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赤道仪

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基本简介编辑本段回目录

赤道仪赤道仪

赤道仪是为了改进地平式装置的缺点而制作出来的。它的主要目的就是想克服地球自转对观星的影响。大家知道,正是由于地球自转,星星才产生东升西落的现象。

地球不断由西向东自转,24小时转360度,我们只要设计一个装置,让望远镜转动的速度和地球一样,而方向正好相反(由东向西),就可以消除地球自转的影响了。

从理论上说,赤道仪使用的坐标系是赤道坐标系。它相当于一个和星星一起旋转运动的大网格。由于它和星星一起转动,所以描述每颗星位置的两个值——赤经和赤纬是不变的。通俗地说,赤道仪就是一个试图让望远镜和这个网格一起转动的装置。 [1]

设计 编辑本段回目录

赤道仪赤道仪

按照不同需要,赤道仪有多种设计,每种设计皆有其优缺点。

英式赤道仪

英式赤道仪的系统像一个十字架。 赤经轴(极轴)的两端由支架支撑著,“赤纬轴”被安装在接近中央的位置。 望远镜就安装在赤纬轴的一个末端上,而另外一端则装上适当的配重来维持平衡。

德式赤道仪

德式赤道仪原始型态像一个巨大的T字型,赤经轴架在垂直于地面的基座上,并依据地理纬度的倾斜,以内置之极轴望远镜对准天极。在T字的结合处有轴承使赤经轴与基座结合并转动。赤纬轴则被垂直安置在赤经轴接近中心的位置上。 改良的德式赤道仪则将赤纬轴由接近中心的位置移至赤纬轴另一端。

望远镜固定在赤纬轴的一个末端上,另一端则装上适当重量的平衡锤(或其他东西如沙包等)来保持平衡,防止追踪装置的损坏。德式赤道仪是天文爱好者最常用之望远镜(观测或天文摄影用)赤道仪,从6厘米(2.4吋)的折射镜到35厘米(14吋)史密特-卡赛格林式折反射望远镜都多采用这类赤道仪。

轭式赤道仪

轭式赤道仪将赤经轴做成一个框架的形式,在两端以支架支撑住,赤纬轴就安装在框架内接近中心的位置。 望远镜完全被安置在框架内,并且包覆住赤纬轴(有些没有,例如威尔逊山天文台2.5米反射望远镜)。跟德式赤道仪不同,轭式赤道仪不需额外配件平衡。

由于原始的“轭式赤道仪”其望远镜被安置在框架内,不利于观测天极附近天体。例如,海尔望远镜的叉式赤道仪就将北端改成巨大的马蹄形,以便能观察北天极附近的天体。

运转编辑本段回目录

赤道仪赤道仪

目前的赤道仪很少不是用电力来做为自动追踪的动力来源,日本卖过上发条的产品。手动的方式,因为那可以让 用转动把手的转数来确定移动的角度有约略有多大,那在找一些暗星格外好用。

听说政治大学天文社的反射赤道仪也做了改装手动把手的工作,以社团的发展来说,真是慧眼独具。虽然我不懂这些马达、 电子的,但是仍然有些心得可以提出。有些用赤道仪的同好会忽然发现它不能调整转速了,就要先看一下是否转轴(含极轴、赤纬轴)没锁上;另外其中齿轮组之间的游隙也会有很大的影响,主要是在“延迟动作”等现象。有人曾以减少齿轮间的距离来减少游隙的影响,虽 然这样的做法不会影响它的平均速度,但是磨损和瞬间最高、低速乖离可能会改变,是值得高中生做研究的题目。当然这些日本小工厂的产品是否真的值得我们如此考究,那就不得而知了。

赤道仪的转轴锁位置不尽相同,有些是不动的,有些是会动的,要找一台顺手的赤道 仪,这方面的考量是极重要的。倍率若达七十倍以上,找个人帮您锁 定赤道仪是个好主意,因为等您找到目标再去锁,可能又逸出视野了 。有些赤道仪的马达与VOLVO 960同级,会有和暴冲类似的 “续冲”现象,据熟悉电机的同好的做法,是重做一个更精致的控制 盒,不但有数字显示,也在高速煞停时,迅速的一步步的降下速度, 像汽车的ABS一样。“续冲”的现象与控制盒、齿轮组关联较大, 与步进马达的关联较少。不深究了,反正不专业的人知道有这件事就 好,只是“会续冲”的赤道仪不见得是中、低层次的,高级品也有些 会有,是否全部都有就不得而知,各位只要好好的了解一下自己的赤 道仪在何种高速转动下会续冲,适当的避免那样的状况。  

功能 编辑本段回目录

赤道仪赤道仪

赤道仪最大特点在于其中一条转轴(赤经轴)与地球自转轴平行,当赤道仪令望远镜沿此轴以一恒星日一周的速度自东向西转动时,便可抵销地球自转的影响,令目标天体的影像固定于视场内,以方便观测及拍摄。由于赤经轴在使用前一定要对准北天极(以北极星为指标),所以赤经轴亦称为极轴。

