业余天文爱好者的观测器材之路（二）
本帖最后由 msloo 于 2014-8-23 21:01 编辑“原本我和你一样，以为买一个望远镜就可以看见精彩的深空图，直到我膝盖中了一箭”
正文开始之前，先聊聊我自己的第一台望远镜。当我还在读小学的时候（大约是1996年），在《少年科学》上邮购了一款有着斑马色条纹的天狼50天文望远镜，介绍的让人心动啊，但是D80T之类的高大上只能仰望{:2_185:}
收到这台45元的望远镜之后，心里还满怀期待，但是很快就被这台镜子坑的生活不能自理——设计人员你是想玩我不成，看天么，镜子没有抱箍、脚架，调焦还是海盗抽拉式，双手拿着一根桶子已经够累了，再对准星星实在是比战士打靶还难。。看地么，这货成的是倒向，一会人就晕菜了。这不，逼得我一个小学生发挥DIY精神，捣鼓出抱箍、云台、脚架，总算可以看几眼，一年多时间后，我小升初考到全县第六名，妈妈奖励一台地平式的60700，才正式入了门。
前面插播完毕，进入正文，本部分主要介绍天文主镜。
第四章单筒望远镜（折射式）一、整体介绍介绍完底盘，接下来介绍折射式天文望远镜。伽利略发明的望远镜就是折射式，通常由物镜组（一片至多片）+目镜组（多片）+天顶镜（45-90度的反射镜或者棱镜，便于观看天顶）+平场镜（深空摄影专用，可以消除视场边缘的畸变）等组成。色差的解释：由于光学玻璃对光线中各种颜色的折射率不同，折射后各色光线不是重合的，因此形成了离散的二级光谱，用普通望远镜观看反差比较大的目标，有红绿色边缘，或紫边，这就是色差，在深空摄影上更明显。下图：色差原理图
下图：普消望远镜拍摄的深空，色差紫边明显(星点变成紫色)
下图：牛反拍摄的M42（当然这两张照片拍摄水平不一样,但这不是重点,下图的星点几乎没有色差，APO也可以做到）
折射的类型有普消（普通消色差，通常要做到F9左右色差控制才会比较好，F6以下的不推荐，普消还分为胶合主镜和空气分离主镜，分离主镜相对好一些）、ED（镜头组中使用了一片低色散玻璃，消色差能力更强）、APO（复消色差结构，是折射镜中精度最高、消色差能力最强的，常见的APO中有一片日本小原51或53牌号的低色散玻璃，或者肖特低色散玻璃，更高级的型号采用了加入天然或者人工萤石的光学玻璃 多谢青山指正）。按价格，普消<ED<APO（51）<APO（53）<APO（萤石），按使用效果则相反，越贵的越好（这不废话嘛）。二、目视折射镜口径至少80，焦比在F7-F11之间，F9左右比较平衡，优点就是使用方便，指哪打哪，色差控制优良，锐度高，适用性广，基本不需要调整光轴，适合入门目视党。缺点：折射镜焦比长，镜筒往往做的比较长，携带不是很方便，同样价格买折射口径比牛反小，ED和APO价格比较高。下图：信达100ED折射镜
下图：号称入门神镜的星特朗80EQ
三、摄影折射镜：推荐从APO起步，不论加工精度、消色差能力、镜筒机械结构、成像质量均属于折射中的佼佼者，对于要求严苛的天文摄影来说，使用APO是相对严谨的，也是折腾最少的一条路。常见摄影APO：锐星的65Q、80APO、CF90、100Q、AL106、107PH、AL130等，AL代表铝制镜筒，CF代表碳纤维镜筒，Q则代表内置平场镜结构。（包括其代工品牌AT、SV等，品质基本一样）裕众的80APO、90APO，70SA（内置平场镜）等；晶华/ES的80APO等；信达黑钻、龙鹏系列APO；TeleVue（美国）、TAKAHASHI（高桥）、APM/TMB（德国）、LZOS（俄罗斯）、VIXEN、PENTAX等也是APO大厂，做工精良，但价格也比较土豪，这里不介绍。APO的选择，带有53玻璃或更高级别的为佳，内置平场镜的比外接平场镜的要方便。下图：锐星CF90-II碳纤维APO
