AUTOGUIDA
impostazione dell'autoguida con CCDSoft 5

La ripresa di oggetti deboli come quelli del cielo profondo richiede lunghe esposizioni. Poiché il nostro pianeta ruota su se stesso noi abbiamo la sensazione che tutti gli oggetti del cielo si spostino seguendo una traiettoria Est-Ovest, così come viaggiando su un treno abbiamo la sensazione che il paesaggio scorra all'indietro. Una montatura equatoriale motorizzata permette al telescopio di compensare questo moto ed è quindi indispensabile alla realizzazione di immagini a lunga posa. Ma per quanto una montatura equatoriale possa essere ben construita e ben allineata, non sarà mai perfetta e quindi gli oggetti inquadrati dal telescopio tenderanno a spostarsi con il tempo, seppur leggermente. Per questo motivo è necessario guidare il nostro telescopio mantenendo ferma in un determinato punto una stella che prende il nome di "stella di guida". Se la stella di guida è rimasta ragionevolmente ferma anche tutti gli altri oggetti inquadrati dovrebbero esserlo e la foto quindi non risulterà mossa.

Un modo piuttosto semplice, anche se un po' faticoso, per guidare una lunga posa consiste nel centrare una stella in un oculare con reticolo (applicato ad un telescopio di guida o ad una guida fuori asse, e mantenerla in posizione effettuando piccole correzioni attraverso la pulsantiera della montatura motorizzata.

Le correzioni da effettuare devono essere minime. La velocità adatta per la guida varia a secondo della focale utilizzata, ma è comunque sempre una frazione della velocità siderale. Con una focale molto lunga potrebbe essere adatta una velocità di 0.2X, mentre con focali minori potrebbe andare bene una velocità di guida di 0.5X, o anche più.

L'autoguida consiste nel lasciar fare ad un sistema costituito da CCD/PC/interfaccia quello che nella guida viene fatto da occhio/cervello/dito. I vantaggi dell'autoguida sono diversi. Tra questi il fatto che il PC è in grado di rilevare spostamenti molto piccoli della stella di guida, ed il fatto che le macchine in genere non si stancano ne distraggono sono senz'altro ottimi motivi per utilizzarla se si dispone dell'hardware e del software necessario. D'altra parte impostare correttamente l'autoguida è un'operazione che, le prime volte, può risultare piuttosto complessa e, con mio grande dispiacere, ho visto molti astrofili rinunciare per questo ad utilizzarla. Per aiutare coloro che utilizzano, come me, per la ripresa il programma CCDSoft 5 della Software Bisque, ho scritto questa breve guida. In questo testo tutti i valori numerici dei vari parametri non sono da copiare, in quanto variano anche di molto in base alla combinazione camera/ottica/montatura di ciascuno, ma da comprendere in modo da poter essere impostati correttamente. Come in tutte le cose un po' complesse le difficoltà vi saranno soprattutto le prime volte, ma a mio avviso vale la pena di "buttare" anche alcune notti di luna piena per capire come far funzionare l'autoguida.

Il primo requisito perché l'autoguida possa funzionare è che il PC possa controllare i movimenti della montatura. Se questo non avviene è inutile andare avanti con i passi successivi. Per verificare se i movimento possono essere controllati connettete andate nella sezione Focus Tools di CCDSoft ed iniziate ad acquisire unimmagini in modalità Continuos con il sensore Autoguider.

Osservate nella finestra delle immagini ed identificate una stella (se non vi sono stelle visibili puntate un'altra zona del cielo o aumentate i tempi di posa). Quando una stella sarà visibile cercate di osservare dove si trova.

Ora pigiate uno dei quattro pulsanti della sezione Move telescope (N, S, W o E) con il mouse e tenetelo premuto per alcuni secondi, diciamo una decina, poi rilasciatelo.

A questo punto la stella dovrebbe essersi spostata (non occupiamoci di quanto ed in quale direzione per ora). Se è così il PC è in grado di controllare la montatura. Per sicurezza sarà bene verificare che possa spostarsi in tutt'e quattro le direzioni. Se questo test viene superato è possibile proseguire nell'impostazione dell'autoguida. Riportate la stella all'incirca al centro del campo del sensore di guida ed interrompete l'acquisizione di immagini nella modalità Focus Tools.

