2018年11月12日 星期一

清境綠邑田園民宿觀星之旅

清境綠邑田園民宿觀星之旅

 緣起

前兩次上清境入住莫妮卡工坊老天都不賞臉,無法順利天文攝影,想說換個手氣,於是利用 Google 地圖查海拔較高的民宿找到---清境綠邑田園民宿,這裡海拔 2044 公尺。

 規劃

這趟「清境綠邑田園民宿觀星之旅 」(2018.11.06-2018.11.07),原先是訂在2018.11.01-2018.11.02 前往,受到玉兔颱風與東北季風的共伴效應影響而改期。 早早就做好了規劃(如附表:這是備忘錄的截圖),使用 Stellarium 擬定拍攝計畫(當初是設定 2018.1101前往,日期改為 11.06 也適用):

PM:6:30—09:00 M31 仙女座大星系

PM:9:00—11:00 M45 昴宿星團

PM:11:00—00:30 M42 獵戶座大星雲

PM:00:30—01:30 馬頭星雲

PM:01:30—03:30 玫瑰星雲

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註:之所以選這些目標並按照這樣的順序是有原因的:

    • 目標要升到夠高---光害影響較少(別以為到了高山就沒光害,在台灣沒有無光害的地方)
    • 預定的拍攝期間目標不會過子午線

器材

  • 赤道儀:iOptron CEM25-P 、4.7 Kg 重錘、控制手柄及 Statfi 無線網路Adapter(沒用上)、PoleMaster 電子極軸鏡,還有DIY的偏心重錘。
  • 拍攝器材: Sony A7s (含手把,使用雙電池)+ STC 光害濾鏡+ RJ Nikon to NEX 轉接環 + SIGMA 150-600mm F5-6.3 DG OS HSM C版
  • 導星 CCD 及 導星鏡:QHY5L-II-M黑白高靈敏度導星CCD 、Pentax Takuma 300mm F4 + M42鏡頭轉1.25英吋望遠鏡口轉接環
  • 控制筆電:Lenovo IdeaPad 120S 11吋(4G/64G USBX2)、HP ENVY Ultrabook(遙控或備用)
  • 電源:【飛樂 Discover】 汽柴油兩用 15000 mAh 救車行動電源兩顆、赤道儀與筆電的變壓器及一條 15 公尺長的捲筒式延長線
  • 其他配件:魚骨對焦板、除霧帶兩條(一條拍攝主鏡用,一條導星鏡用)、電子快門線 For SONY
  • 拍攝銀河的器材:Kenko攝星儀、Gitzo 腳架、Sony A7R2、Nikon AFS 17-35mm F2.8唯卓自動對焦轉接環 + Sigma 50mm F1.4

過程

山上溼氣超重的,事先看了氣象預報溼度高達 99%(下圖),因此帶了兩條加熱除霧帶,也好在多帶了赤道儀、筆電的變壓器及一條 15 公尺長的捲筒式延長線,剛好可以接民宿的市電。 而兩顆一直以為能夠供應赤道儀、筆電拍攝整晚的汽車行動電源,單純給這兩條除霧帶用,竟然還沒拍攝完畢就將這兩顆行動電源耗盡,最後拍攝玫瑰星雲時已是深夜,好在溼度也降了,沒有除霧也能拍攝下來。

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2018.11.06下午三點半抵達民宿後(進入博望新村要到民宿的小路有點小難度,第二天早上回程時,可能沒睡飽,車門因此還刮傷了),器材搬下並組裝,腳架大致朝向北方,平衡當然是確實做好(有了 DIY 的偏心重錘當然是沒問題的)。

接下來就是等天黑,北極星出現後即可使用電子極軸鏡將極軸精準校正(雖然有點小貴,但極建議稍為入門後購買,若使用漂移法實在太浪費時間,花個三~五分鐘搞定,可以讓珍貴的晚上時間用來拍攝)。

腳架只是大致朝向北方,初時北極星沒有進入電子極軸鏡的視野內,浪費了不少時間調整,等到天色更暗,肉眼目視可以很清楚地看到時(在民宿的位置朝北剛好是仁和路的方向,受到路燈影響之故)再轉動三腳架讓北極星進入電子極軸鏡的視野內,順利將極軸校正精準(兩千公尺的高海拔,大氣視相佳又近乎無風狀態,比起在市區裡的社區頂樓更容易調整。)

極軸精準校正後,接下來執行「一星校正」,選織女星並 GOTO 過去(如果誤差太大沒有進入鏡頭視野內,可以使用 AstroTortilla 定位後再按下手柄上的 Enter 鍵),校正好後,放上「魚骨對焦板」並以織女星來調焦:

Focus

這時大概是晚上六點半,然後......就起霧了(又不是在台中市區,嘿嘿!當然不是霧霾),剛好可以吃晚餐。

七點多,霧氣開始散了......開啟赤道儀並 GOTO 到 M31,執行 AstroTortilla 精準定位......

