El Astrónomo Errante

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Guiado con webcam

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Webcam modificada

Debido al gran desarrollo que ha tenido en los últimos años la fotografía digital, cada vez somos más los astrónomos aficionados que nos adentramos en la astrofotografía. Las cámaras réflex digitales (DSLR) son cada vez más baratas y con más prestaciones. Las cámaras CCD específicas para astronomía también se han beneficiado de un mercado cada vez más amplio que permite la producción en masa y  por ello el abaratamiento de los costes de producción. Aún así, la fotografía astronómica sigue siendo una afición cara. No solamente debemos adquirir la cámara sino también el telescopio, la montura y otros complementos, que deben ser de alta calidad si pretendemos obtener un resultado decente.

Permitidme que defina que es la astrofotografía: captar y registrar los fotones que llegan desde objetos del Universo que se encuentran o provienen de fuera de nuestro planeta para obtener de ellos una imagen permanente.

Parece, y lo es, una definición muy amplia. Un paisaje que muestre una puesta de sol, una toma nocturna de la ciudad en la que se vea la Luna, el registro de una estrella fugaz, los planetas, las constelaciones, y de ahí  hasta una galaxia lejana, todo es astrofotografía, siempre que la intención de la foto sea reflejar un objeto astronómico. No incluyo a propósito en esta definición el motivo de este registro. Puede ser puramente estético, como la mayoría de las astrofotografías que realizan los aficionados, o de carácter científico (astrometría, fotometría, espectrometría,…).

Tan amplia definición abarca una infinidad de técnicas diferentes de registro, con equipos tan simples como una cámara compacta, o muy complejos, como grandes instrumentos con cámaras CCD, y que se pueden realizar de forma rápida y espontánea las primeras, o con métodos estudiados y bien planificados las segundas. Entre medias caben todas las demás posibilidades.

En este artículo vamos a hablar de aquella fotografía astronómica a la que la mayoría de nosotros nos referimos cuando hablamos, impropiamente, de astrofotografía, aquella que registra objetos de cielo profundo. Es, en principio, la más complicada de realizar. En el resto del artículo me referiré siempre a este tipo de astrofotografía aunque no lo cite explícitamente.

Muchos aficionados pasamos a la astrofotografía con nuestros equipos de observación visual intentando adaptarlos para su nueva función. Entonces es cuando nos damos cuenta de lo complicado de este “arte”. Empezamos con medios precarios en un intento desesperado de obtener algún indicio de posibilidad de lograr captar algún fotón despistado… La astrofotografía requiere ser disciplinado, metódico y tener mucha, mucha paciencia.

Este ha sido mi caso. Tras varios años, he ido recopilando más y más material, instrumentos y experiencia. Voy “reciclando” todo lo que puedo, procurando invertir el menor capital posible en cada paso. En este artículo os voy a exponer mi experiencia en el uso de una simple y barata cámara web para realizar guiado. Esta cámara primero la usé, y la sigo usando, para fotografía planetaria, después para fotografía de cielo profundo y finalmente para guiado.

Para realizar astrofotografía de larga exposición es fundamental contar con un sistema de seguimiento preciso. Sin él, las estrellas aparecen como manchones y/o líneas más o menos erráticas que se repiten en todas ellas, causando el efecto al que nos referimos en fotografía convencional cuando decimos que  “la foto está movida” y que se soluciona fácilmente aumentando la luz (uso de flashes), reduciendo la exposición y/o usando trípodes.

Comparación de seguimiento
Tomas individuales realizadas con seguimiento, sin guiado (arriba izquierda) y con guiado (arriba derecha). Resultado final (abajo), 15 tomas de 3 minutos a ISO 1600 preprocesadas con IRIS 5.5 (5 darks, sin flats). Procesada con Photoshop CS. 06 de Nov. de 2007, de 23:38 a 00:24. Cerro Alberche (Toledo)

En la astrofotografía de larga exposición la cosa se complica ya que, evidentemente, no podemos usar ninguno de los métodos anteriormente citados. Las estrellas deben aparecer como círculos perfectos, las más débiles deben ser puntuales. Además, si conseguimos que una estrella esté centrada en un píxel, aparecerá más brillante y contrastada que si su luz se desparrama entre varios píxeles. Por ello es tan importante realizar un buen seguimiento como un buen enfoque.