La camera di guida può essere orientata in vari modi. Generalmente CCDSoft 5 è in grado di autoguidare qualunque sia l'orientamento della camera, ma per le prime prove io vi consiglio di ruotare la camera in modo che i movimenti N, S, W e E siano all'incirca verticali o orizzontali e non fortemente diagonali. Impostate la velocità di guida della montatura su un valore appropriato intermedio (diciamo 0.5x) ed andate nella sezione Autoguide di CCDSoft.

Acquisite un'immagine con Take Image e verificate che una stella sia visibile, abbastanza luminosa e all'incirca al centro del campo (eventualmente modificate il tempo di posa). A questo punto impostate la declinazione approssimativa della stella che state puntando (bastano i valori interi e possono essere letti dal cerchio graduato della declinazione sulla montatura se questo è ragionevolmente tarato). Ora fate un click sul pulsante Calibrate... per fare apparire la finestra di calibrazione:

Iniziate impostando un valore tra i 5 ed i 10 secondi sui due assi e fate un click su Calibrate. Osservate quanto accade: CCDSoft effettua una posa poi sposta in una direzione il telescopio per il tempo indicato, poi effettua un'altra posa e verifica dove si è spostata la stella. Continua così per tutt'e quattro le direzioni. Questa fase è quella in cui più spesso ci si arena perché CCDSoft si potrebbe bloccare con un messaggio di errore. Ora cercherò di aiutarvi a comprendere questi eventuali errori e a risolverli.

Se la calibrazione si blocca perché la stella di riferimento non è abbastanza luminosa bisogna aumentare il tempo di posa. Se la calibrazione si blocca perché la stella si è avvicinata troppo al bordo del campo inquadrato bisogna diminuire la velocità di guida della montatura oppure il tempo di calibrazione (io consiglio comunque di non scendere sotto i 5-10 secondi). Se la calibrazione si blocca perché il movimento su un certo asse non è valido provate ad aumentare la velocità di guida o il tempo di calibrazione sull'asse sul quale si è verificato l'errore. Io consiglio comunque di non salire oltre i 20-30 secondi. Prima di effettuare un nuovo tentativo riportate sempre la stella all'incirca al centro del campo.

Se la calibrazione non ha avuto successo a causa di un movimento non valido su un asse verificatene il risultato facendo un click sul pulsante Settings... e poi scegliendo la sezione Drive Calibration Results.

Probabilmente vi ritroverete un grafico che, come quello dell'esempio, ha +X e -X (o +Y e -Y a seconda di come è orientata la camera) sullo stesso lato o comunque molto asimmetrici. Se è così scommetto un chinotto che quell'asse corrisponde alla declinazione e che il problema è il backlash della vostra montatura.

Il backlash è dovuto ai giochi meccanici tra la vite senza fine e la corona dentata della montatura che interrompono per un certo tempo il movimento dell'asse quando la direzione del moto si inverte. Poiché durante la guida l'unico asse che può invertire il moto è quello di declinazione è certo che il backlash sarà proprio lì. Osservando il grafico con i rislutati della calibrazione appare chiaramente come il backlash abbia impedito alla stella di riferimento di tornare in posizione quando il moto è stato invertito. Per compensare questo problema bisogna aggiungere una certa quantità di tempo alla durata dell'impulso di correzione ogni volta che la direzione si inverte. Questa durata supplementare si può impostare nella sezione Drive Settings attivando la modalità Advanced.

Provate ad impostare il parametro Backlash compensation a un secondo sull'asse sul quale avveniva l'errore e ritentate la calibrazione. Se ancora non bastasse continuate ad aumentare questo parametro finché il grafico Drive Calibration Results non appare un po' più simmetrico, come ad esempio quello che riporto qui sotto:

L'elettronica di alcune montature dispone di dispositivi per le correzione del backlash in declinazione. Potreste anche decidere di utilizzare questi dispositivi per minimizzare il backlash anziché agire sul parametro Backlash compensation di CCDSoft. Valutate voi quale strada seguire, ma in ogni caso utilizzate il grafico Drive Calibration Results per valutare il risultato di ogni modifica ai parametri. Sulla mia GM-8 con Gemini, ad esempio, la compensazione del backlash in declinazione avviene dando un impulso ad alta velocità quando si inverte il moto e questo fa si che la correzione sia più rapida che non agendo con il parametro Backlash compensation.

