Turk Astro

Astro-fotoğrafçılıkta en önemli noktaların başında Netleştirme gelir. Eğer filmini çekeceğiniz obje film ekseninde (Veya CCD ‘de Chip ekseninde) tam net değilse hiçbir digital program bu kusurunuzu örtemeyecektir.

Sonsuz olarak tanımlayabileceğiniz bir uzaklıktaki yıldız doğru netleştirilmiş bir optik sistemde parlak bir yuvarlak nokta / cisim olarak görülmelidir.

Ne kadar sabırla uğraşırsanız uğraşın tam netliği sağlayamamamızın önünde başlıca 4 engel vardır. Bunlar :

1. Diffraction

Diffraction netleştirdiğimiz bir yıldızın etrafında oluşan bir parlak ve bir ikinci daha az parlak disk şeklinde görüntüye denir.

Işık uzaklardan foton denilen enerji partikülleri olarak taşınır. Bunların çok çok düşük dalga boyları vardır. Bu dalga boylarının zirve ve dip noktaları (max ve min noktaları) vardır. Bu dalga boyları birleştiğinde bazen zirve – zirve bazen zirve-dip bazen de zirve – sıfır noktası (x-eksenini kestiği nokta) çakışır. Zirve – zirve çakıştığı zaman dalga büyür ve parlaklaşır , zirve – dip çakıştığında ise sıfırlanır. Bu nedenlerle ışık fotonların tamamı odak noktasında parlak bir şekilde birleşmez. Bir kısmı (Yaklaşık %87’si ) odakta birleşip arzu ettiğimiz yuvarlak cismimizi (yıldızımızı) oluştururlar . Diğer %7’si ortadaki parlak cismin etrafında bir disk olarak oluşturur , diğer 3’si ise daha az parlak bir 2. disk olarak oluşur. Kaliteli refraktör teleskoplarda 1. diski çok zor fark edebiliriz. Aynalı telekoplarda yansıtıcı 2. aynadan dolayı 1. disk daha belirgin olur. Kalitesiz optiklerde ise 1. ve 2. diskler belirgin, kalın ve irregüler şekildedir.

2. Atmosferic Türbülans (Atmospheric Turbulence).

Işık atmosferden geçerken atmosferdeki kirlilik , nem , rüzgar gibi nedenlerle kırılır. Bu etkilerden dolayı cisim göz merceğinde oynar yer değiştirir, kaynıyormuş gibi görülür. Netleştirdiğinizi zannettiğiniz bir yıldız birdenbire şekilsiz bir ışık topuna dönüşebilir.

Ufka yakın yıldızlarda ışık atmosferde daha fazla yol aldığı için bu daha belirginleşir. Zenith’de yani tam tepemizdeki bir yıldızda ise bu etki daha azalır.

Atmosferin farklı görüntülerinde net bir yıldızın farklı görüntü kaliteleri aşağıdaki resimde gösterilmiştir .

3. Optical Aberration

Bu direkt teleskopun optik camlarının kalitesi ile ilgilidir. En kaliteli teleskoplarda dahi bir optik bozukluk görünebilir.

4. Collimation

Collimation aynalı teleskoplarda 1. ve 2. aynaların birbirleri ile uyumunun ayarlanmasıdır. Aynalı teleskoplarsa (Schmidt-Cassegrain gibi, tüm Meade LX200-55,95 serisi gibi) ışık Corrector Plate denilen en dıştaki camdan içeri girer, arkadaki primary (ana) aynadan yansır ve öndeki daha uzak secondary ( ikinci) aynadan bir kez daha yansıyarak odak noktasına yönelir ve odak noktasında birleşir. Doğrusu ışığın tam odak noktasında , yani doğru netlikte, hem de odak ekseninde birleşmesidir. Işık odak ekseninin altında veya üstünde birleşiyorsa secondary(ikinci) merceğin collimation ayarlarının yapılması gerekir.