En un mundo perfecto, las monturas realizarían un seguimiento preciso, es decir, compensarían el movimiento de la Tierra y nos permitiría obtener imágenes perfectas. Nuestras monturas no sólo no son perfectas sino que son claramente imperfectas, sobre todo las de los aficionados que, como yo, tenemos recursos limitados a la hora de adquirir material de mayor calidad. Esto no quiere decir que no se pueda hacer astrofotografía con equipos modestos.

Errores en el seguimiento

Da lo mismo que sea Meade, Celestron, Losmandy, Sky Watcher, Takahashi,…, todas las monturas presentan errores de seguimiento. Algunas de las causas de estos errores se eliminan realizando buenos ajustes. Otras se pueden minimizar. Otras son imposibles de eliminar o, ni si quiera, de minimizar.

Un alineamiento defectuoso es causa frecuente de errores. Para este tipo de fotografía se hace imprescindible disponer de una montura ecuatorial, cuyo eje de A.R. debe estar perfectamente paralelo al eje terrestre. Si no es así, es imposible hacer un buen seguimiento. Por muy buenos que sean los métodos de corrección siempre tendremos rotación de campo. Este tipo de error de seguimiento no depende de la montura que poseamos sino del tiempo que dediquemos al correcto alineamiento. Se suele decir que si se necesitan correcciones en el eje de A.R. es problema de la montura y si se necesitan correcciones en el eje de declinación en un problema de alineamiento.

Existen diferentes métodos de alineado y se puede llegar casi a la perfección en pocos minutos. Hace tiempo este alineado se realizaba observando la deriva de una estrella para cada eje, por lo que se tardaba por lo menos una hora  en conseguir un buen alineado, realizando  correcciones sucesivas. Hoy en día, con los programas de alineación asistida, no existe razón alguna para no realizarla correctamente, ya que no es preciso emplear más de 10 minutos. Estos programas calculan la desviación y nos indican en qué dirección debemos girar los ejes de altura y azimut.

Hay que prestar especial atención al contrapesado, ajustándolo lo más precisamente posible, sobre todo si la montura se encuentra cerca del límite máximo de carga. Como el equilibrado nunca puede ser perfecto, es preferible que el eje de A.R. deba tirar un poco de la carga, a que deba aguantar el sobregiro, pero nunca en exceso. Igualmente, procuraremos no realizar tomas durante las cuales se cambie el sentido de las cargas., es decir, cuando el centro de gravedad rebase la vertical. Esto ocurre en monturas ecuatoriales alemanas cuando se apunta hacia el meridiano norte o cuando se apunta al zenit.

La velocidad incorrecta del motor de seguimiento es en muchos casos imposible de corregir. El eje de A.R. debe dar exactamente una vuelta en un día sidéreo. Tanto si la velocidad es mayor como si es menor provocará un mal seguimiento. Algunas monturas poseen sistemas para ajustar la velocidad de seguimiento. Aun así y siendo puristas, la velocidad de rotación de la Tierra ni es completamente uniforme ni completamente predecible. Por muy precisa que sea la velocidad en A.R. nunca podrá seguir los vaivenes de la Tierra.
El mayor problema de nuestras monturas es el error periódico. Los sistemas de transmisión del motor al eje incluyen una serie de engranajes para desmultiplicar la velocidad del motor y convertirla en una vuelta por día sidéreo en el eje de A.R. El último paso de la cadena de transmisión está constituido por un sinfín y una corona de entre 50 y 200 milímetros unida directamente al eje de A.R. Es imposible fabricar un sinfín y una corona perfectos. La corona nunca será perfectamente circular, ni los dientes de ambos componentes estarán perfectamente espaciados, ni tendrán la forma de evolvente necesaria,.... La precisión de fabricación debe ser altísima. Una tolerancia de una milésimas de milímetro en el diámetro de la corona produce un error de seguimiento de entre 6 y 25 segundos de arco, menor cuanto mayor es la corona.