由于以赤道仪追踪恒星,望远镜亦跟着星空“绕目标天体转动”,视场与视场内的天体不会有相对运动(包括转动),而利用经纬仪追踪时,只有单纯把目标天体固定,视场中其他恒星会以目标星旋转,对拍摄造成影响;这也是赤道仪不能被经纬仪取代的一个重要功能。

推动装置
在电力发明前,赤道仪通常人手操作、利用水力转钟或发条转钟等机械装置推动。在电力发明后则采用马达。由于太阳月球彗星皆相对于背景恒星运动,故此现代的赤道仪能调校马达转速,使赤道仪能调校速度(加速或减速)以锁定这些天体。

使用编辑本段回目录

赤道仪赤道仪

赤道仪使用时首先要将其极轴对准北天极。完全对准后,望远镜对向任何的星星,赤纬都不需要再调整,只需要让望远镜在赤经(或称时角)方向按星星的行进速度匀速转动,就可以让这颗星一直保持在望远镜的市场内。这个速度就是每天360度(因为地球每天转一圈嘛)。这就是所谓的自动跟踪。当然,如果你使用的是手动的赤道仪,就得每隔一定时间调整一下赤经(或时角)旋钮,赤纬则无需调整(当然这是理想状况,如果极轴对得不够准,还要适当微调一下赤纬)。毋须同时调整两个轴,便于跟踪,这就是要使用赤道仪的根本原因

很多天文普及书籍会教大家通过计算时角来找星,真正做业余观测时使用时角并不方便,因为得先算出恒星时,还要知道你想观测天体的赤经赤纬值。加上时角盘的精度的问题,这样找星远不如用星图直接找星方便。

所以,只有对于那种有固定底座、极轴已经对准的固定望远镜,以及对星座很不熟悉的人,它才有优势。

另外,直接用天文望远镜找星的确是有点困难的,因为主镜的视场往往很小。所以天文望远镜通常都有一个寻星镜,它的视场比较大,用于辅助找星。当然,如果有一架双筒镜帮忙,会轻松很多。这就是很多有经验的爱好者建议初学者先买双筒望远镜的缘故。

追踪速度 编辑本段回目录

一般的赤道仪摩打均只利用恒星速来进行追踪;一些较高档的赤道仪会包括月球速、太阳速及甚至帝王速来达更理想的追踪效果。

恒星速: 根据地球自转速度(每日1,436.5分钟)来追踪,是一般赤道仪的标准追踪速度。

月球速: 根据月球的公转及地球自转、配合月球在天空上移动的速度作追踪。

太阳速: 根据地球的公转及自转、配合太阳在天空上移动的速度作追踪。

帝王速: 根据一位叫King的天文学家的发现,把地球大气所造成的视觉追踪误差引入的追踪速度;适合长时间追踪及拍摄深空天体。

作用编辑本段回目录

赤道仪赤道仪

赤道仪的作用,是相对于经纬仪来说的,虽然大家都应已瞭解,但是还是有一点值得大家共识的,那就是它是一种较经纬仪“更方便追踪”的的架台,只要转一个轴就可以了。但是这样方便的追踪 ,却要付出相当的代价,同时要求得越多,代价也会变大。就陪着日据时代以来台湾许多老一辈同好度过大半生的德式赤道仪来说,它那不能用来看星星的重锤,就够让人麻烦了;虽说如此,叉式赤道仪没有这样的问题,却仍不能受到台湾大部份同好的青睐,实在要说个清楚一些。   

虽然叉式赤道仪在天球南、北极方面的死角是值得一提的,但是至少不影响赤道仪运转,看看德式赤道仪转一下就卡到镜架,这岂不更致命。所以用“死角”一说来避免使用叉式赤道,好像不是绝佳的立论。说起来有些好笑,其实我的猜测这样的现象主要是“对极轴” 所带来的。在哈雷彗星回归之前,同好的数量是极少的,也不太有天文摄影的进行,在这些同好的眼中,用“刻度盘法”所对的极轴已经 相当准确。   

自从高桥的P式赤道仪等的推出,极望逐年成为了德式赤道仪的 配备,连叉式赤道仪也不能免去这样的选购配件。台湾早期的P-2 、TS-90、MARK-X等赤道仪进入台湾后几年,哈雷彗星回归,那还会有人懂得“刻度盘法”之类的极轴修正法,就算有意要做,赤道 仪上也找不到需要的刻度也不一定,反正它也不是非常准。   

说到对极轴,要知道“对准极轴”是摄影者必需的,德式赤道仪容易对极轴的原因除了它容易内装极望之外 ,它可以容许较长的极轴部也是原因之一,相对而言,市售的叉式赤 道仪除了极望需装在外面,相对增加可能的误差外,它的极轴部很短 也是机械构造上的困难所在。

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