천체망원경 초기화 과정

천체사진을 찍기 위해서는 망원경을 잘 초기화 시키는 것이 중요합니다. 초기화 시킨다는 말은 망원경이 지구의 자전축과 정확히 일치해야 한다는 말이기도 하고, 내가 원하는 대상을 찾았을 때 자잘한 문제로 촬영에 집중할 수 없는 일을 미연에 방지한다는 뜻도 있습니다. 뭐 제가 만든 말이니까 신경은 크게 쓰지 마세요.
보통 극축정렬과(Polar alignment)와 표류이탈(Draft method)를 사용하게 되구요, 이 과정이 끝나도 천체사진을 찍기 위해서는 추가적으로 할 일이 있습니다.
저 같은 경우는 다른 사람과 같이 별사진을 찍으러 간 적이 전혀 없기 때문에 이 과정을 알아내는데 몇 달이 걸렸습니다. 부디 여러분들은 저와 같은 실패를 반복하지 않으시길 빌며 적어봅니다.

  1. 극축정렬 단계
    1. 일반적인 극축정렬
      1. 삼각대의 표시 부위가 북쪽을 향하게 한 상태로 단단히 고정합니다. 이때 북쪽방향 표시선을 동쪽으로 5~10도 틀어지게 하면 좀 더 편합니다. 아니면 아예 표시선이 북극선을 바라보게 설치해도 됩니다.
      2. 삼각대에 마운트만을 설치한 후 극축 정렬(Polar alignment)을 합니다. 극축망원경이 있는 게 더 유리하며, 없다면 적도의(마운트)의 눈금을 읽어 현재 위치의 위도와 경도를 맞춰 줍니다.
        극축망원경이 있다면 극축망원경에 표시된 북두칠성과 카시오페이아가 실제 천구와 동일한 위치에 위치하도록 마운트 몸체를 돌려가며 맞춰 줍니다.
        극축 망원경의 Polaris라고 표시된 동그라미에 북극성이 위치하도록 조정나사들을 돌려 조정합니다. 조정이 끝나면 나사를 조여 단단히 고정합니다.
    2. 표류이탈(Draft method)에 의한 추가 극축정렬 (빼도 되지만 하면 좋습니다)
      1. 가이드 스코프와 경통등을 모두 설치한 후 무게중심을 맞춰 줍니다. 이때의 무게중심은 촬영시와는 다르기 때문에 적당히 맞춰줘도 됩니다.
        두 개의 스코프에 십자선이 있는 아이피스를 끼워줍니다. 망원경에 전원을 넣습니다. Star alignment를 하라고 하면 대충 Enter를 눌러 star alignment를 마칩니다. 이 상태로 우선 남쪽 적위 20도 정도에 있는 별을 하나 선택해 GoTo를 실행시킵니다. 별이 가이드 스코프의 십자선 가운데 오도록 하고, 경통에서도 그 별이 십자선 가운데 오도록 해줍니다. 이때 가이드 스코프의 나사를 조절해 별이 가이드 스코프와 경통의 십자선 모두에 맞도록 조금 수정을 합니다.
      2. 경통 아이피스를 조금씩 돌려 십자선이 수직으로  곧게 서게 한 후, 십자선 가운데 별이 위치하도록 해줍니다. 이제 5분 가량 기다립니다.
        만약 별이 북쪽(화면의 위쪽)으로 흐르면 서쪽으로 치우쳐져 있는 것이기 때문에 마운트(적도의)를 동쪽으로 조정해 줍니다. 남쪽으로 흐른다면 서쪽으로 조정해 주면 됩니다. 매 5분씩 기다리며 별이 더 이상 북쪽이나 남쪽으로 흐르지 않는 것을 확인하면 1차 조정이 끝난 것입니다.
      3. 2차 조정을 시작합니다. 우선 동쪽이나 서쪽의 고도 15도 정도에 위치하는 별을 하나 찾습니다. 그 별을 경통의 십자선 가운데 위치시키고 아이피스를 돌려 십자선이 수직이 되게 합니다. 5분 정도 기다리면 별이 흐르는데, 북쪽으로 흐르면 적도의의 고도를 낮춰줍니다. 남쪽으로 흐르면 높이면 됩니다. 더 이상 흐르지 않으면 표류이탈을 종료합니다.