Todo ello provoca vaivenes en el seguimiento que suelen ser periódicos, correspondientes a una vuelta de la corona, de entre 10 y 60 segundos de arco con un período de entre 6 y 10 minutos dependientes ambos de la construcción de la montura. Algunas monturas vienen equipadas con P.E.C. (periodic error correction). Consiste en almacenar el movimiento corregido durante un ciclo y reproducirlo. Con esto se mejora bastante el error periódico, pero depende en gran medida de la exactitud con la que se grabó la corrección. Se puede llegar a bajar el error hasta los 5 segundos de arco o menos, dependiendo de la calidad de la montura y el método de corrección.

Adicionalmente, siempre existirá una holgura en los engranajes, es decir, estos no estarán situados en su lugar preciso unos con respecto a los otros provocando lo que se conoce como “backlash”, o la necesidad de realizar movimientos mayores para compensar la holgura cada vez que se cambia la dirección de giro. Por suerte para nosotros, la dirección de giro no se debe cambiar en el eje de A.R.

Dependiendo de la calidad de los engranajes, de lo bien que estén ajustados y de la grasa empleada en ellos, nuestra montura presentar mayor o menor suavidad de movimiento, produciendo pequeños saltos en el seguimiento. Estos saltos no son periódicos y no pueden ser corregidos con P.E.C. La solución es ajustar bien la montura y usar un producto de engrasado adecuado.

La turbulencia atmosférica hace que las estrellas titilen (cambios rápidos de brillo) que en fotografía se traducen en vibraciones de la imagen. No debemos realizar fotografía en condiciones severas de turbulencia ni tampoco a baja altura donde la luz debe atravesar más capas de la atmosfera provocando más turbulencias y atenuación  del brillo.

Precisión de seguimiento

Con todo lo expuesto anteriormente parece imposible realizar fotografías decentes. Afortunadamente nuestros detectores tampoco son perfectos y aunque parezca mentira, esto nos da una clara ventaja.

Los chips CCD, o en su caso los CMOS, no son detectores continuos tal y como lo es la película fotosensible. Están formados por multitud de detectores individuales, una matriz de celdillas que capturan los fotones de luz y los convierten en carga eléctrica, cuyo valor es leído y representado por el ordenador en cada píxel de la imagen. El tamaño de las celdillas varía de un modelo de CCD a otro, de 3 a 20 mm. Dependiendo de la focal del objetivo o telescopio usado nos dará una determinada resolución. Esta se calcula según la fórmula

res = 2 arctan (p / 2F)

donde p es el tamaño del píxel y F es la focal. Ambos deben medirse en las mismas unidades, ya sean mm o mm. En la siguiente tabla podemos ver las distintas resoluciones obtenidas por distintas cámaras y objetivos. La resolución es mayor cuanto menor sea el valor obtenido (en segundo de arco).

Cámara

Píxel (mm)

Focal (mm)

28

50

80

135

240

500

750

1200

2000

2500

3000

Luna 3.3

3.45

25.41

14.23

8.90

5.27

2.97

1.42

0.95

0.59

0.36

0.28

0.24

TouCam

5.60

41.25

23.10

14.44

8.56

4.81

2.31

1.54

0.96

0.58

0.46

0.39

Canon 400D

5.70

41.99

23.51

14.70

8.71

4.90

2.35

1.57

0.98

0.59

0.47

0.39

Nikon D80

6.10

44.94

25.16

15.73

9.32

5.24

2.52

1.68

1.05

0.63

0.50

0.42

Canon 350D

6.40

47.15

26.40

16.50

9.78

5.50

2.64

1.76

1.10

0.66

0.53

0.44

Luna 0.4

6.50

47.88

26.81

16.76

9.93

5.59

2.68

1.79

1.12

0.67

0.54

0.45

Nikon D70

7.80

57.46

32.18

20.11

11.92

6.70

3.22

2.15

1.34

0.80

0.64

0.54

MX7

8.30

61.14

34.24

21.40

12.68

7.13

3.42

2.28

1.43

0.86

0.68

0.57

ST7

9.00

66.30

37.13

23.20

13.75

7.73

3.71

2.48

1.55

0.93

0.74

0.62

ST9

20.00

147.33

82.51

51.57

30.56

17.19

8.25

5.50

3.44

2.06

1.65

1.38

Resolución obtenida (en segundos de arco) con diferentes cámaras dependiendo de la distancia focal del objetivo utilizado. Se han tomado distancias focales habituales en objetivos fotográficos y telescopios. En negrita se marcan las resoluciones que indican la distancia focal más apropiada para cada cámara.

