我的遠(yuǎn)程太陽觀測和拍攝

□ loopman

我的遠(yuǎn)程太陽觀測和拍攝

□ loopman

和一些天文攝影愛好者聊天，問到未來天文攝影該何去何從時，很多人都說，或許嘗試遠(yuǎn)程控制是天文攝影的一個選項(xiàng)。這基于以下幾點(diǎn)考慮：

攝影的大環(huán)境每況愈下，光害恣意蔓延，霧霾洶涌澎湃，傳統(tǒng)的攝影基地不斷被蠶食，想要找到一片理想的星空，沒有最遠(yuǎn)，只有更遠(yuǎn)；

雖然環(huán)境愈發(fā)糟糕，但人們的知識儲備和經(jīng)濟(jì)儲備卻愈發(fā)豐厚，這為建立自己的遠(yuǎn)程控制天文臺奠定了智力和物質(zhì)基礎(chǔ)；

天文攝影的軟、硬件研發(fā)、推廣便捷而迅速，遠(yuǎn)程控制的技術(shù)手段已相對成熟。遠(yuǎn)程天文臺如何協(xié)同管理與運(yùn)轉(zhuǎn)，是一個棘手的問題。

用固定的遠(yuǎn)程天文臺替代四個車輪的東奔西走，用遠(yuǎn)程控制替代天有不測風(fēng)云的無功而返，編者以為應(yīng)該是一個不錯的選擇。本文也許可以給那些躍躍欲試者以啟發(fā)。

——編者

作者利用遠(yuǎn)程控制拍攝的日珥

從天文觀測和拍攝的角度來說，太陽是一個具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)。眾所周知，太陽表面的細(xì)節(jié)豐富且瞬息萬變，它的一舉一動都會對地球產(chǎn)生巨大的影響。選擇太陽作為觀測和拍攝的對象，雖然有難度，卻有一定的科學(xué)意義。對于一個天文愛好者來說，能夠成功做到在無人監(jiān)管狀態(tài)下，遠(yuǎn)程操控儀器和軟件，對太陽進(jìn)行不間斷的跟蹤觀測，意味著在觀測技術(shù)上有了不小的突破。而從另一個方面說，對太陽這樣的白天目標(biāo)采用的觀測技術(shù)和系統(tǒng)，也完全可以應(yīng)用于夜間星體的觀測和拍攝。在此基礎(chǔ)上，我們完全可以大膽設(shè)想，建立一套屬于自己的遠(yuǎn)程天文臺并非遙不可及的夢想。

軟、硬件準(zhǔn)備

說到遠(yuǎn)程，前期的硬件、軟件準(zhǔn)備非常重要（見表1）。最核心的部分就是通過電腦完成對赤道儀的控制。這里說的控制，是要完成最基本的兩點(diǎn)，一個是GOT O功能，一個是導(dǎo)星功能。對太陽這樣的明亮面目標(biāo)，導(dǎo)星功能可以忽略，需要完成的是精確的GOT O功能，或者說即使GOT O不那么精確，也要做到能夠快速地找到目標(biāo)。

表1：

EQMOD設(shè)置

下面我們以目前國內(nèi)常見的中檔赤道儀信達(dá)EQ5、EQ6系列為例，說說如何來進(jìn)行太陽的遠(yuǎn)程觀測和拍攝。

既然是遠(yuǎn)程觀測和拍攝，那么觀測點(diǎn)是事先選好的相對固定之處。接著要做的一項(xiàng)基本工作就是精確對極軸。在開闊無遮擋地區(qū)可以通過直接對北極星的方式完成，如果在城市或者看不到北極星的地區(qū)，就要用到漂移法。當(dāng)然，對一個天文愛好者來說，對極軸算是最基本的要求，網(wǎng)上相關(guān)資料非常詳實(shí)豐富，本文不再贅述。

完成對極軸之后，就可以嘗試用EQMOD來控制手中的赤道儀了。具備赤道儀使用基礎(chǔ)的朋友會問，我早就用赤道儀手柄上的RS232轉(zhuǎn)USB接口連接電腦控制赤道儀了，和你今天要講的EQMOD有什么區(qū)別嗎？其實(shí)二者完全不是一個檔次的操作，前者連接赤道儀后，僅能做GO TO這樣的操作，而且是在用赤道儀手柄完成三星校準(zhǔn)之后才可以進(jìn)行。而EQMOD則可以完全拋開手柄，直接通過電腦操作赤道儀，完成三星到N星的校準(zhǔn)，從而進(jìn)行GO TO及跟蹤等功能。如此一來，我們只要通過互聯(lián)網(wǎng)控制這臺連接著赤道儀的電腦就可以完成觀測和拍攝了。

