해보고 아쉬운대로 써야겠다.

어이 없는 한 장 NGC 6543 - 고양이 눈 성운

2026-02-06

촬영 장소를 더 이상 활용할 수 없는 상황이 되었다.
세팅 다 끝나고 촬영 시작하고 10 분만에 철수 ㅠ

GSO 8" RC + TRF2008 + IMX571
EM-200, TeenAstro
OIII, 600s

이 대상은 정말 어려울 것 같은 예감이 든다.
가운데 폭발 중심은 아주 밝아서 그 옆(오른쪽 약간 위)에 있는 9.8등급 짜리 별보다 더 밝다. 허블 망원경이 이 부분에서 맥동으로 불려나가는 가스 껍질을 촬영한 그 사진이 유명하다. 600초 OIII 필터 노출에서 당연히 과노출 되었다. 다음에는 이 부분 디테일이 보이도록 노출 시간을 조절해봐야겠다. 이 부분은 RGB 채널로 촬영한 작품도 많이 있다.
바깥쪽 성운은 아주 어두운데, [OIII]와 Ha를 방출하는 덩어리들이 약간 다르게 분포한다. 다른 방출선은 거의 없으니 이 부분은 HOO 팔레트가 적절하다. [OIII]가 비교적 강하게 방출되는 덩어리는 따로 IC 4677로 목록 번호가 부여되어 있다. 그 바깥쪽에는 Ha를 방출하는 고깔 모양의 충격파면(bow shock)이 있다. 당연히 이 사진에서는 안보인다.
이 희미한 성운의 더 바깥쪽에는 이것보다 약 3배 크기의 아주 희미한 껍질이 있는 것 같다. Alex Woronow의 작품 갤러리에서 확인할 수 있다.

차츰 데이터를 모으면서 중심부 형태 먼저 살려보자.

잠깐 생각해봤던 문제
바깥쪽 성운을 살리려면 협대역 장노출을 해야하는데, 중심부가 밝으니 부경 스파이더 간섭상이 강하게 뻗어나온다. 딱히 피할 방법은 없어 보이고...
스파이더 방향은 망원경과 실제 하늘의 상대적인 오리엔테이션과 관계된 것이므로 카메라의 회전과 상관이 없다. 기본적으로 망원경은 적경, 적위축에 맞추어 설치되고 스파이더 방향은 십자(+) 또는 45도 경사의 엑스자(X)로 정해져 있으니 사진을 찍어도 늘 RA/DEC 방향에 대해 지정된 각도로 형성된다. 그러니까 고정 관측지가 아니어도 스파이더 방향이 매번 달라질 걱정은 하지 않아도 된다.


광시야 연습

2026-01-28

작은 적도의 만들었던 거 아들한테 주고 
연습 삼아 습작을 찍어 보았다. 그냥 기록용.

Samyang 135mm @f/4 + Fuji XT-1
no guide
15sec 184subs  (46min)
no bias, dark, flat
DSS, MaxImDL, Photoshop

Samyang 135mm @f/4 + Fuji XT-1
no guide
30sec 84subs  (42min)
no bias, dark, flat
DSS, MaxImDL, Photoshop


달이 있어서 별로였다.
장미 성운은 달이 진 후에 찍은 것이지만 고도가 낮고 남서쪽도 밝아서....

적도의는 아주 훌륭하게 잘 작동한다.

센서에 묻은 먼지는 플랫으로 빠질 만한 것이 아니라서 분해해서 청소했다.

게성운 습작

2016-01-25


M 1 - Crab Nebula (crop)
8" Newtonian w/ paracorr f/4.6
Touptek IMX571 sensor camera
LRGB 1.5h + HOO 1h


LRGB + HOO



HOO



LRGB


반사 망원경에 카메라 위치를 아래로 달고 포커서도 연결했다.



이번에는 전동 포커서를 못썼네.... 다음엔 포커싱에 신경을 더 써야지. 온도가 변하니 초점 변화가 적지 않다.
EM-200 적도의도 잘 작동되고 가이드도 나쁘지 않다. 밸런스를 깨지 않았더니 백래시 보정이 조금 길었다.
광축은 잘 맞기는 했는데 주변상이 좀더 나오도록 더 세밀하게 조정해야겠다.