Si el conjunto formado por nuestra cámara y nuestro telescopio obtiene una resolución mayor que el error máximo de seguimiento de nuestra montura, estos errores de seguimiento se observarán en la foto. Cualquier error de seguimiento inferior a la resolución quedará enmascarado dentro del píxel.

Si reducimos la distancia focal de nuestro objetivo, también reducimos el efecto de los errores de seguimiento en nuestras imágenes. La Foto 4 se tomó con un objetivo fotográfico de 18mm y una exposición de 10 minutos. El seguimiento se realizó con una montura ecuatorial EQ3, montura de baja gama diseñada para observación visual. La montura se alineó a la Polar con el buscador a tal efecto. Aún con mal alineamiento y mal seguimiento, las estrellas tienen un aspecto decente.

Perseida
Detalle de una imagen en la que se observa una Perseida tomada desde el Mirador de las Estrellas en Bonilla, durante la campaña de observación del 2007. Cámara Nikon D80 con objetivo de 18mm a f/3.5, exposición de 10 minutos a ISO 400. Montura EQ3 con motores en ambos ejes.

El problema de reducir la distancia focal es que también reducimos la escala de la imagen. Mi montura tiene un error periódico de 25”. Con mi cámara Nikon D80  de 6.1 mm de tamaño de píxel, la longitud focal máxima que podría usar sería de 50mm (ver la tabla), o lo que es lo mismo, solamente podría hacer fotos de gran campo.

Afortunadamente, los métodos descritos en este artículo, nos permiten bajar los errores de guiado a valores suficientemente buenos como para realizar fotografías de calidad.

Sin embargo, por muy buena que sea la montura y los sistemas empleados para la corrección del seguimiento, siempre tenemos un límite de resolución máxima. La turbulencia atmosférica se encuentra habitualmente en valores de 2 segundos de arco y pueden ser  superiores, del orden de 4, 5 o más segundos. En estas condiciones las estrellas vibran unos pocos ciclos por segundo y de forma aleatoria.

Para corregir la turbulencia necesitaríamos un sistema de corrección que tome muchas imágenes por segundo y mande las oportunas correcciones al sistema. Tal sistema no existe para los aficionados. Lo más parecido es la llamada óptica adaptativa AO-7 de SBIG con la que según el fabricante podemos bajar de los 2 segundo de arco. Esta corrección se realiza sobre una estrella en el CCD secundario de guiado. Dado que se tiene en cuenta solamente un punto y no toda la imagen completa esta corrección no es igual en todo el campo, por lo que no se consigue bajar de esos 2” de error dados por la turbulencia. Realmente este dispositivo está pensado para corregir los errores de seguimiento de la montura, no para corregir la turbulencia atmosférica.

El sistema de guiado

La mejor solución para todos estos problemas es un sistema que observe la imagen que se está tomando, la comparare con la imagen inicial (posición de referencia) y corrija lo más rápidamente posible la posición de la montura si se detecta alguna desviación. Esto es lo que en teoría de control se llama un sistema retroalimentado: observamos uno o varios parámetros del sistema (salida), los comparamos con lo que debemos obtener (entrada) y corregimos si es necesario (acción de control). Este tipo de sistemas tiene la ventaja de aumentar la exactitud aunque presenta otros inconvenientes como la oscilación y la inestabilidad. Para un estudio detallado debemos tener en cuenta otros parámetros del sistema de control como son la frecuencia de muestreo, la velocidad de respuesta, la precisión de muestreo, la precisión de salida deseada,… Este análisis pormenorizado se encuentra fuera del alcance de este artículo.