開啟 PHD 2 ,先執行 Calibration:

Calibration 

執行「導星小幫手」後開始 Guiding,並讓導星 RUN 個十分鐘以上

Guiding 

然後才是拍攝的開始,直到凌晨三點半結束,收完器材四點多才去睡。

民宿這裡晚上的溫度沒有預期的低,大概 13 度左右(深夜大概 11、12 度吧),所以帶去預備遙控的「HP ENVY Ultrabook」沒有用上,直接在室外操空 Lenovo 小筆電。 由於六點多時的起霧,為了不影響整個拍攝流程,每個目標的拍攝張數就減了一些以配合流程表。

這次帶了充滿電的 8 顆 SONY 原廠電池幾乎全部用盡。

當進入拍攝上述深空天體的過程中,順便把 Kenko 攝星儀架設起來,接上 Sony A7R2 + 唯卓自動對焦轉接環 +Nikon AFS 17-35mm F2.8 (本來準備了SONY FE 28mm F2 鏡頭及SONY SEL057FEC 魚眼轉接鏡,等要使用時才發現 FE 28mm F2 沒帶)用來拍攝銀河。 因為沒有除霧帶可用,拍攝時一下子就露水一片(下圖左),加上這個時節銀河的位置及民宿所在的方位,在民宿要看銀河面對的方位剛好為馬路所在(下圖中),光害嚴重(下圖右),只好朝向光害較少的東北東,開啟攝星儀追踪設定 ISO 100 光圈 2.8 曝光 5 分鐘拍攝的照片如下圖,勉強可看到不是很清楚的稀疏銀河(左上斜向中下),所以.......漂亮的銀河照片只能等下次了。

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由於銀河所在方位光害嚴重,只好改成在民宿門口前的草地,大概是朝向南方拍攝星空縮時。器材為 Sony A7R2 + 唯卓自動對焦轉接環 + Sigma 50mm F1.4 ,本想使用購買的相機縮時 app 來拍攝,但因使用「唯卓自動對焦轉接環」無法切換手動對焦,自動對焦模式完全無法對焦星點。只好接上電子快門線拍攝了 124 張 ISO 1600 曝光 5 秒的影像,再經 QuicktimerPlayer 7 轉成影片。

 

因為這樣的經驗,想到有個變通的方式:通常在拍攝深空天體(如玫瑰星雲等)需要長時間曝光多張影像,一個目標動輒需要一小時以上,這時可以開個車帶上攝星儀延著台14甲,找到適合的地點在路邊停車拍攝,只要地點合適,半小時大概就能搞定。

成品

按照事前規畫的拍攝流程,每一個目標都拍攝成功:

M31 仙女座大星系

總算拍到了比較像樣的「仙女座大星系」M31: 由 25 張每張曝光 3分30秒 ISO 800 的影像疊合而成,相當於總曝光時間 1 小時 28分,再經由 Affinity Photo 影像處理的成品。

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想像一下:今天如果有個外星人在距離地球約250萬光年遠的仙女座大星系,也像我一樣對準我們的銀河系拍照,那他拍出來的銀河系照片就會與這張照片很像。

使用 Affinity Photo 進一步的影像處理,可以看到右上角屬於螺旋星系的特徵--旋臂更清楚了。

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M45 昴宿星團

昴宿星團,又稱七姊妹星團,梅西爾星雲星團表編號M45 。 位於金牛座,裸眼就可以輕易的看見(那是要在山上的,市區裡得用雙筒望遠),肉眼通常見到有九顆亮星。(截錄自維基百科)

由於天時(農曆月末)、地利(高海拔光害少,影像右下角光害的影響還是可看到)、人和(當然是平時有練習,事前有規劃),才能把不易拍攝的藍色雲氣捕捉下來。

由 21 張每張曝光 3分30秒 ISO 800 的影像疊合而成,相當於總曝光時間 1 小時 14分,再經由 Affinity Photo 影像處理的成品。

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M42 獵戶座大星雲

獵戶座大星雲(M42,NGC 1976)是一個位於獵戶座的瀰漫星雲,距地球1344 ± 20光年,為最接近我們的一個恆星形成區。它的亮度相當高,在全天僅次於船底座星雲,在無光害的地區用肉眼就可觀察。(截錄自維基百科)