미러 세척, 광축 맞추기

2026-01-15

GSO 8인치 RC 주경 세척.
흠... 몇 해 동안 찌든 때를.... 푹 불려서 닦았어야 하나.





2016-01-21

오늘은 뉴턴 망원경 주경 세척.... 후 사진 밖에 없네.


이제 미러셀 간극 조절하고.

센터 마크 보면서 부경 조절하고..
호위글래터 레이저 콜리메이터 진짜 편함.

접안부에 꽂힌 레이저 포인터를 경통 내부로 들어다 본 모습.
동심원이 레이저 포인터의 동심원과 일치하도록 주경 조절.


흠....
동심원이 잘 맞는지 확인하려고 아래와 같이 레이저 포인터 앞면을 개조했다.





새해 태양 SHG 스캔

2016-01-04

태양분광장치(SHG)로 태양 스캔
기록용.

H 알파


이날 DEC 방향으로도 5장 스캔하고 RA 방향으로 6장 스캔해봤다.
이게 부분별로 일그러짐이 다 달라서 그냥 합쳐서 평균하면 디테일이 떨어진다.

결론은,
시상이 가장 중요하다.
많은 스캔을 해서 최적화된 부분만 스캔하면 되겠다.(레지스탁스 같은 걸로)

아래는 칼슘K






EM-200 모터 개조에 대한 생각

2026-01-11


<유격 조정> 
왜 적경축이 잘 회전하지 않을까?
다시 분해하고 손을 기어 박스에 넣어 돌려보니.... 안돌아간다. 헉.
적경축을 완전히 분해하려고 했으나... 기어가 돌지 않는 것은 축의 회전과 관련이 없을 것 같아 그만 두었다.
적경축 웜기어가 너무 유착되어 있다고 진단하고, 아래와 같이 조치했다.
(1) 웜기어와 베어링의 위치를 잡아주는 부분(은색 알루미늄 캡)을 풀고, 웜기어 박스(나사 2개로 고정되어 있음)를 살짝 풀었다.
(2) 느슨하게 풀어 놓으면 베어링을 양쪽으로 각각 빼낼 수 있다. 녹이 슬어서 청소를 하고 그리스를 재도포했다.
(3) 베어링와 웜기어를 원래 위치로 잡아주었다. 유격은 없되 웜이 자유롭게 회전해야 한다.
(4) 웜기어 박스를 조금씩 움직이면서 유격를 조정한다.
조정 후 잘 돌아간다.

실외에서 테스트하니 또 걸린다.
위의 (4)번만 다시 조정하였다. 유격이 아주 작은데 부드럽게 잘 돌아간다. 
이제 건들지 말아야지.

<모터 토크 점검>
지금 구동 모터는 PK243-SG7.2.
홀딩 토크는 0.4 Nm로 충분한데, 120 rpm이 넘어가면 토크가 감소하기 시작하며 250 rpm에서는 토크가 절반이하로 떨어지고 그 이상에서는 0이 된다!!!
계산해보면(감속비 180*7.2), 240배 고속슬루를 할 때 모터는 216 rpm이 되어 거의 한계에 달한다.
더 이상 빠른 속도를 낼 수 없다. 바로 탈조가 난다.
후속 제품으로 나온 PKP243D15A2-SG7.2은 다르다. 토크가 유지되는 회전수는 416 rpm이다. 계산해보면 항성 속도 460배까지 가능하다. 문제는 이 모터가 비싸다. 20만원이 넘는다.
아래 토크 비교.



속도와 펄스 계산.


<다른 대안>
[0]
그냥 쓴다. 슬루 속도 200배 이하로하고
밸런스 잘 맞추고
가감속 길게 주고.

[1]
벨트를 이용한 개조 사례가 있다.
웜기어 박스 밖으로 5:1 벨트를 사용한 것.