成像圈：很容易被忽视的一个问题。各种望远镜在焦点都会投射一个圆形的成像面，成像面的大小应与摄影终端的面积相匹配（例如全画幅比APS大）下图：传感器画幅对比图
上图可见，如果望远镜成像圈只能支持APS，那么搭配上全画幅的相机，拍摄就会出现暗角，照片四周一圈是无效区域，拍出来四角发暗，甚至不成像。因此，选择APO时，应考虑到相机画幅与镜头的最佳成像圈相匹配，例如65Q就没法完美支持全画幅但70SA可以。焦比：焦比就是镜头焦距与口径的比例，例如150/750的望远镜，口径150，焦距750，焦比就是F5。焦比越大，同样口径获得的焦距越长，对于需要高倍数的行星观测就更有利。焦比越小，同口径前提下焦距就越短，这样的望远镜成像亮度更高，应用于目视可以便于观看亮度低的深空天体，应用于摄影，小焦比的摄影速度更快。举个例子，星特朗施卡的焦比是F10，可以通过一个FASTAR系统将焦比减少到F2，F2曝光30秒的照片亮度可以比得上F10下面的10分钟效果，但是当然，F2拍出来的目标要比F10在照片上小的多。后截距：深空摄影中用到的概念，通常说的是一个平场镜（或改正镜等）最后一片镜片到成像焦平面的距离，相机CCD刚好在这个距离拍照清晰，小于或者大于这个距离，可能会出现变形、模糊等情况。深空摄影对焦方法：入门者（单反）可以使用鱼骨板或放大对焦，鱼骨板可以找相关教程，放大对焦就是需要用到相机的liveview功能，连接主镜后对准天空最亮的星点，粗调焦距到相机屏幕中看到这个星点，然后把显示比例放大到最大（别忘记调整位置，使得星点始终在屏幕范围内），进行第二次精细调焦，调到星点最为细小，取消liveview，调焦完成，可以拍摄了，拍摄过程中不要碰调焦座（一般APO挂单反时候调焦完成不要试图锁定调焦锁，往往会造成偏移失焦）。该方法也可以用于牛反、镜头（星野）等场合。下图：鱼骨板对焦法图例
深空摄影简单的构图：找到深空目标以后不要急着开拍，而是首先要构图。对于比较亮的目标，开高ISO曝光10-20秒钟通常可以看见目标的影子，然后将目标移动到视野中心，开始正式拍摄。对于暗弱目标，甚至需要曝光几分钟才看见，构图往往需要反复调整，直到目标出现在中心位置。折射镜（行星摄影）用多少倍率的增倍镜？折射镜通常F6-F7，有些是F9，用3X增倍镜最合适。
本帖最后由 msloo 于 2014-8-22 09:03 编辑
第五章单筒望远镜 （反射式）一、反射式望远镜简介反射式望远镜，主要部件是一个球面或者抛物面的凹面镜，较早的牛顿式反射镜，由凹面反射镜及平面副镜组成，后来衍生出马克苏托夫-牛顿、施密特-牛顿、施密特望远镜、施密特-卡塞格林、经典卡塞格林、RC等不同的结构。下图：反射式12寸RC望远镜
普通爱好者用的最多的就是牛反结构，造价低廉、没有色差、单位价格可以获得最大的口径，集光力、分辨率等指标均很出色，但是牛反也有缺点，体积较大、重量重、目镜位置位于侧面使用习惯不方便、光轴比较敏感需要调整、镀膜容易被氧化（这是个误解早期的牛反有，现在的牛反镀膜经过处理，用个10年都没问题）、怕风（牛大招风）等。牛反通常分为球面和抛物面的主镜。球面镜存在球差，当焦比达到F9，可以有效抑制球差，但当焦比小于F9，有些球面镜甚至达到了F5，那么就会影响观测。