자작 망원경 별상 조정(solved)

1 Oct 2023


지난 8월에 구름과 싸우면서 조정한 결과,
미러 스트레스 특히, 전면 고정 발톱이 누르는 스트레스를 풀어주었다.
그 때는 주경 조정을 못한 채 중단했었다.

이번에 그 상태 그대로 초점을 조여보니 성상이 별로다. 대칭도 깨지고 중심부 별상도 모양이 맞지 않다.

Deneb 주변 test
Custom 8" Newtonian + Fujiflim XT-1(APSC)



극축도 잘 맞추었고 오토가이드도 RMS 0.5"로 문제가 없었다.




성상이 완전히 기울어졌으니까... 틸트 문제이거나 부경 문제???
카메라를 빼고 레이저 콜리메이터를 넣어보니 부경이 기울어졌네. 건드린 적 없었는데...

교정 후 다시 촬영


모양이 좀 나아진 것 같지만 위아래 타원형이다.
부경 경사각이 문제인가 싶어 다시 확인해봐도 주경 센터에 딱 들어온다. 혹시 주경 센터 마크가 틀린 건 아닐까?
여기부터 주경 조정만 두 시간 이상 했다. 3점 지지 푸시-풀 볼트를 아무리 조정해도 타원형이다. 그래도 나름 잡아보려고 분투한 결과는 아래와 같다.




사진 위쪽에서 가로 방향의 비네팅은 비축 가이더 프리즘 때문이다. 너무 광축에 가깝게 들어와 있어서 광경로를 막고 있다. 요것도 교정해야겠네.

이나마 성상 잡아놓은 것도 초점을 더 맞추면 타원형이 되면서 오그라든다. 더 이상은 못하겠다. 초점을 잡아보니 역시 비대칭...



에휴 뭐든 찍어보자... 달이 밝기도 하구나... 엉망이네.


왼쪽 가장자리 어두운 그림자는... 비축 프리즘인데.
저것이 왜 저렇게 삐딱한 위치에 있을까? 그땐 몰랐다.

오늘 아침, 촬영 당시 모습 그대로 들고 온 망원경에 플랫 조명을 올리고 찍었다. 
당연히 똑같이 나오겠지.


뭐야 비축 프리즘이 왜 이렇게 많이 가리는가 봤더니, 센서에서 가이더까지 거리가 너무 멀고 비축 프리즘이 너무 안쪽으로 들어가있는 것 같다. 이것도 조정이 필요하겠다.


그런데 이게 왜 이렇게 돌아가있지? 카메라 아랫 방향으로 맞추었었는데...
맙소사!!!!! 비축 가이더와 T링 사이의 볼트가 풀어져 있었다. 덜렁거린다.
카메라도 경사져 있었던 것.
포커서 고정 볼트와 비축 가이더 고정 볼트를 헛갈렸던 것 같다.


그래서 광축이 안잡혔구나. 틸트 때문에...
별상이 늘어진 방향도 카메라가 기울어진 방향과 일치한다.
(03 Oct 2023 수정 : 센서 틸트에 의한 문제는 초점 앞 뒤로 움직일 때 초점이 맞는 부분이 이미지 한 쪽에서 다른 쪽으로 이동하는 게 특징이다. 이 경우 그렇지 않으므로 센서 틸트는 원인이 아니다.)


나머지 시간은 쓸데없이 낭비해봤다. 이건 뭐....





부경 스파이더 간섭상은 깔끔하게 잘 나온다.


다음 과제는,
* 주경 셀 분리해서 미러 스트레스 줄이기(특히 측면 스트레스)
* 주경 셀 뒷면 지지 부분(현재 코르크 3점) 넓히기
* 인공별로 성상 테스트(주경 틸트 미세 조정)
* 비축 가이더 프리즘 위치 조정

3 Oct 2023
날씨가 잠깐 맑아서 다시 시도.

[1] 카메라 틸트가 문제였나?
카메라 결속 잘 확인하고 광축을 맞추어도 마찬가지다. 똑같은 증상.
결론 : 카메라 틸트는 아니다. 또, 틸트에 그다지 민감하지 않다는 것도 확인한 셈.

[2] 부경 센터 체크 : 이상 없음

[3] 주경 앞셀과 뒷셀의 물리적 거리(틈 2mm로 설계함) : 이상 없음
오히려 주경 조정하다가 계속 뒤로 밀려나서 재조정함.