Para definir nuestro sistema veamos la figura. Necesitamos un segundo sensor CCD que reciba una imagen para analizarla, mientras nuestra cámara principal captura una imagen “sin defectos”. Existen varias opciones para esta cámara de guiado, como son incluir un segundo sensor en la cámara principal o utilizar una segunda cámara sobre una óptica en paralelo con la principal. Como estamos hablando de usar una webcam, utilizaremos el segundo.

Esquema del sistema de guiado
Esquema del sistema de guiado

La imagen de la cámara de guiado se envía al ordenador donde es analizada por un programa específico de guiado que mide la desviación con respecto a la posición inicial (basándose en la posición de una estrella guía) y calcula cuanto debe moverse la montura. Se envía entonces una orden a la montura a través de un interface de comunicación para que corrija la posición. Se vuelve entonces a tomar una nueva imagen y el ciclo comienza de nuevo.

Este ciclo puede repetirse varias veces por segundo o durar varios segundos, depende de los equipos que usemos. No debe ser ni demasiado rápido ni demasiado lento. Si las órdenes de corrección llegan demasiado deprisa a la montura, a esta no le dará tiempo a reaccionar (tiempo de respuesta) y no podrá realizar todas las correcciones.

Tomar muchas imágenes por segundo (frecuencia de muestreo) no tiene mucho sentido si el ordenador no puede procesarlas todas. Tengamos también en cuenta que la cámara de guiado necesita un tiempo para tomar una imagen que muestre claramente una estrella de referencia. Suele oscilar entre 1/5 y 5 segundos. Tampoco el sistema debe ser muy lento ya un desplazamiento excesivo se notaría aunque el sistema sea capaz de volver a centrar de nuevo la estrella.

Estos parámetros deben ser ajustados para cada sistema. Mi montura, una EQ6, presenta un error periódico de 25”. Una vuelta de la corona se completa en 8 minutos. Suponiendo que el error se presenta de forma sinusoidal (no lo es, pero se aproxima bastante) obtenemos que la variación media es de 0.1” por segundo, con una velocidad máxima de 0,16”/seg. Realmente es algo más debido a los errores no periódicos. Estos son valores bastante lentos, enmascarados normalmente en la turbulencia atmosférica en períodos de unos segundos y que son notables transcurrido más de un minuto.

Para acoplar la cámara de guiado y tomar las imágenes se pueden usar dos métodos, una guía fuera de eje acoplada al telescopio principal o un telescopio de guiado paralelo al principal. El primero tiene el problema de encontrar una estrella de guiado suficientemente brillante en el campo y no lo recomiendo. Además las buenas guías fuera de eje son caras. Es mejor el segundo método.

El telescopio de guiado no tiene que ser un carísimo triplete apocromático. Eso lo dejamos para el telescopio principal. Yo uso un simple refractor de 60 mm a f/11.7, que no usaría nadie para observación visual. De hecho, me lo regaló un compañero de afición, por lo cual le estoy muy agradecido.

Tampoco es necesaria una longitud focal larga, ni siquiera más larga que la del telescopio principal. Los actuales programas de guiado trabajan al “subpixel”. Cualquier pequeña variación en el valor de los píxeles que forman la estrella es suficiente para realizar un ajuste.

El acoplamiento del telescopio de guiado puede realizarse en “piggyback” o en soportes en paralelo, siempre que esté sujeto firmemente pero permita el movimiento cómodo para centrarlo en la estrella guía. Atención a las holguras y a las microflexiones. Los aros para la sujeción del tubo deben estar bien prietos y formar un sistema rígido.

Todo aquello que podamos mejorar en nuestra montura redundará en beneficio de nuestras tomas. El buen ajuste de los engranajes y demás partes móviles, el engrasado, el estado de carga de las baterías,… todo debe ser revisado antes de una sesión de astrofotografía.

Aun con guiado, el perfecto alineado a la Polar es crucial. Las malas alineaciones provocan rotación de campo sobre de la estrella guía; las estrellas parecen describir circunferencias alrededor de ella. Con un perfecto alineado únicamente debemos preocuparnos por los movimientos en el eje de A.R. Como el alineamiento nunca es perfecto, yo siempre permito que el sistema mande correcciones en el eje de declinación, por si acaso.