用EQMOD的控制盒EQDIRCET連接電腦與赤道儀示意圖

那么，EQMOD到底是個什么東西呢？有興趣的朋友可以參看其英文網(wǎng)站http∶//eq-mod.sourceforg e.net/，里面詳細(xì)講解了其功能，包括校準(zhǔn)、GO TO、螺旋搜索、拍攝馬賽克拼圖、導(dǎo)星甚至跟蹤人造衛(wèi)星，堪稱強(qiáng)大。限于篇幅，本文僅講述和遠(yuǎn)程拍攝有關(guān)的校準(zhǔn)內(nèi)容。這方面的內(nèi)容同樣適用于星空的拍攝。與此同時，相關(guān)的硬件產(chǎn)品淘寶有售，價格不貴，有興趣的朋友可以買來嘗試控制赤道儀。在用EQMOD的控制盒EQDIRCET連接電腦（如上圖）之后，就可以進(jìn)行相關(guān)的赤道儀控制，控制軟件也可在此時進(jìn)行安裝。

第1步：對于從來沒使用過相關(guān)天文軟件的用戶來說，首先要安裝的是ASCOM協(xié)議，這里選用的是5.0a版本，下載地址http:// ascom-standards.org/。該協(xié)議是天文設(shè)備在windows上工作的基礎(chǔ)，非常重要。

第2步：安裝EQMOD控制盒EQDIRCET的驅(qū)動——PL2303_Prolific_ DriverInstaller。該驅(qū)動在購買硬件時候會隨機(jī)器附帶。

第3步：

第4步：安裝EQASCOM 程序，該程序可在http://eq-mod. sourceforge.net/網(wǎng)站下載，安裝好之后如右圖。安裝帶有望遠(yuǎn)鏡控制功能的星圖軟件。這里我選用的是EQMOD推薦的CDC（Cartes du Ciel軟件簡稱）星圖，下載地址http://www.ap-i.net/skychart/en/download。該星圖軟件功能強(qiáng)大，并且自帶簡體中文，非常實(shí)用。如果是使用其他星圖軟件，要注意軟件的望遠(yuǎn)鏡控制功能中是否帶有SYNC(即“同步”)功能，這一點(diǎn)很重要，決定了是否能拋開手柄直接在電腦上完成校準(zhǔn)并實(shí)現(xiàn)GOTO。

EQMOD基本設(shè)置

CDC中望遠(yuǎn)鏡的設(shè)置

下面說一下CDC中望遠(yuǎn)鏡的設(shè)置，通過星圖中的望遠(yuǎn)鏡設(shè)置，把前面說的ASCOM協(xié)議和EQASCOM程序有機(jī)結(jié)合，成為實(shí)用工具。首先打開軟件，在“望遠(yuǎn)鏡”選項(xiàng)下選擇“望遠(yuǎn)鏡設(shè)置”，把它設(shè)置成“ASCOM”。然后在望遠(yuǎn)鏡“控制面板”選項(xiàng)下進(jìn)行如左圖設(shè)置。

硬件操作

至此軟件部分的工作基本完成，下面我們來進(jìn)行硬件方面的講解，期間會有一些操作的說明。

入夜，首先把望遠(yuǎn)鏡架設(shè)在赤道儀之上，對EQMOD來說，此時的望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該是指向北極星的，也就是EQ MO D中的HO ME位置。打開赤道儀電源，連接好電腦，打開EQASCOM的toolbox軟件，并在CDC星圖中連接望遠(yuǎn)鏡，出現(xiàn)如右欄“CDC工作界面”，對著界面中的某顆星如火星點(diǎn)擊右鍵選擇移動，于是在無阻擋的情況下，你會看到望遠(yuǎn)鏡會自動轉(zhuǎn)向火星。

在望遠(yuǎn)鏡中確認(rèn)火星在視場中心之后，點(diǎn)擊右鍵選擇“同步”，這樣就完成了第一顆星的校準(zhǔn)，同樣地在拍攝目標(biāo)周圍的三顆或者多顆星做完“同步”，就完成了整個系統(tǒng)的校準(zhǔn)。

接下來，GOTO目標(biāo)就變得隨心所欲。沒有了手柄的羈絆，操作起來易如反掌，距離遠(yuǎn)程拍攝的理想又接近了一步。言歸正傳，在白天觀測，由于太陽本身是非常明亮的面目標(biāo)，即使不那么精確地三星校準(zhǔn)，只要有了大視野的尋日鏡也可以比較容易找到。