由 M42 與 M43(鳥頭的部分) 組合而成「火鳥星雲」。 這篇文章說明地非常清楚。

這次拍攝了兩套影像:

    • 由 15 張每張曝光 45秒 ISO 800 的影像疊合而成,相當於總曝光時間 11 分,再經由 Affinity Photo 影像處理。曝光時間較短的用意是希望 M42 亮核的部分不要爆掉,結果核心裡的四合星還是爆掉了(之前在社區頂樓,使用 Kenko 攝星儀 + Celestron C90 1250mm + 32mm目鏡就可以很清楚地以肉眼看到)。
    • 由 18 張每張曝光 3分30秒 ISO 800 的影像疊合而成,相當於總曝光時間 1 小時 3 分 24秒,再經由 Affinity Photo 影像處理,要把雲氣的細節拉出來,不可避免地核心一大遍都爆掉,這才需要另外拍攝一組曝光時間較短的影像,使用其核心部分來合成(圖層對齊後,以 Darker Color 來 Blend,透明度設 60%大概就很不錯)。 所以這張影像的後製花費最多的時間,可惜使用的 SONY A7s 尚未天文改機,星雲紅色的部分較弱,與網路上看到的照片遜色不少。 這次拍到的影像,還可以很清楚地看到中間稍偏左的「跑步者星雲」(NGC 1977),這是因為總曝光時間超過一小時才能顯現。

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馬頭星雲

這次拍到了馬頭星雲與火焰星雲(NGC 2024): 馬頭星雲距離地球大約1,500光年,是最容易識別的星雲之一,因為從地球看過去,黑暗的塵埃和旋轉的氣體構成的形狀有如馬頭。這個星雲的形狀在1888年第一次被注意到,哈佛大學天文台的威廉敏娜·弗萊明在拍攝的B2312號乾版中發現了這個暗星雲。 火焰星雲是在獵戶座的一個發射星雲,距離大約在900-1,500光年。 (截錄自維基百科)

由 11 張每張曝光 3分30秒 ISO 800 的影像疊合而成,相當於總曝光時間 38 分 43 秒,再經由 Affinity Photo 影像處理。

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玫瑰星雲

玫瑰星雲 (也稱為科德韋爾49 )是一個大的球形電離氫區(外觀呈現圓形),位置在麒麟座,距離地球約5,000光年,測量得到的直徑大約是130光年。來自年輕恆星的輻射激發星雲中的原子,使得這個星雲成為我們看見的發射星雲。估計星雲的質量大約是10,000太陽質量。攝影很容易拍攝到玫瑰星雲,而這也是唯一能記錄紅色的方法,肉眼是看不出顏色的。(截錄自維基百科)

由 21 張每張曝光 3分30秒 ISO 800 的影像疊合而成,相當於總曝光時間 1 小時 14 分,再經由 Affinity Photo 影像處理。

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(等天文改機的 Nikon 610 回來後,找個時間再拍一次,玫瑰會更大朵。)

民宿小景

四點多才睡,八點多就醒來,雖累也沒辦法再睡。梳洗並用過早餐後,拿著 Sony A7R2 + 唯卓自動對焦轉環 + Sigma 50mm F1.4 (其他器材都收好在行李箱,懶得再拿),標準鏡頭,只好拍些小景。(照片幾乎沒有後製,少數只做水平調整及略為裁剪)

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心得與檢討

山上溼氣重,回家後將所有裝備曬乾裝箱,下次啟用要等到 Nikon D610 機身天文改機回來。

看了這些照片每張都完勝在社區頂樓熬夜拍攝幾十張疊圖再影像處理後的照片,現在大概沒興致再上頂樓了。 但等 Nikon D610 機身天文改機回來,還是會上頂樓的,因為:

    • 在社區頂樓---就像平時考
    • 去同學在卓蘭的果園---就像模擬考
    • 上清境---那就是大考啦

由於電源的問題決定拍攝成敗,除了要供應赤道儀、筆電外,山上通常溼氣重,兩條除霧帶是必須的(一條 12V主鏡用,一條 5V導星鏡用),未來還要包括 Nikon 假電池。雖然【飛樂 Discover】 汽柴油兩用 15000 mAh 救車行動電源可以接上這些器材,但這次的拍攝得知除霧帶太耗電,就算有兩顆都不夠用。

因此,測試了「飛樂行動電源」接上變壓器充電時,同時把這些器材接上也可以供電,這就解決了電源問題,未來只要找家能提供市電的民宿即可。(唯一要擔心的是這樣的使用方式不知是否會太傷行動電源?)