La webcam

¿Por qué usar una cámara web? La razón más obvia es que es la cámara mas barata del mercado, cuyo coste es  por lo menos 5 veces menor que la cámara CCD para astronomía más barata. Estas CCDs se suelen anunciar como cámara de iniciación y de guiado. Su coste se ha reducido mucho, algo más de 300 €, pero sigue estando muy por encima de la mejor de las cámaras web aplicadas a la astronomía, la TouCam, que se encuentra fácilmente por unos 50 €.

Webcam

TouCam Pro II acoplada al telescopio guía.

La segunda razón es que las prestaciones de las cámaras web son más que suficientes para realizar el guiado. Poseen una resolución idéntica a las cámaras CCD de guiado, tanto en tamaños de chip como de píxel. Quizás son algo menos luminosas y seguro que están afectadas de mayor ruido, pero esto no interfiere en la calidad del guiado.

También tienen sus inconvenientes. La principal es no poder realizar tomas de larga exposición, ya que no están pensadas para ello. La exposición más larga suele ser de 1/5 de segundo. Esto limita la magnitud máxima de la estrella seleccionada como guía. En ocasiones es difícil encontrar una estrella cercana al objeto de nuestra foto lo suficientemente brillante como para ser captada con la necesaria claridad por la cámara como para no perderla durante el guiado.

La solución es modificarla para largas exposiciones. No es complicado pero requiere ciertos conocimientos de electrónica y práctica en la soldadura de componentes. También podemos refrigerarla con un peltier para mejorar el ruido. En mi caso he realizado estas modificaciones porque previamente usé la webcam como cámara principal y una segunda webcam sin modificar como guía. Lo que quiero que quede bien claro es que no es necesario realizar modificación alguna en la cámara web.

Webcam modificada

TouCam Pro II modificada por el autor para largas exposiciones y refrigerada.

Algunos aficionados han cambiado el chip CCD por el modelo en blanco y negro correspondiente que es más sensible y otras modificaciones de orden superior. A mi entender el coste de estas modificaciones, tanto en tiempo de realización como en coste de las piezas, deja de justificar el uso de la webcam.

Lo que no afecta a un buen guiado es la diferencia de profundidad de color entre las CCD de astronomía y las webcams. Las CCD tienen una profundidad de color de 16 bits por canal y las cámaras web solo 8. Lo que estamos buscando en el guiado es ver una estrella, no contrastar débiles nebulosas, por lo que la profundidad de color no afecta al guiado. Como es obvio, tampoco importa que las tomas sean en color o en blanco y negro. Nos importa la luminancia y su cambio en los píxeles en los que se dibuja la estrella.
Para acoplar la cámara al tubo óptico, venden unos adaptadores específicos por unos 30€. Yo lo hago con un bote de película de 35mm al que le he quitado el fondo. Hay que procurar pegarlo lo más centrado posible y manteniendo el chip perpendicular al eje del tubo, aunque esto no es crítico.

Existen muchos programas de guiado disponibles, unos gratuitos y otros con licencia de pago, unos específicos y otros integrados en programas más completos de obtención y tratamiento fotográfico,… Algunos de los más usados son GuideDog, K3CCDTools, Iris, AstroArt, AstroSnap, Maxim DL,… Yo uso Guidemaster que es gratuito y posee una cualidad que no tienen otros: es capaz de autocalibrarse. Esto nos permite colocar la cámara de guiado sin tener que orientarla según las direcciones N-S-E-W. Además de detectar la orientación de la cámara, es capaz de calcular la velocidad de corrección, la longitud focal, etc., todo lo necesario para un ajuste perfecto. Una preocupación menos. A la hora de redactar este artículo ha salido la versión 2.0, que incluye una característica importante: es capaz de apilar hasta 10 tomas, con lo que los problemas para encontrar una estrella brillante que sirva de guía se dividen por diez.

Los programa de guiado no necesitan un ordenador potente, vale con un portátil antiguo (si se hace en campo) o un ordenador de deshecho (si se usa donde hay corriente eléctrica). Es más exigente el programa de toma de imágenes que el de guiado. Yo he utilizado un viejo Pentium a 350 MHz. sin problemas, aunque últimamente prefiero usar un portátil que es más cómodo.