[4] 레이저로 재정렬
다 잊고 처음부터 다시 정렬해보자.


레이저 콜리메이터 끼우고, 주경 센터에 포인터가 들어가도록 부경 각도를 문제없이 맞추었다.
주경에서 반사되어 올라오는 레이저 표식이 다시 레이저 콜리메이터에 들어가는지 확인했다. 약간 틀리지만 주경 미러셀 조정으로 간단히 해결.


[5] 결과 : 뭐지? 처참한데?  
타원형 성상이 나온다. 
초점에 가깝게 조이면 삼각형으로 변형된다. 
초점을 지나치면 상이 반전된다.
이런 성상이 필드 전체에 동일한 방향과 동일한 크기로 나타난다. 

(아래 영상 : 초점 도우미(focus assist)로 중심 별(Vega) 상만 확대한 것.)

[6] 해석
부경 스파이더는 화면상에서 "+" 방향으로 배치되어 있다. 
별상의 삼각형 방향이 ▽ 또는 △ 모양이 된다. 미러를 잡고 있는 발톱(전면 지지 3점)과 측면 지지 볼트(6점)가 놓여 있는 방향과 일치한다.
필드 전체에서 동일한 모양이 나타난다는 것은 광학 요소 개별적인 틸트나 편축이 아니다. '핀치'라고 부르는, 전형적인 미러 스트레스의 패턴이다.
   - 가장 가능성 높은 의심 : 주경의 미러 스트레스
   - 다른 가능성 : 부경 스트레스? 그렇지만 부경은 작고 두꺼워서 그럴 가능성이 적을 것 같다. 
   - 또 다른 가능성 : 코마코렉터의 스트레스. 결속부가 너무 꽉 조여졌는지 확인해볼 필요가 있겠다. 그치만 가능성은 낮아 보인다. 왠지. 

[7] 추가적인 공부
미러가 미러 셀 내에서 접촉하여 지지를 받으면 안된다고 한다. 특히 미러 전면부!!!
미러가 셀 내에서 미세하게 움직일 수 있어야 한다고 한다. 몰랐네.

참고 링크


04 Oct 2023

미러셀을 해체했다. 주경 스트레스를 줄이기 위해 변경한 내용은,
① 후면 지지 면적을 넓혔다. 알루미늄 셀 자체의 평탄성은 확인하기 어렵지만 큰 문제 없을 거라 기대한다. 다음에 만든다면 후면 지지 면적을 더 넓히면 좋겠다. 아니면 6점 지지로 하던가.
② 측면 지지는 나일론팁볼트를 모두 제거하고 코르크(두께 1mm)를 덧대는 것으로 변경했다. 다음에 만든 다면 측면 지지 면적을 더 넓게(원주 전체) 하는 게 좋겠다. 


③ 미러를 넣어보니 수평을 잘 맞추어 넣으면 측면 지지대 내벽에 딱 맞게 들어간다. 주경 측면이 눌릴 정도는 아니다. 손가락으로 힘을 주어 돌리면 회전이 가능하다(아래 영상 참고). 
미러셀을 수평으로 들고 좌우로 흔들면 약간의 흔들림(유격)이 느껴진다. 그렇지만 가만히 놓고 손으로 밀었을 때 눈에 보일 정도의 위치 이동은 없다. 


④ 미러 전면 지지(발톱)는 얇은 종이(베이커리용 종이, 두께 0.1mm) 1장이 통과할 수 있을 정도의 두께를 주고 측면에서 단단히 고정했다. 미러 전면을 강제로 누르지 않고 지지대 자체만의 무게로 종이 1장을 누르는 상태에서 조심스럽게 고정했다. 물론 종이는 제거. 


미러셀을 세워서 전후로 흔들면 약간의 흔들림이 느껴진다. 그렇지만 평상시 관측 조건 (거울이 거꾸로 매달리지 않는 상황. 최소한 수직에서 10도 이상 눕혀진 상황)에서는 전면에 접촉하지 않게 했다(영상 참고).
영상 뒷부분은 주경이 수평으로 놓인 상태에서 거울 뒷면을 앞으로 밀었을 때 틈새가 얼마나 있는지 확인한 모습니다. 코르크 두께가 약 1mm 정도니까 틈새는 0.1~0.2mm 정도 될 것 같다.