Netlik ya teleskopların netlik düğmelerini elle döndürerek yada motorlu netleştiricilerle yapılır. Bu netleştirme işlemini kolaylaştıran , hatta otomatikleştiren bilgisayar programlarıda mevcuttur.

İdeal netlikten çok çok az bir sapmanız olsa dahi yıldızlar nokta değil daha büyük diskler halinde görünürler. Bu arada daha soluk yıldızlar görüntüden kaybolurlar.

Bu hassas netleştirme işlemini teleskop cinsleride zorlaştırabilir. Mesela birçok refraktörde bulunan dişli (rack and pinion) netleştirme sistemi görsel gözlemlerde tatminkar sonuçlar verse dahi bilhassa CCD için gerekli hassas netleştirme için tatminden uzak sonuçlar verir. Bunun için bir üst model olan Feather-Touch (Tüy kadar hafif bir dokunuşa hassaslar) netleştiriciler kullanılmakta. Aynalı teleskoplarda ise netlik ana merceğin ileri geri hareketi ile sağlandığından çoğu zaman netleştirme sonrası ana aynanın oynaması veya yatay pozisyondaki bir netleştirme sonrası teleskopu zenith’e döndürdüğünüzde aynanın düşmesi gibi nedenlerle netlik bozulabilir.

Odak Uzaklığının Netleştirmeye etkileri

F/5 veya daha altı odak oranı olan teleskoplara hızlı , odak oranı f/8 veya daha büyük olan teleskoplara ise yavaş teleskoplara denir. Yavaş teleskoplarda pozlama süresi hızlı olanlara göre daha fazladır. Yavaş teleskoplar ışığı ön cama daha yakın noktada odaklarlar ve ışık konisi daha diktir, diğer yandan yavaş teleskoplar ışığı ön camdan daha uzakta odaklarlar ve ışık konisi daha az diktir. Sonuçta hızlı teleskoplarda kritik netleştirme bölgesi yavaş teleskoplara göre daha kısadır. Yani netleştirme çok daha hızlı bozulur. Sonuçta hızlı teleskoplarda netleştirme çok daha kritik bir konudur ve çok daha hassas netleştirme motorları ile yapılmalıdır.

NOT : Şu formülü unutmayın : Odak uzaklığı = Odak oranı x teleskop ayna çapı. Yani 100mm ayna çapında f/10 odak oranı olan bir teleskopun odak uzaklığı 100x10 =1000 mm ‘dir.

Kritik netleştirme bölgesinin uzunluğu şu formülle bulunur :

KNU := (Odak Oranı)² x 2.2 /1000 mm .

Yani bir LX200 12” f/10 teleskop için :

KNU = (10)² x 2.2 /1000 = 0.22 mm

Yani teleskopumuzun ana aynasının 0.22mm ‘lik bir hareket alanı içinde hassas netleştirme bölgesi içinde bulunuruz. Bunun dışındaki alanda yıldızımız netlikten uzaktır.

Otomatik Netleştirme Araçları

Hem CCD’ler hem de Dijital SLR’ lar için otomatik netleştirme araçları bulunur. Bunları Özetlersek :

Netleştirme Metodlarının Karşılaştırması

Görsel olarak bir yıldızın netliğini nasıl anlarsınız

Daha önce yazıldığı şekilde doğru netlikteki bir yıldız ufak bir nokta gibi gözükür. Yıldız ne kadar uzakta olursa olsun bir nokta olarak değil bir yuvarlak olarak görülmesinin nedeni atmosferdir.

Net’lik biraz bozulduğunda sönük yıldızlar tamamen kaybolur. Parlak olanlar ise büyür. Tam netlikte yıldızı büyüttüğümüzde geri plan ile çeperi arasında belirgin bir çizgi fark edilir. Tam net zannettiğiniz 2 görüntüden dış çeperi en belirgin olan netlik ayarı en doğru yapılmış olandır.