Notate che, se avete ruotato la camera come vi ho consigliato, i valori di Angle (degrees) sono vicini a 0, 90, 180, 270 (non necessariamente in questo ordine, e ricordando che 0 e 360 gradi sono valori equivalenti quando si parla di angoli). Io vi consiglio a questo punto di modificare manualmente questi valori per renderli cifre tonde. Inoltre potreste modificare i valori di Motion (pixels per second) inserendo un valore medio tra +X e -X e tra +Y e -Y come nel mio esempio:

Una volta inseriti questi valori arrotondati passate alla sezione Drive Settings per verificare gli altri parametri:

Impostate la durata minima dello spostamento da impartire alla montatura, Minimum move. Spesso le montature non iniziano neppure a reagire per impulsi troppo brevi. Per questo parametro non inserite comunque valori troppo alti, restate direi a mezzo secondo o meno. Il valore Maximum move serve invece ad evitare che l'autoguida effettui uno spostamento eccessivo. Capita infatti che un raggio cosmico colpendo il sensore di guida generi una falsa stella in una delle immagini riprese. Se questa falsa stella è più luminosa della stella di guida il software cercherà di riportarla al centro del campo spostando la vera stella di guida. Limitando gli impolsi di guida a uno o due secondi si dovrebbe limitare questo rischio. Il valore Aggressiveness infine determina l'intensità delle correzioni. Il valore 10 corrisponde al 100% del valore teorico, ma conviene quasi sempre usare un valore più basso per evitare sovracorrezioni. Un valore di 8 è un buon punto di inizio. Per confermare tutte le impostazioni e chiudere la finestra fate un click sul pulsante OK.

Fate un click sulla stella di guida per selezionarla e quindi avviate l'autoguida facendo un click sul pulsante Autoguide. Inizieranno ad essere riprese delle piccole immagini in sequenza, e la montatura riceverà gli imposli di correzione.

Durante il test osservate l'immagine ingrandita della stella di guida che vi viene presentata e leggete la quantità d'errore di posizione X e Y in pixel rilevata ad ogni ripresa. I valori di errore dovrebbero restare sempre inferiori a +/-1.

Se la stella di guida fugge in una direzione è probabile che i due valori di Angle per quell'asse siano stati invertiti. Se la stella inizia ad oscillare in alto e in basso oppure a destra e a sinistra è necessario aumentare leggermente il valore di Motion per l'asse interessato. Se tutto sembra funzionare bene provate a dare un piccolo colpetto al tubo del telescopio e verificate che l'autoguida riesca a riportare la stella al centro del campo in pochi secondi. Se il tempo di correzione vi sembrasse eccessivamente lungo potete provare ad aumentare il valore di Aggressiveness o a diminuire quello di Motion. Se il sistema effettua delle sovracorrezioni sull'asse della declinazione potreste aver impostato un valore di Backlash compensation troppo elevato.

Una volta calibrata correttamente l'autoguida non sarà necessario farlo prima di ogni ripresa. Sarà sufficiente ricordare di impostare il valore di declinazione della zona del cielo inquadrata e invertire i valori Angle dell'asse corrispondente alla ascensione retta sulla camera se si effettua un salto del meridiano (meridian flip) rispetto alla posizione in cui si era calibrata l'autoguida (se la camera è orientata con l'AR in orizzontale si può ottenere lo stesso risultato attivando Reverse X).

Se disponete di diversi strumenti o combinazioni ottiche (ad esempio con o senza riduttore di focale) dovrete calibrare l'autoguida con ciascuno strumento o combinazione. Annotatevi tutti i valori una volta calibrata l'autoguida: potrete reinserirli manualmente in seguito usando lo stesso strumento. Non dimenticate anche di annotare alcuni parametri della montatura, in particolare la velocità di guida e, se la state utilizzando, la correzione del backlash.