05 Oct 2023
인공별로 테스트를 마쳤다.
복도 끝(약 45m 거리)에 있는 인공별에 초점을 맞추었다.
인공별은 LED 조명판의 전면에 샤워기 헤드에서 분리한 미세 타공판을 붙여 만들었다. 판의 전체 지름은 약 7cm이다. 구멍의 개수는 충분히 많아서 마치 산개성단 같다.
구멍의 하나의 지름은 0.2mm로, 45m 거리에서 보이는 인공별의 시야각은 0.9"(각초)이다. 보통의 시상 조건에서 보이는 별의 크기보다 세 배쯤 작다. 물론 실제 보이는 크기는 회절로 인해 훨씬 커짐.




결과는 대만족!! 별상이 동글동글하고 예리하다.
미러 스트레스 문제가 해결되었다.!!


이제 APSC 센서로 실제 성상의 대칭성을 보고 주경 정렬만 조금 손 보면 될 것 같다. 

저녁에 구름 사이로 잠깐 실제 별(베가)을 찍어보았다.
레이저 콜리메이터로만 정렬한 상태인데 아주 나쁘지는 않다.
날씨가 안좋아서 오늘은 주경 정렬을 다 하지 못했지만, 
오차가 크지 않으니 언제든 금방 끝낼 수 있을 것 같다.


Test still shot of a real star(Vega).
custom 8" newtonian +Paracorr II,
APS-C, each corner crop, 100% size

[이 포스트는 끝]

파인더/가이더 겸용 TV렌즈 변경, 비교

01 Sep 2023

파인더/극축정렬/소형가이드 겸용으로 쓰고 있는 CCTV렌즈를 변경했다.
소형 파인더보다 작고 가벼워서,, 개인적으로 이런 렌즈를 선호한다.
 
Mutron 100mm /3.5를 쓰고 있었는데 이놈이 화질이 별로다. 어차피 풀개방으로만 쓰니까 보케는 볼 필요없고 성상이 중요한데 초점 위치 전후로 아주 소프트하다. 어둡기도 하고.

Kowa 75mm와 100mm 중에서 고민했다. 품번은 아래.
   Kowa LM75JC1MS 2/3" 75.0mm F2.5
   Kowa LM100JC1MS 2/3" 100.0mm F2.8

프로미나 500으로 동초점대에서 아직까지 명기로 인정받고 있는 그 코와다.
이 TV렌즈는 메가픽셀급 렌즈로 약 4마이크로미터 픽셀에 대응한다.
코드 뒷자리의 1MS는 신형 렌즈로, MTF가 개선되었다. 
일본 KASTEC이 M-GEN 독립 가이더와 함께 묶어서 판매하는 렌즈인데, 
좀 구글링을 해보니 두 제품 모두 성능이 우수하다고 한다.
 
나는 가이더보다 파인더와 극축정렬을 더 자주 사용하므로, 시야가 좀더 넓은 75로 선택.
가격도 더 싸다. 화질은 거의 동등하다고 한다. 제조사의 MTF 차트와 왜곡 차트를 봐도 둘 사이엔 거의 차이가 없다.

Kowa LM75JC1MS[left] and mutron 100/3.5[right]



아래는 두 사진 비교(각각 스틸컷 10장씩 스택)

mutron 100/3.5   10frame stack

Kowa 75/2.5    10frame stack


가운데 부분을 비교하면 밝기, 분해능, 흑백대비(선예도) 모든 면에서 더 낫다.




01 Oct 2023
렌즈 테스트 결과는 대만족.
풀 개방에서도 별상이 동그랗게 잘 나오고,
콘트라스트가 확연히 좋다.
1/3인치 센서에서는 구석까지 평탄하다.
밝기도 전보다 더 밝다.  


뉴턴식 망원경 광축 정렬하기

11 Aug 2023

광축 정렬부터.

(1) 부경-주경 간 거리는 포커서에서 내려다보는 것으로 대략 확인했다. 
주경 쪽으로 약간 더 들어갔으면 좋겠지만 상관없다.
부경이 비뚤게 부착되거나 회전되지 않고 잘 고정되었다.


(2) 부경 정렬 확인하기
호위 글래터 포인터가 광축도 잘 맞고 접안부 처짐도 없어서 좋다. GSO에서 나온 1.25인치 레콜을 썼더니 접안부 껄떡꺼림 때문에 짜증이 나서...

