L'AUTOGUIDA

Nel 2006 la tecnologia mette a disposizione dell'astrofilo moltissimi modi per poter eseguire, in modo relativamente facile, ottime immagini anche da cieli cittadini, cosa impensabile fino a pochi anni fa.
L'avvento dei ccd a basso costo, delle macchine fotografiche digitali, delle webcam modificate per esposizioni lunghe, di buone ottiche concorrenziali, di montature sufficientemente robuste e precise ma di costo limitato, ha aperto a molti appassionati che, per un motivo o per un altro non potevano permettersi investimenti gravosi e spostamenti lunghi, la possibilità di poter iniziare questa avventura.
Uno dei problemi comunque più ricorrenti nelle riprese, ed è anche quello che fa diventare "matto" l'astrofotografo, è il mosso, cioè l'elongazione delle stelle nella ripresa.
I motivi per il quale si verifica possono essere molteplici e a volte si sommano fra loro.
La colpa può essere dello spostamento delle ottiche, frequente nei sistemi Schmidt Cassegrain o nei Maksutov, in flessioni meccaniche come un non corretto accoppiamento sistema di guida/sistema di ripresa oppure in flessioni del focheggiatore, nello slittamento delle frizioni a seguito di un non corretto bilanciamento, in un errato stazionamento sul polo celeste (in questo caso avremo una rotazione di campo), in una guida non corretta.
In queste poche righe analizzeremo proprio quest'ultima possibilità, lasciando al di fuori della trattazione tutto ciò che implica problemi meccanici.
I fattori principali di cui dovremo avere una perfetta conoscenza per poter valutare le possibilità di una buona autoguida sono: 
d Diametro sistema di ripresa (in mm)
Feq Focale del sistema di ripresa (in mm)
Dp Dimensione pixel sistema di ripresa (in micron)
B Binning
 
d1 Diametro sistema di guida (in mm)
Feq1 Focale del sistema di guida (in mm)
Dp1 Dimensione pixel sistema di guida (in micron)
Centroide Rapporto correzione su centroide (p.e. ST4 =5). Può essere indicato anche come precisione di guida a subpixel
I valori d e d1, così come Feq e Feq1 sono immediatamente comprensibili. Per quanto riguarda questi ultimi devono essere considerati i valori ottenuti dopo l'aggiunta di sistemi di moltiplica (barlow) o riduzione (riduttori di focale) della focale originale dello strumento di guida e/o di ripresa.
I valori di Dp e Dp1 sono dati tecnici specifici del nostro sistema di ripresa. Si tratta semplicemente delle dimensioni (espresse in micron) del lato del singolo pixel sia di ripresa sia di guida.
Il Binning, ma sono pochi coloro che non sanno cosa sia, è la possibilità concessa dal software di gestione di una camera ccd o di qualche webcam di unire le immagini riprese da pixel adiacenti in modo da avere un pixel più grande e più sensibile. Ciò diminuisce la risoluzione del sistema ma spesso non è un problema. Nel contempo si aumenta la sensibilità perché abbiamo un unico pixel grande invece di tanti pixel piccoli.
Il Centroide è il centro geometrico di una stella ripresa. E' il software di gestione che calcola, mediante particolari algoritmi statistici, la posizione che dovrebbe avere una stella all'interno del singolo pixel. In questo modo la precisione di correzione aumenta notevolmente. Il valore che dovremo conoscere è il rapporto di precisione fra la posizione teorica del centroide rispetto alle dimensioni del pixel. La camera di autoguida Sbig St4 ha un software che permette di calcolare la posizione del centroide con una posizione di 1/6 di pixel. Per cui potrà correggere con una precisione come se avesse pixel 6 volte più piccoli ma altrettanto sensibili
Ora conosciamo i parametri in gioco ma come possiamo utilizzarli?
Basta conoscere tre formuline molto semplici e potremo fare tutte le nostre valutazioni.
Per prima cosa dovremo calcolare la risoluzione teorica del nostro strumento (sia di ripresa sia di guida)
La formula è abbastanza semplice e su internet ci sono tutte le spiegazioni del caso. Io vi do la formula pronta:
Risoluzione teorica = =1,22*0,00055*206265 / d   (o d1 per il tele di guida)
Per uno strumento di 20 cm di diametro avremo una risoluzione teorica di 0,692 arcsec nella frequenza del verde
La seconda formula è quella della risoluzione effettiva del nostro sistema di ripresa. Anche in questo caso la formula è già calcolata:
Risoluzione reale=206265*Dp*Binning*2/(Feq*1000)    dove Binning assume il valore del primo coefficiente (nel caso di binning 3x3 useremo il valore 3)
In questo caso se abbiamo una camera con pixel di 9 micron in binning 2x2 applicata a uno strumento di 1000 mm di focale avremo una risoluzione reale di 7,426 arcsec
La terza formula è quella della risoluzione del sistema di ripresa. In questa formula appare anche il Centroide in quanto simula un pixel più piccolo della realtà.
Risoluzione di guida=206265*Dp1*2/(Feq*Centroide*1000)
Con una St4 e un telescopio di 500 mm di focale avremo una risoluzione di guida di 2,2 arcsec.
Poiché ciò che ci interessa, a questo punto, è sapere se il nostro sistema di guida permette correzioni tali da evitare il mosso sulla ripresa, basterà che il rapporto fra risoluzione di ripresa e risoluzione di guida sia superiore a 2 (o a valori più elevati se si vuole una maggiore sicurezza). Nell'esempio riportato tale rapporto è pari a
R=7,426/2,2 = 3,375.
E' un buon rapporto che ci consente di poter essere abbastanza tranquilli per la nostra ripresa in autoguida.
MA NON STIAMO MAI TRANQUILLI
Ci sono tutti i fattori meccanici che qui non abbiamo trattato, la qualità della nostra montatura, le flessioni, il bilanciamento, i giochi sugli assi e mille altre cose che possono rovinarci la serata. Ma se almeno una l'abbiamo sotto controllo dobbiamo curare solo le altre 999!
Per evitarvi di fare i calcoli ho preparato un piccolo foglio excel con le formule già pronte. Basta mettere i valori corretti nei campi con sfondo giallo (per il sistema di ripresa) e celeste (per il sistema di guida) e nei campi con sfondo verde appariranno i valori calcolati con le formule sopra indicate.
Renzo Del Rosso © 2006


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