抛物面镜则修正了球差，但由于抛物面的磨制比球面技术难度大，因此抛物面主镜价格比较高。一般天文望远镜，应该选用抛物面作为最低标准，球面镜目前已淘汰（凤凰、博冠等一些品牌仍在使用球面镜）。二、常见牛反望远镜信达skywatcher，之所以将信达排在第一位，就是因为信达保有量大、出品的牛反几乎都是抛物面镜、主镜加工精度合格、价格适中、作品众多。信达牛反有130/650（小小黑，小小黑摄影版）、150/750（小黑、小黑摄影版）、200/800、200/1000（大黑）、254/1000、254/1250（老黑），还有光阑版、线性调焦版、碳桶版的200/800。信达的全系列均可以作为行星、深空、目视的主镜。下图：经典入门牛反信达小黑
星特朗，与信达牛反同一个厂家，产品类似但比较低端，例如130EQ、150等，基本是入门者在使用。晶华/ES，也生产抛物面牛反，使用者不多（但是都教授用的是晶华牛反）。振旺ZWO（王师傅），是磨镜师傅王珍煦的作品，精度还比较高，F4-F6左右的比较常见，可以单独购买DIY，或者购买成品主镜，产品有桁架结构的200、254、300等，还有最近推出的150/600碳桶版本。其他ASA、高桥、AT等也有牛反，暂无介绍。三、牛反常见问题彗差与MPCC：牛反成像存在彗差，边缘的星点会离散，呈现彗星一般的形状。而MPCC（彗差改正镜）则设计用来消除彗差。由于牛反有F4、F5等较多的焦比，因此选择MPCC应该与主镜的焦比相匹配，否则效果不好，另外MPCC要注意后截距的问题，还有长度较长的MPCC（信达二代、TV二代）有可能在合焦的情况下还深入主镜一定距离，会对成像的星点造成一定影响。行星摄影和要求不高的目视，可以不配MPCC。下图：彗差模拟图
光轴调整：牛反的光轴调整其实并不可怕。调整牛反光轴需要一个道具：加长版光轴校准目镜。下图：加长光轴校准目镜
有了这目镜以后，参考网上的教程，先调整副镜位置（拧动副镜背面的三颗调节螺丝，注意慢慢拧，防止偏离程度太大），使主镜中央的标记在十字丝中间；再调整主镜屁股上的三颗螺丝，使主镜标记、校准目镜在主镜上的投影、十字丝三者完全重合，这样就完成了初步的校准。接下来用星点校准主镜，在天气比较好的时候，主镜指向一颗星并合焦，目镜使用最高倍的，有条件的还可以加上巴罗，或者可以用QHY5之类的摄像头代替目镜来成像。然后从合焦位置稍稍偏离焦点（散焦），此时如果光轴不正，你就可以看到星点在中间，周围有一圈圈的散焦光斑，但是光斑并不是同心圆，而是有一定的偏离。此时微调主镜屁股的三个螺丝，使得光斑变成一个尽量标准的同心圆，然后固定好主镜的光轴调整螺丝（注意不能拧过紧，可能造成主镜受压变形）这样就完成了牛反的光轴校准。下图：衍射环（同心圆代表光轴正）
下图：主镜光轴调整螺丝（瘦的三颗是固定螺丝不是调整螺丝）
消光：一般牛反镜筒内侧虽然使用了消光漆，但实际消光效果并不完美，做好消光，可以提高反差、蜘蛛架（副镜十字支架）的消光可以减少过大的星芒。可以选用带背胶的高级黑植绒，剪成条状，仔细贴好牛反的内表面，完成消光。防风：牛反一般在5级以上风力的时候，不采取防风措施无法进行深空拍摄作业。关于风力等级的简单判定方法：0级静风，风平浪静，烟往上冲。1级软风，烟示方向，斜指天空。2级轻风，人有感觉，树叶微动。3级微风，树叶摇动，旗展风中。4级和风，灰尘四起，纸片风送。5级清风，塘水起波，小树摇动。6级强风，举伞困难，电线嗡嗡。7级疾风，迎风难行，大树鞠躬。8级大风，折断树枝，江湖浪猛。9级烈风，屋顶受损，吹毁烟囱。解决方法：寻找有围墙的地方、有挡风障碍物的地方、或者使用天文帐篷。风力较大时候，甚至不出动牛反，改用其他小体积主镜。下图：天文帐篷