        정리하면 남쪽을 보고 할 때 북쪽으로 흐르면 동쪽으로 마운트를 돌리고,
        동쪽을 보고 할 때 북쪽으로 흐르면 낮춰주면 됩니다.
        북쪽은 -> 동쪽, 아래 입니다. 
  2. 천체사진을 위한 정렬 단계
    1. 천체망원경의 전원을 끕니다.
    2. 아이피스를 모두 제거하고 장비를 완전히 세팅합니다. 세팅이 끝나면 무게중심을 맞춰줍니다. 이때는 장시간 노출시 모터에 무리가 가지 않도록 최대한 정확히 맞춰 주는 것이 중요합니다.
    3. 노트북을 켜서 추적용 프로그램과 주 카메라를 실행시킵니다.
    4. 천체망원경을 Home axis (중립 자세)로 만들고 다시 전원을 켭니다.
    5. GoTo기능 활성화를 위해 Star alignment를 실행합니다.
    6. 망원경이 첫번째 별을 찾아주면 두 카메라를 실행시켜 영상을 얻습니다. 획득한 두 영상을 살펴보고 다음의 문제를 확인합니다.
      1. 가이드 스코프의 초점이 틀어져 있으면 별이 안보이므로 바흐티노프 마스크를 통해 초점을 맞춰줍니다. 적당히라도 맞으면 됩니다.
        영상이 보이지 않으면 초점을 다시 맞춰주고, 초점이 어느정도 맞으면 연속 촬영을 시키며 화면의 가운데 별이 위치하도록 해줍니다.
      2. 경통 카메라에 초점이 틀어져 있으면 별이 보이지 않으므로 바흐티노프 마스크를 써서 초점을 맞춰줍니다. 이것도 적당히라도 보이면 됩니다.
      3. 경통 카메라에 별이 잡히긴 하는데 가이드 카메라에서 보여준 영상의 한쪽 귀퉁이만 보여주고 있다면, 경통을 조작하는 것이 아니라 가이드 스코프의 조종 나사를 돌려 동일한 부분을 바라보도록 해줍니다.
        동일한 부위를 바라보는 것 같으면 다시 망원경을 조작해 가이드 스코프의 영상 가운데 별이 위치하도록 한 후 경통 카메라에서도 별이 가운데 있는지 확인합니다. 이 과정을 될 때까지 계속 합니다.
      4. 가이드 카메라의 영상과 경통 카메라의 영상을 보았을때 보는 각도가 동일한지 확인합니다. 만약 거꾸로 되어 있다면 두 카메라 중에 하나를 빙글빙글 돌려 바라보는 각도가 동일하게 만들어 줍니다.
        단, 직립 프리즘을 쓰면 영상이 거울상 반대로 보일 수 있습니다.
      5. 3번과 4번의 과정을 통해 두 스코프를 통한 대상이 화면 가운데 오도록 계속 수정을 합니다. 이때 기억할 것은
        1. 가이드 스코프와 경통의 시야각은 차이가 난다
        2. 경통은 움직일 수 없어도 가이드 스코프는 바라보는 각도를 조절할 수 있다는 사실을 기억합니다.
      6. 가이드 카메라의 영상과 경통 카메라의 영상이 동일한 대상을 화면 가운데 보여주고 있고, 각도가 동일하다면 첫번째 정렬을 마치고 두번째 별을 찾도록 합니다.
      7. 두번째 별을 추적하는 동안 가이드 스코프와 경통의 초점을 좀 더 세밀하게 맞춰 줍니다. 다음의 조건이 다 맞는지 마지막으로 확인합니다.
        1. 가이드 카메라와 경통 카메라가 동일한 부위를 동일한 각도로 바라보고 있다
        2. 가이드 카메라의 초점이 맞는다
        3. 경통 카메라의 초점이 맞는다
        4. 경통 카메라가 보여주는 영상은 가이드 카메라가 보여주는 영상의 정 가운데를 확대시켜 보여주고 있다
      8. 여기까지 끝나면 Star alignment과정을 종료합니다. 이제 원하는 대상을 찾으시면 됩니다.