부경 고정부도 튼튼하다. 스파이더를 살짝 비틀었다 놓아도 센터가 잘 유지된다. 굿~~~

아래 영상은 호위 글래서 포인터를 포커서에서 회전시킨 모습. 포인트가 주경 센터 마크에서 벗어나지 않고 잘 유지된다. 이후 주경 조정을 해도 거의 변함이 없다.

(3) 주경 정렬
접안부 밀착이 제대로 안되는 레이저 콜리메이터는 도움이 별로 안된다.
아래 사진처럼 맞춰도 레콜을 회전시켜보거나 흔들어보면 엉망이다.

일단 호위 글래터 콜리메이터로 체크해본다.
먼저, 벽에다 투영했을 때 동심원이 선명하게 보이도록 벽과 경통의 거리를 적당히 조정한다. 3~5미터 정도였던 것 같다.
이제 동심원들의 전체적인 중심이 경통의 방향과 높이와 비슷해지게 조정한다. 경통, 미러셀, 포커서 등 기구적인 결속이 완전 수직이 아니기 때문에 꼭 높이가 같을 필요는 없고 부경 차폐된 원에 어느 정도 맞추면 된다. 주경 미러셀에 있는 '밀고당기는 나사'를 이용하는데, 한번에 많이 조작하지 말고 조금씩 교정해본다.
부경 옵셋이 어느 정도 있기 때문에 중심 차폐된 원이 완전히 센터에 가면 안되고 살짝 아래로(포커서에서 먼쪽으로) 내려와야 한다. 아래 사진에서는 너무 내려가 있는 듯. 
실내에서 할 수 있는 광축 교정은 여기까지가 한계.



18 Aug 2023
날씨가 완전 별로다. 구름도 지나고 습기도 많고... 그래도 주말 아니면 시간이 안나니...
자리를 펼쳐놓고 별빛으로 찍는 첫 샷! Vega 5초. 


헐.... 별이 삼각형이다.
고민할 것 없이 미러 스트레스.
한 컷 더 찍어서 확인해도 마찬가지다. 이대로 철수할까 하다가, 현장에서 고치기로...
거울을 고정하는 발톱을 꽉 눌러서 고정했었는데 그게 원인이었다.
발톱을 하나씩 풀고 미러와 '접촉'만 되도록 한 상태로 다시 고정했다.


조심스럽게 주경을 부착한 후, 부경 얼라인만 확인했다.
재촬영.

미러스트레스는 잘 해결된 것 같다.


주경 정렬은 못하고...
아웃포커스 성상만 자료를 모아봤다.... 
각 코너에서 대칭이 아닌 것은 확실하고... 부경 위치도 맞는 건지 잘 모르겠다.
이걸로는 당장 분석하기 어렵다.



스파이더 방향과 대칭성도 나쁘지 않은 것 같다. 회절상도 얇게 나오는 것 같고..
아래 사진에서 좌우방향이 약간 비대칭이기는 하지만... 이 정도는 타협할 수 있다.
긴 노출로 확인하는 더 정확하지만 날씨 때문에 오토가이드를 할 수 없었다.



주경 마스킹이 잘 되어서 발톱에 의한 회절상이 제거되었다.


코마 교정 정도
구석구석 점상을 잘 나오는 것 같다. 교정 거리 56mm를 정확히 맞추지 않았는데 대칭적으로 잘 나오는 것 같다. 
가이드 촬영을 못하고 주경 정렬도 안된 상태라 정확한 평가는 아니다.

배경 평탄성
비네팅은 없다.
평탄성은 분석도구를 활용해서 평가하는 게 바람직하지만 아직 나쁘지는 않다.
주경 얼라인도 안된 상태고 구름과 광해 때문에 배경 그라데이션도 들어간 상황이다.


주경 정렬과 장노출 가이드 촬영은 다음 기회에.
정확한 평가도 그때 또 해야겠다.




ZTF 혜성 사냥

28 Jan 2023

CometAlignment (median)

CometAlignment (average)

※ 촬영 정보
2023.01.28 02~04KST, 연천, Bortle 4.5
FS60CB x0.72RD : FL=255 f/4.25
ASI533MC : High gain(360)
EM200 : only sidereal tracking
120frames*60sec

※ OSC 이미지 처리 방법 메모
- (수동 전처리) bias frame을 병합하여 master bias 생성
- (수동 전처리) 모든 dark frame에서 bias 보정. 이때 Master Bias 사용.
  보정된 dark frame을 병합하여 master dark 생성 
- (수동 전처리) 모든 Flat frame에서 bias, dark 보정(master bias, master dark 사용)
  보정된 Flat frame을 병합하여 mater flat 생성
- (수동 전처리) 모든 light frame에서 보정(master bias, dark, flat 사용)
- Debayer (super pixel, Bilinear, VNG 중 택1) : 채널별 파일 분리 방법은 쓰지 않음