我应该买多大的牛反？是不是越大越清楚，放大倍率越高，这样的好？不是。牛反的体积比较大，10寸牛反有1.2米长、近30厘米粗，10多公斤重量，女生、小个子、爬楼梯的都吃不消长期使用，购买牛反，首先要考虑平时观测是否方便、是否有车，如果不具备条件，那么150或200（F4）左右的牛反是最佳选择。虽然大口径牛反集光力很强，但如果不经常使用或者没有好环境使用也失去了意义。如果我有条件，牛反的威力有多强？大口径牛反是深空利器，10寸以上在环境好的地方可以看见M20三叶星云的裂缝、M33星系的旋臂、M13等球状星团的恒星也可以一颗颗分解开来，非常震撼。但是对环境的要求，至少要目视银河，而且高山为佳。小黑够用吗？会不会不够大？不是，小黑深空、行星有很多佳作，不过需要选择好的赤道仪，并且熟悉牛反的使用，150口径在很多方面是够用的。牛反（行星摄影）适合多大的增倍镜？由于牛反通常是F4或者F5，而行星拍摄F20-30左右在大多数地方适合，因此牛反用户应该购买5X增倍镜，作为行星拍摄的首选。天气不好的地方，可以用3X。四、特殊的牛反——DOB由美国著名天文科普活动家约翰·道布森（John Dobson ）于1950年代开始设计制作的一种牛反望远镜，是地平式的变种。由于牛反重心位于主镜处，另外加大口径造成目镜位置过高，因此把主镜降低到靠近地面的地方，取消赤道仪改成类似经纬仪的模式。下图：信达10寸DOB
DOB是大口径望远镜的廉价解决方案，并且相对便携（同样口径），花几千元就可以买到10寸口径的镜子，凭借其大口径成为行星和深空观测的利器。下图：深圳同好坐照使用DOB10拍摄的土星
本帖最后由 msloo 于 2014-8-23 20:33 编辑
第六章单筒望远镜（折反射式）一、折反射镜折反射式是为了改良反射镜的一些不便之处而设计的望远镜，常见的有施密特-卡塞格林（施卡）、马克苏托夫-卡塞格林（马卡）、马克苏托夫-牛顿（马牛）等，本文介绍施卡和马卡。二、施卡施卡镜是各类常见光学结构中，同等口径最为短小、最为轻便的望远镜，主镜位于望远镜底部，是球面反射镜，望远镜前端有一块精细研磨的施密特改正镜，光线通过改正镜到达主镜后，反射回改正镜上面固定的副镜，第二次反射到目镜处成像。因此光路相当于折叠了好几次，主镜可以做的很短小。下图：星特朗施卡镜8SE
施卡的主要用途：目视、行星摄影。施卡虽然可以用于深空摄影，但是由于施卡的焦距太长（1000mm以上），不是很适合新手进行深空拍摄。8寸的施卡就拥有2000mm的长焦距，因此行星观测、星团观测是施卡的拿手好戏。常见施卡有星特朗C8、C9.25、C11、C14，米德8寸等，这两个牌子差不多。下图：8寸施卡拍摄的木星（老莫作品）
三、马卡马卡的光学结构与施卡类似，就是将施密特改正镜换成马克苏托夫的弯月形改正镜，但是弯月镜比较厚，因此同口径马卡比施卡重，但由于马卡的副镜比较小，遮挡光路少，因此同口径马卡的锐度比施卡更高。马卡焦比通常是F12-15，用途为观看小面积星体、行星，尤其行星是马卡的强项。常见马卡有星特朗127SLT（带GOTO经纬仪）、信达127、150、180、博冠90、150等，马卡口径至少要127才比较好，180马卡的重量很重，需要有相匹配的重型赤道仪。下图：水犹寒使用150口径马卡拍摄的土星