어렵지요…? 저도 어려워 하고 있습니다.
하지만 극축 정렬이 제대로 맞지 않으면 별이 심하게 흘러 정밀한 추적이 불가능하고요,
가이드 스코프와 경통의 시야가 맞지 않으면 대상을 선택할때 혼란을 주게 됩니다. 처음에는 시간이 많이 걸린다고 하고 저도 이것을 하며 거의 2시간을 쓰고 있습니다. 하지만 그만큼 중요한 부분이니 꼭 기억하시고 차근차근 한단계씩 나아가시길 빕니다.

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Skywatcher polar illuminator

극축망원경의 표시를 잘 볼 수 있도록 붉은 빛을 조사해주는 제품입니다.
가격은 3만원 정도 하는데 배송비가 그만큼 들었답니다. ㅠㅠ 하지만 뭐… 국내에서 사면 10만원을 요구하니 상대적으로 싼 것이 다행입니다.

제품은.. 인간적으로 말해 3만원 받는 것도 좀 심한것 아닌가 하는 수준입니다. 일단 CR2302배터리 넣는 뚜껑이 이가 잘 안 물려 뻑뻑하고, 제품 전체가 플라스틱으로 만들어졌는데 내구성이 떨어져 보입니다. 거기다 보통의 경우 밝기조절 놉(knob)을 최소로 줄이면 딸깍! 하는 스프링 전원이 내장되어 있어야 하는데 이 녀석은 그런거 없습니다. 전원을 완전히 끄고 싶으면 배터리를 뽑아야 합니다. 제품의 의도는 배터리 뚜껑을 느슨하게 하면 전원이 꺼지도록 디자인 한 것 같은데 (우측 오른쪽 사진 보시면 음극과 만나는 쪽에 스폰지가 있어 단단히 조이지 않으면 전극에 닿지 않게 해놓았습니다) 그게 그렇게 잘 작동하지는 않습니다.
그래도 뭐 40일이나 걸려서 간신히 도착하긴 했으니까 기쁘게 생각합니다. 이것 때문에 잘 쓰지도 못하는 영어 편지를 다섯 통이나 보냈거든요.

아무튼 다른 제품에 비해 싸니까 잘 써보려고 합니다. 아 물론 카메라가 도착하면요. ㅠㅠ
도대체 해외 배송은 UPS, Fedex, DHL이 아닌 국제우편인 경우에 배송기간을 믿을 수가 없네요.

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달 보고 왔음요

저녁 5시 정도에 위성사진을 봤는데 아무래도 구름이 걷힐 것 같았다. 아내에게 이야기 하고 달을 보러 출발했다. 뭐, 달은 기본이고 다른 것을 볼 수 있으면 보려고 출발한 것이지.

1시간 반 정도 차를 몰아 내가 가는 관측지에 도착했고, 하늘이 거의 걷힌 것을 보곤 뛸듯이 기뻐 장비를 설치하기 시작했다. 삼각대를 설치하고 암적응이 끝나기를 기다리고 북극성이 보여서 바로 극축 망원경을 들여다 봤는데 이상하게 아무것도 안보이는 것이었다. 한참 만지작 거리다 아예 극축 망원경을 꺼내서 들여다 봤더니 초점이 안맞음. ㅡㅡ; 얼마전에 괜히 궁금해서 그걸 만지작 거리다 내가 초점을 망쳐버린게 분명했다. 잠시 따로 꺼내 만지작거린 후 모처럼 극축을 맞추고 경통을 얹었다.