說到尋日鏡，因?yàn)槭沁h(yuǎn)程拍攝，是要在電腦里看到現(xiàn)場的情況，所以我選用的是價值三百多元的工業(yè)攝像頭：華旗的愛國者系列300萬工業(yè)相機(jī)DLC300(帶測量軟件、開發(fā)包)。這款攝像頭的優(yōu)點(diǎn)是自帶十字線，方便瞄準(zhǔn)和跟蹤。配合攝像頭，鏡頭選用的是6-6 0mm手動調(diào)焦手動光圈的監(jiān)視鏡頭（CCT V LENS）。USB連接電腦后成像的效果非常清晰，而且視野范圍非常大，遠(yuǎn)非那些電腦攝像頭可比。二者用六點(diǎn)導(dǎo)星支架固定在望遠(yuǎn)鏡上的樣子如左欄下圖所示。

注意：

觀測及拍攝前務(wù)必在鏡頭前端裝上巴德膜或者其他太陽濾鏡。

火星

CDC工作界面

下面說說太陽望遠(yuǎn)鏡的相關(guān)事宜，大家都知道太陽望遠(yuǎn)鏡非常昂貴，有沒有降低成本而又提升光學(xué)素質(zhì)的辦法呢？

我的方法是利用手中原有的信達(dá)80ED望遠(yuǎn)鏡嫁接上Lunt35小日珥鏡的共振腔，雖然實(shí)際通光口徑由80mm變成了35mm，但ED望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)素質(zhì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過lunt35的普消鏡頭，拍攝效果肯定要好于原先的Lunt35日珥鏡。嘗試是值得的。（如下改造前后對比圖）

太陽望遠(yuǎn)鏡。上面兩張圖是原裝（左圖）和改裝后（右圖）望遠(yuǎn)鏡的對比，口徑明顯增大，光學(xué)素質(zhì)也提高許多。左下圖是尋日鏡特寫，右下圖是望遠(yuǎn)鏡的整體狀況。

拍攝終端我選用的是德國映美精專業(yè)天文攝像頭單色款。由于入射的單色光容易在CCD表面形成干涉，從而在畫面上留下條紋。映美精攝像頭CCD表面玻璃經(jīng)過鍍膜處理，不會產(chǎn)生這種條紋情況。國產(chǎn)天文攝像頭在拍攝行星、月面等已經(jīng)非常成熟，成像質(zhì)量也非常好，可惜CCD表面玻璃由于沒有鍍膜，在用于太陽拍攝時，會出現(xiàn)條紋情況，這點(diǎn)需要注意。

在所有的硬件和軟件工作準(zhǔn)備好之后，剩下的就是遠(yuǎn)程操作的事情了。

這里推薦的是國產(chǎn)協(xié)通XT800遠(yuǎn)程控制軟件個人版，不但有PC版本，還有ANDROID版本，可在電腦或者平板電腦甚至手機(jī)上遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作所連接的電腦，進(jìn)而控制赤道儀和攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程拍攝。

反相處理下的耀斑（作者遠(yuǎn)程拍攝）

太陽望遠(yuǎn)鏡拍攝的黑子

作者利用遠(yuǎn)程控制拍攝的日珥

愿景

某天清晨，當(dāng)太陽從東方冉冉升起，我們打開電腦，取下包裹在望遠(yuǎn)鏡上防水布，連接好赤道儀，打開EQMOD的tool box軟件，再打開CDC星圖軟件，連接上望遠(yuǎn)鏡，然后轉(zhuǎn)到星圖中的目標(biāo)太陽。只見望遠(yuǎn)鏡在電腦指揮下緩緩轉(zhuǎn)向太陽，耳邊是赤道儀電機(jī)嗡嗡的聲音。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡不再轉(zhuǎn)動，我們打開尋日鏡的測量軟件檢查太陽位置，利用tool box軟件中的方向鍵，精確控制望遠(yuǎn)鏡指向太陽。在攝像頭的拍攝軟件中，出現(xiàn)了太陽表面的條紋、日珥，甚至明亮的耀斑。而此時，我們可以安心地離開觀測地，只需打開XT800遠(yuǎn)程控制軟件，連接上遠(yuǎn)端的電腦，太陽的影像通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時傳到眼前，隨時可以拍攝那些轉(zhuǎn)瞬即逝的景象，我們的內(nèi)心一定會有滿滿的成就感，并對未來科技的發(fā)展充滿向往！

（責(zé)任編輯 張恩紅）

作者利用遠(yuǎn)程拍攝系統(tǒng)拍攝的太陽表面