※ 혜성 이미지 처리 방법 정리
   별 기준 이미지와 혜성 기준 이미지를 각각 생성한 후 혼합한다.
(가) 별 기준 이미지 만들기
   ① StarAlign
       전체 촬영 시간 중 가장 가운데 프레임을 기준으로 잡아 줌
       항성 추적을 했기 때문에 이동량이 거의 없음
   ② 병합(Integration)
       PixInsight가 알아서 혜성만 삭제해 주지만 잔상이 남음
   ③ DBE, Color Balance 정도만 적용(Transformation 또는 Level, Curve는 나중에)
   ④ 혜성의 잔상이 살짝 남는데 이걸 잘 제거 해야함.
       StarXterminator를 이용하여 별과 혜성의 잔상을 분리하면 편리함
   ⑤ 포토샵에서 레이어 속성(빼기, 나누기, 스크린 등)과 레이어 병합을 적절히 활용
(나) 혜성 기준 이미지 만들기
   ① CometAlign
       첫 프레임과 마지막 프레임에서 혜성 위치 잡아줌. 
      기준 프레임은 스타 얼라인과 똑같은 프레임을 잡아줌.
   ② 병합(Integration)
       average보다는 median 합성. 별의 궤적의 잔상이 남음.
       특히 서로 다른 별들의 궤적이 겹치는 부분은 거의 안빠짐.
   ③ DBE 정도만 적용
   ④ 별의 잔상과 혜성의 꼬리 사이에서 적절한 Curve, Transformation 작업
   ⑤ color balance
(다) 합성
   (가), (나)의 결과물을 합성(pixel math 또는 포토샵 스크린 레이어)
(라) 동영상 만들기
   ① (가)-①의 결과물을 16bit tif로 각각 변환(PI에 스크립트가 있음)
   ② 라이트룸에서 일괄 보정
   ③ Startrail로 동영상 제작

※ 다른 어떤 분은 각각의 이미지에서 별을 모두 제거한 후 합성한다고 한다. 그런데 StarXterminator를 각각의 이미지에 적용했더니 혜성 코마를 별로 인식해버린다. 별은 깨끗하게 지워지는데.... 혜성은 코마가 사라진 모습만 덩그러니 남는다. AI 버전은 잘 지워지는 것 같은데 버전이 안맞아서 사용을 못했다. 별 지우는 툴로 Starnet도 꽤 성능이 좋은가보다. 해봐야지!!


30 Jan 2023
아쉬움이 남아서 재도전. 미세먼지가 좀 있었지만 다행히 새벽부터 맑아졌다.



※ 촬영 정보
2023.01.30 03:10~05:50KST, 연천, Bortle 4.5
FS60CB x0.72RD : FL=255 f/4.25
ASI533MC : High gain(360)
EM200 : only sidereal tracking
161frames*60sec


31 Jan 2023
두 차례 혜성 촬영을 하면서 배운 점을 정리하자면,
- 어두운 하늘이 가장 중요하다. 무조건 어두운 하늘로 가야한다.
- 화각은 3~4˚ 정도가 적당. 혜성 이동량을 미리 계산하여 여백이 넉넉해야 한다.
- 이온 꼬리의 방향과 길이을 정확히 파악하고 가야한다.
- 빠른 F수, 높은 게인, 낮은 노이즈의 장비일수록 유리하다. (밝고 짧게 촬영)
- 장당 노출 시간은 코마가 포화되지 않아야 한다. (약 60초가 적당)
- 혜성 추적을 할 필요는 없다. (그냥 항성 추적 속도로 촬영)

※ 앞으로의 과제
혜성에 맞추어 정렬된 이미지에서 별의 잔상을 깔끔하게 지우는 과정을 더 연구해야겠다.
Starnet으로 단일 프레임의 별을 제거해봤다. 잔상이 좀 남지만 혜성이 잘 살아남았다. 혜성과 별이 겹친 부분도 적당한 값을 남겨주었다. 단일 프레임에서 이 정도로 이온 꼬리가 살아 남는다면 충분히 승산이 있어보인다. 시간될 때 재처리 해봐야겠다.