망원경의 정렬도 잘 되어서 뿌듯한 마음을 품고 마지막으로 표류이탈을 시작했는데 희한하게 그것도 그럭저럭 잘 되는 것이었다. 기분좋은 마음에 카메라를 연결하고 들여다 보며 CCD카메라로 사진을 찍으려고 했음.

어…? 아무리해도 초점이 제대로 맞지 않는 것이었다. 혼자 이리저리 만지작 거리다 아무래도 안될것 같아 몇 가지 장비를 뜯어버리고 간신히 초점을 맞출 수 있었다.
그래…. 일단 작동도 했고 사진도 찍었는데 사진을 찍으면서 알게 된 중요한 사실은, 아무리 정렬을 신경쓴다 하더라도 기계 자체의 오차는 어마어마 하다는 것. 왠만한 영상은 가이드 망원경과 추적 카메라가 없으면 끝임없이 대상의 촬영 위치가 바뀐다는 것을 알았다. 극축 정렬을, 심하다 싶을 정도로 해야 별 문제가 없는가보다.

firstMoon
내 인생 첫번째 사진

그래도 위와 같은 사진을 한장 얻었다. 잘 보면 초점이 잘 안맞는데 이럴수밖에 없었던 것이, Off-axid guider를 쓴 것도 아니고, 모니터 화면에 나오는 영상을 보고 초점을 맞추는데 끝임없이 달 추적에 실패했고 놉(knob)을 돌릴때마다 화면시 심하게 흔들려 제대로 할 수가 없었다.
아무튼 다시 사진 한장을 더 찍었고 그렇게 오늘의 천체관측도 끝이 났다.

firstMoon01
내 인생 두번째 천체사진

어쨌거나 고생도 하고 실망도 많이 했지만 몇 가지 중요한 사실을 깨달았다.

  • 안시관측이나 천체사진 촬영에서 가장 중요한 것은 바로 ‘날씨’였다. 날씨가 안좋으면 정렬이나 추적이 매우 제한적으로 진행될 수밖에 없는 것이었고, 이로인해 내가 원하지 않는 사진을 많이 찍거나 정작 촬영할 시간을 놓쳐버리기 딱 좋았다.
    아무튼 천체사진에서 가장 중요한 부분은 날씨라는 것을 깨달았다.
  • 긴 발열패드가 작동을 제대로 하지 않았다. 거기다 전선의 길이도 짧아(2m는 되었는데) 촬영할 때 여간 불편한 것이 아니었다. 아무래도 긴 녀석은 다시 만들어야 할 것 같아서 재료랑 이것저것을 준비하기로 했다. 특히 발열패드엔 가변저항은 떼어버리고 20W정도 출력이 되게 만들며 전원선을 패드방향에서 90º정도 틀어놔야 사용이 수월하다.
  • 극축망원경의 초점을 내가 틀어놓았던 것 같다. 이걸 주간시간에 어떻게든 제대로 맞춰야한다.
  • 관측을 하러 가기전에 미리 대상에 대한 충분한 공부를 하고 가야지 관측이 재미있을 것 같다. 공부를 더하자.
  • 극축정렬의 기법을 더욱 더 열심히 연습해서 더욱 정밀하게 할 수 있도록 노력하자 .
  • USB 3.0으로 리피터가 달린 케이블을 5m이상 준비하자.

이상이 이번 관측의 소감이다. 집에가기 직전에 군인 아저씨들이 또 여기서 뭐하는지 물어봤고 다음에는 조금 더 조리있게 이야기해 줄 생각이다.

음… 파인더 스코프는 새로 사는게 낫지 않을까 고민중이다. 정렬을 하기에는 나사 두개 가지고는 영 불편한 것 같다.

 

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