下图：博冠150马卡（只推荐主镜，不推荐原装赤道仪）
四、常见问题光轴：施卡、马卡都需要矫正光轴，施卡的光轴校准机构在副镜上，副镜上面有三个螺丝，小心调整这三个螺丝，使得星点在目镜端的光斑变成同心圆即可。马卡的调整机构在主镜这一端，方法也类似。下图：施卡的光轴调整螺丝（副镜盖上三个圆的螺丝）
消光：原装施卡的消光效果比较一般，内壁还是有反光现象，可以购置消光绒，剪成条状，拆开改正镜（上图主镜周围有一圈塑料垫圈，垂直于主镜的螺丝可拧开，务必小心），把主镜内壁、还有中央的圆筒内外贴上消光绒，然后按原位置放回主镜（镜筒上有标记）。下图：没有消光的施卡，内壁反光
调焦：施卡原装单速调焦，拍摄行星时候不是很方便，可以选择羽毛调焦（美帝产品，比较贵但是好用，施卡用的分内调和外调两种），来实现精细调焦。下图：我的APO、牛反与施卡合影（施卡上装的羽毛调焦）
HD施卡和普通版本的区别：HD版本的改进有几个，增加了散热孔，可以让施卡尽快达到热平衡，减少镜筒内气流扰动对图像质量的影响；增加了主镜锁，减少因为内调焦造成的主镜移位而带来的画质下降；增加了平场镜，改善了深空拍摄时候像场边缘的画质。其他并无本质区别。施卡（行星摄影）适合多少倍数的增倍镜？施卡原生焦比是F10，天气（主要是透明度、视宁度等）一般时，用2X比较合适，天气很好，可以用3X，5X一般不建议用。施卡看深空，放大倍率太高怎么办？可以选择PL40mm目镜，或者GSO的50mm目镜，或者选用0.64X的减焦镜（仅用于目视），可以有效增加视场角度。马卡可以拍摄深空吗？可以。但是普通马卡的成像圈比较小，拍摄出来周围有暗角，另外马卡焦比大、焦距长，导星会比较困难。马卡（行星摄影）用多少倍数的增倍镜？马卡适合2X。
第三部分传送门：http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-298063-1-1.html 抢到沙发。。 哦。对了。建议几个帖子互相加上链接。 看来咱们的年龄差不多啊，我97年海尔波普彗星来的时候用双筒开始观察，98年家里奖励我期末考全校第一买了一台60/700，然后看了近6年！！ 强贴，继续发表，msloo兄花了不少心血啊。 钢钢 发表于 2014-8-22 09:12
看来咱们的年龄差不多啊，我97年海尔波普彗星来的时候用双筒开始观察，98年家里奖励我期末考全校第一买了一 ...
同道中人啊，我当年只知道海尔波普的大名，那时候没有互联网，没有人教我在何时何地看，结果有了望远镜也没看到彗星，遗憾，后来彗木相撞，也是杂志上看看
tengyusz 发表于 2014-8-22 09:17
强贴，继续发表，msloo兄花了不少心血啊。
玩天文的都不容易，码点字没多少时间，等好天气时间长多了
好贴! 写的非常详细，支持 大師膜拜..特來參見...好貼子.. msloo 发表于 2014-8-22 09:24
同道中人啊，我当年只知道海尔波普的大名，那时候没有互联网，没有人教我在何时何地看，结果有了望远镜也 ...
那时候没有互联网，我订了《天爱》和《知识就是力量》两本杂志，当然那时候不懂拍照，其实观测笔记也不知道怎么做，就看过就看过了，挺激动的！
写的很好，很符合玩天文人的心里想法，继续关注！！ 楼主的好文章，中间的好像是中国的ASA吧，黑洞牛，如果是，也是用王师傅主镜装配的牛反之一啊 好贴必顶~ 来捧场了{:2_190:} 深入浅出，内容丰富，静待第三集 期待第三集！！！ 先顶后看{:3_205:}，看完再评