[2]
적절한 스퍼 기어 조합을 쓰면 5:1 감속 구현이 가능하다.
기존의 기어(0.75모드 50T)와 이가 맞는 스퍼기어도 구입이 가능하다. 웜-50T  → 25T  → 10T를 단계별로 배치하면 좁은 공간에 구현이 가능하다. 그러나, 축 구멍 가공 문제도 있고 기어를 잡아주기 우한 플레이트 가공도 문제가 된다. 기어 전달 방식 특유의 단점(소음과 진동, 백래시)이 더욱 커진다.

[3]
엔코더를 가진 DC모터를 사용하는 방법.
새로 개발하거나.... 비싼 제품을 구입해야 한다. 
엑스스카이에서 판매.

값싼 무슬릿 분광기 제작





목표
(1) 항성 스펙트럼을 얻을 수 있어야 한다. 교육용 수준의 자료를 얻자.
(2) 값싼 부품과 쉬운 기술만 사용하여 진입 장벽을 낮추자.

부품
투과형 회절 필름. PET 소재.
카메라와 망원경. T링 등 몇 가지 연결용 부품

설계
망원경에 바로 연결하는 직초점 방식.
0차상(별상)과 1차상(분산)이 함께 찍히므로 교육 자료로 활용하기 편하다.


2025-09-26

제작
회절 격자 1000라인짜리를 하나 갖고 있어서 세팅하고 촬영해보았다.
회절 격자는 C-T2 연결용 판에 양면 테이프로 고정했고, 그것을 T링 내부에 넣어 고정했다.
분산되는 방향을 조절하려면 T링의 세트스크류를 풀어서 회전시키면 된다. 


아래는 알비레오.
GSO 8" RC + Fuji XT1
Diffraction Grating 1000 line/mm

아래는 베가를 촬영한 것. 초점을 달리하며 여러 번 찍어보았다.
 

결과
(1) 회절 격자의 분산이 너무 커서 별상과 스펙트럼 사이의 거리가 멀고, 스펙트럼도 길~다.
(2) 0차 분산(별상)과 1차 분산(스펙트럼)의 초점 위치가 너무 다르다. 0차 분산에 초점을 맞추면 1차 분산이 엉망이고, 반대도 마찬가지.
(3) 스펙트럼 내에서도 파장에 따라 초점이 크게 다르다.  특정 파장에 초점을 맞추면 다른 파장에서는 초점이 맞지 않는다. 

분석


회절 공식에 넣어 계산해보면... 파장에 따라 초점 위치가 다르다. 
이 문제를 해결하려면 분산을 줄이거나 회절격자를 기울여야 한다.

다음 테스트 방향
(1) 격자상수가 낮은 회절격자를 이용해보자.
(2) 회절 필름과 센서 사이의 거리를 변화시켜 비교해보자. 

2025-10-09
회절격자 100 라인/mm로 교체하고 테스트.
아래와 같이 회전장치(CAA)를 이용해 회절 격자를 쉽게 회전할 수 있도록 바꾸었다.
회절격자와 센서 사이의 거리를 늘이기 위해 적절한 길이의 M42 튜브를 추가했다. 튜브를 없애면 거리가 33 mm, 삽입하면 63 mm가 된다.



날이 흐려서 멀리에 있는 타워크레인 불빛 관찰.

위 : 회절격자 100라인/mm 센서와의 거리 33mm
아래 : 회절격자 100라인/mm 센서와의 거리 63mm
AT65Q + Fuji XT-1
cropped

결과 
(1) 0차, 1차, 2차 분산이 다 들어온다.  초점도 전반적으로 잘 맞는다.
(2) 센서와 회절 격자를 길게 하면 분산이 확대된다. 공간 배율은 변하지 않는다. 별상 크기와 센서의 픽셀 크기를 고려하여 적절히 확대율을 정하면 되겠다.

번외 -1
건물 뒤로 태양이 가려지면서 폭이 좁은 광원이 되니 흡수선이 좀 보인다. 대기 흡수선 A선, B선이다. 


번외-2
추적 장치가 없을 때에는 별이 흐르는 방향(RA-; 서쪽 방향)이 스펙트럼이 펼쳐지는 방향(파장 방향)과 수직이 되도록 분광기를 돌리고 고정 촬영하면 된다.
아래 사진에서 가로 방향이 분산 방향, 세로 방향이 별이 흐른 방향이다.