(追加:發現這顆行動電源也有提供汽車點煙孔充電器,這意味著在沒有市電的地方也可以提供足夠的電力---前提是汽車要加滿油。)

2018.11.13

前幾天買了 ASUS 基地台RT-AC68U 來取代六年前從淘寶買的 Netgear WNDR3700V2,因此這台 Netgear 基地台就多出來。想起年初時在頂樓操作 Kenko 攝星儀,頂著寒風(好像越冷,天空越適合拍星星?),若能遠端遙控,就不用那麼辛苦。

家裡至頂樓有兩層間隔,Wi-Fi 訊號雖說可以到頂樓(2.4 GHz),至少掉兩格且訊號會飄,無法遠端遙控,因此才會想到把多出來 Netgear 基地台用來中繼延展訊號。試了兩天,沒搞定,只得放棄。倒是想到可以用來建立區網(不需連 internet),兩台筆電連上基地台後,在區網內即可成為一個主控筆電(在車內或室內)來遙控被控筆電(連接赤道儀),距離比起使用 MiraCast 的方式要長得多,只是基地台需有市電,MiraCast 的的場合適用於野外躲在車內遙控。

若要從家裡遠端遙控頂樓的筆電,在看了這篇文章,把 ASUS RT-AC68U 的天線平行於地平面放置後,2.4 GHz 的訊號到頂樓只掉了一格,使用Teamviewer 並設定遠端遙控的品質為「最佳速度」,從家裡的桌上型 Mac Mni 也可以遠端遙控放在頂樓的筆電。

至於要在這樣沒有連接網際網路的情形下以區網達成遠端遙控,試過了三套軟體: Teamviewer、 VNC、 Splashtop。

Splashtop 號稱可以免費在區網內遠端遙控,試了,不行!第一個淘汰掉。

VNC 則是一直在使用的遠端遙控軟體, 五台內的電腦可以免費,但純區網時有點怪怪的,Mac -- Mac 可以,但 Mac -- PC 就不行。目前用來遠端遙控一台 2009 年的 Mac Mini (沒有螢幕、鍵盤等,就一個接電的便當盒),實在方便。比 Teamviewer 優的地方是電腦在登錄畫面時就可以遠端遙控,而 Teamviewer 得登入電腦並執行後才能遠端遙控。

Teamviewer 是目前測試後最適合用來遠端遙控連接赤道儀筆電的軟體,只要適當的設定(如下二圖),不用連上網際網路就可以區網內達成遠端遙控,而且效率不差。

Screenshot (77)
Screenshot (78)

把上述的心得整理一下:

    • 野外無市電:兩台筆電適合 Mircast 的方式來遠端遙控。
    • 住民宿有市電:目前傾向這種方式天文攝影。民宿應該都會提供Wi-Fi,有可能民宿的基地台的訊號不是很優,Netgear 基地台還是帶上以備不時之需。
    • 頂樓練習:直接連上 ASUS RT-AC68U來遠端遙控,目前測試是可行的,但畢竟頂樓是公共空間,雖少有人晚上還會出沒,沒有看著赤道儀及望遠鏡+相機+筆電總是不放心,還是以躲在頂樓旁的樓梯間為佳,如此也可以使用 Netgear 基地台讓 Wi-Fi 訊號更穩定。

這次拍攝的順利,使得野心更大了,等天文改機的 Nikon D610 回來後,下次再上山拍照的設備預定這樣:

    • 拍攝主鏡:Bosma 口徑 13公分、焦長 1900mm 的馬卡鏡
    • 導星鏡:Sigma 150-600mm F5~F6.3 @600mm (1900mm 的馬卡鏡做為拍攝主鏡,Pentax 300mm 大概就不適合做為導星鏡了)

焦長 1900mm 的 Bosma 馬卡鏡光圈只有 F14.6 需要更長時間的曝光,要拍攝深空天體可能得有超過曝光五分鐘以上的能耐才行吧!這樣的組合重量應該沒有問題( iOptron Cem 25p 不含重錘可以承重 12.6 公斤),而導星的精度要能曝光超過五分鐘以上,這就很有挑戰了!

 

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