Con una webcam normal (sin modificar) configuraremos el programa para que tome las imágenes con la velocidad de obturación menor  disponible, normalmente 1/5 de segundo. Para webcams modificadas es mejor ampliar la exposición a 1 ó 2 segundos. Esto nos permite captar estrellas más débiles, con lo que es mucho más fácil encontrar estrellas guía, y minimizar los efectos de la turbulencia atmosférica.

Algunos programas de guiado, como Guidemaster 2.0 son capaces de realizar la suma de unas cuantas tomas, como he mencionado antes, Esto es muy útil para webcams sin modificar. El resultado es similar a realizar una toma más larga. También evita mandar órdenes de corrección innecesarias a la montura que son debidas al registro de variaciones de posición de la estrella guía por la turbulencia.

Para enviar las órdenes de control a la montura es necesario algún tipo de interface. Existen varios protocolos definidos por las principales marcas del sector, como el LX200 de Meade o, el más común, el compatible con el puerto de guiado ST-4 de SBIG.

Los puertos de guiado compatibles con ST-4 son de construcción simple. Este estándar consta de un conector RJ12 en el que cerrando la conexión común a masa con una de sus 4 conexiones, una por cada dirección de movimiento, mueve el motor correspondiente en  la dirección deseada a una de las velocidades preestablecidas, normalmente 0.25x, 0.50x, 0.75x y 1x (velocidad sidérea). Elegiremos aquella velocidad que permita realizar las correcciones más acusadas. Para mi montura, con 0.25x no es suficiente con lo que guío a 0.50x.

Para el puerto de guiado ST-4, el interface es de fácil construcción. Lo forman cuatro optoacopladores que hacen de interruptores controlados por el puerto paralelo del ordenador, aislándolo de la montura por seguridad. Encontraréis un esquema detallado en la figura. Se han añadido cuatro LEDs como indicadores de movimiento y un interruptor de encendido y/o emergencia, por si el programa pierde la estrella guía y/o se vuelve loco. Las salidas no usadas del puerto paralelo se pueden usar para el control de la exposición de la cámara de guiado, el obturador de la cámara principal, los motores de enfoque, etc. Existen modelos comerciales de interfaces de puerto paralelo, serie o USB a puerto ST-4, que se comercializan tanto en Estados Unidos como en Europa por algo más de 30€.

Esquema del interface de guiado

Esquema del interface de guiado Paralelo – ST-4

Es recomendable evitar cualquier otro sistema de corrección de seguimiento, como la compensación por backlash y la corrección de error periódico PEC, ya que pueden interferir en las órdenes enviadas por el sistema de guiado.

Tanto con la webcam normal como con la modificada he conseguido guiados perfectos dentro del error permitido por el conjunto de mi cámara y mi telescopio. Como ejemplo valgan las imágenes que acompañan a este artículo.

Guidemaster 2.0 permite ir viendo gráficas de guiado y la posición detectada de la estrella en cada nueva toma. Lo habitual es que esté dentro de los 2”, incluso con estrellas bastante débiles. Con este guiado, no he tenido que “tirar” ninguna de las tomas que he realizado hasta la fecha, y van unos cientos. Un resultado magnífico.

Como podéis comprobar con una montura que muchos califican como de “baja calidad” (a mi no me lo parece) y un sistema de guiado simple con webcam, se pueden conseguir resultados tan buenos como con equipos de mayor calidad y, sobre todo, de precio muy superiores.

Créditos

Todas las imágenes y fotografías han sido realizadas por el autor. Todas las astrofotografías (excepto Foto 3) están realizadas con una cámara DSLR Nikon D80 usando un refractor William Optics Apo de 80mm f/6.9 sobre montura Sky Watcher EQ6 con SynScan. Guiado con webcam TouCam Pro II modificada para largas exposiciones y refrigerada, acoplada a un refractor de 60mm f/11.7 en paralelo con el principal. El programa de guiado es Guidemaster 1.9, por puerto paralelo con interface de construcción propia para puerto ST4. La adquisición se realiza con el software Camera Control Pro de Nikon controlando el obturador con Guidemaster 1.9, por puerto paralelo con interface de construcción propia a disparador para Nikon también de construcción propia.


 
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