문제점
별빛에 청록색이 없다. 다른 연속 스펙트럼 광원을 찍어봐도 마찬가지.
흑백 카메라로 해도 마찬가지...


회절격자가 이상하게 만들어진 것으로 확인.

다음 테스트 방향
격자상수 300 라인/mm로 변경해보자.

2025-11-17

분산을 좀더 높이기 위해 300라인으로 교체했다. 청록색이 잘 살아났다.
회절격자와 센서 사이는 적절히 조정했다.

AT65Q(FL=423, D=65) + Fuji XT-1
Diffraction Grating 300 lines/mm
ISO 2000, exp 30"

Vega
위  ISO 2500, 1sec
아래 ISO 640, 1sec

결과
(1) 밝은 별은 노출 시간이 길지 않아도 된다. 스펙트럼이 포화되지 않을 정도로 짧은 노출을 주고 여러장 찍어서 신호/잡음 비를 높여야 한다.
(2) 컬러 센서는 스펙트럼 영상을 해석하기에 부적절하다.

2025-11-23
이번에는 흑백 카메라로 촬영했다.

Vega - slitless spectrum liveview
AT65Q + IMX178 camera

아래는 순서대로 Sirius, Betelgeus, Aldebaran.
1초씩 20장 내외를 촬영했다.


스펙트럼이 잘 보이지 않으므로 상하 방향으로 이미지를 늘여보았다.


결과
(1) 흑백 카메라로 전 파장에서 고르게 잘 나온다. 컬러 센서 fiter bayer로 인한 특별한 인조물(artifact)도 없다.
(2) 긴 파장 쪽 흡수선이 선명하지 않다. 


2025-11-28
이번에는 회절 격자를 기울여서 설치해보았다.
큰 와셔(아래 사진에서 구리색)에 회절 필름을 붙이고 경사를 주어 글루건으로 고정했다. 경사는 8도로 했다. 회절 격자를 경사면에 붙일 때는 반드시 분산 방향과 경사 방향이 같도록 해야 한다. (아래 사진에서 와셔에 표시된 검은 선)
회절격자는 PET 소재로 어느 정도 두께를 가진 것이 좋다. 부착할 때 구불구불 울지 않기 때문이다. 유리가 더 좋지만 원하는 모양과 크기로 가공하기 어렵다.



연결 부품들과 카메라


회전장치 내부에 위 사진과 같은 회절 격자 마운트를 끼우고 전방부 노즈피스를 끼워넣으면서 고정한다. 전방 노즈피스와 회절격자는 함께 움직인다. 회전장치를 풀면 뒤쪽에 연결되는 카메라를 따로 회전시킬 수 있다.
스펙트럼이 펼쳐지는 방향이 화면의 가로 방향으로 정확히 일치해야하는데 이것을 위해서 부드럽게 회전하는 장치가 필요하다.


조립된 상태
별들 사이로 스펙트럼이 펼쳐지는 방향을 바꿀 때, 적위(N-S)방향으로 흐르게 하고 싶을 때는 아래와 같은 분광기-카메라 연결 모듈 전체를 회전시키면 된다. 이때는 사진 속의 CAA를 돌리는 게 아님.

촬영 결과

FS60CB + 300 Grating + IMX178 camera
1sec_21sub for each star

확대. 세로 방향 과장.


아래는 회절 격자를 기울이지 않은 것(11월 23일분 촬영)과 기울인 것(11월 28일 촬영)을 비교한 것이다.

Betelgeus spectrum

Betelgeus spectrum
Grating tilt 8 degrees

회절격자를 기울인 것이 확실히 효과가 크다.


이 정도면 저비용 분광기로 아주 훌륭하다고 자평해본다.

번외
추정 장치가 없을 경우 스펙트럼 분산 방향과 수직으로 별이 흐르게 하면 된다. 즉, 분산 방향이 남북 방향이 되도록 분광기 및 카메라 뭉치를 함께 회전시켜야 한다.
시각적으로 넓은 띠 모양으로 나오니 선의 위치를 동정하기 편리하다.
단, 배경 별이 겹쳐질 가능성이 있기는 하다.


horizontal box profile로 차트를 얻을 수 있다.