Netliği bozuk olan yıldızın büyüdüğünü söylemiştik. DSLR Focus gibi programlar yıldızın farklı netliklerdeki çapını ölçerek en doğru netliğe ulaşırlar. Buna FWHM (Full Width Half Maximum) denir. Özet olarak yıldızın çapını bir eğri olarak çizersek FWHM değeri yarım parlaklıkta yıldızın çapıdır. Netliği yapılmış bir yıldızı bilgisayar ekranında 8-10 kere büyütürsek parlak piksellerini sayabiliriz. Parlak piksel ne kadar fazla ise netlik o kadar bozuktur. Sonuçta FWHM değeri en düşük değer netliğin en iyi olduğu değerdir. Eğer netlik ayarı ile hiç oynamazken FWHM değeri değişiyorsa o zaman atmosferde türbülans var demektir.

Aynalı Teleskoplarda Primary (Birinci) aynanın netliğe etkisi

Aynalı teleskoplarda netliğin Ana Aynanın ileri geri hareketi ile sağlandığını söylemiştik. Netliği sağladıktan sonra ana aynanın istenmeden yer değiştirmesi netliği bozacaktır. Teleskopla Güney’de ufkun 30 derece üzerinde bir yıldızla netliği sağladıktan sonra aynı enlemde Kuzeye teleskopu döndürdüğümüzü farz edelim. Bu dönme sırasında yer çekimi ile aynanın tüm ağırlığı ile aşağı doğru düşmeye çalışıp sonra tekrar yatay pozisyona dönecektir. İşte bu sırada ayna yerinden oynayıp netliği bozabilecektir. Bunun çözümü aynayı kilitlemektir. Kilit için Meade’in nakliye sırasında kullanılan üstü kırmızı boyalı vidasını yerine takıp vidalama yeterli olacaktır.

Bilgisayar Programları yardımı ile netleştirme

Birçok kamera kontrol bilgisayar programları bir yıldız ile ilgili aşağıdaki değerlere rahatlıkla ulaşabilirler:

• Yıldızın parlaklığı ile ilgili nümerik bir değer
• Yıldızın parlaklığının değişimini gösteren bir grafik
• Yıldızın çapındaki değişimleri gösteren bir nümerik değer.

İşte bu değerleri kullanarak 2 farklı netleştirme metodu kullanan bilgisayar programı geliştirilmiştir:

1. En parlak pixel netleştirmesi ( Brightest Pixel Focusing)

Bu yöntemdeki esas bir yıldız ne kadar netse odak noktasında o kadar ufaktır ve küçük bir noktaya düşen foton sayısı o kadar yüksektir. Sonuçta bu metodu kullanan bilgisayar programlarında Parlaklık Pixel sayısı ne kadar yüksekse o yıldız o kadar iyi net pozisyondadır. Bu yöntemde şu kritik noktaları not edin :

• Yıldızın parlaklık değerindeki ani değişimler en fazla en iyi netlik pozisyonunda olur. Yani bir yıldızı En Parlak Pixel Değeri aniden 34.000 ‘den 43.000’e fırlıyorsa o yıldız parlak demektir ( Bunu dik bir zirvede sola sağa az oynamada kendinizi uçurumda bulacağınızı düşünerek hayal edebilirsiniz. )
• Bir yıldızın bir netlik pozisyonunda 3-4 En Parlak Pixel Değeri okuması alın ve ortalamasını alın. Sonra diğer netlik pozisyonundaki ortalama ile karşılaştırın. Hangi değer yüksekse o yıldız daha nettir.
• Eğer poz süresi uzunsa yıldızınızın parlaklık değeri satüre olur. O zaman pozlama süresini azaltın. Veya daha az parlak bir yıldızla netlik ayarı yapmaya başlayın.
• Çok soluk bir yıldızla netlik yaparsanız atmosferik türbülanstan dolayı başarısız olabilirsiniz. Aynı şekilde çok parlak bir yıldızda satürasyon nedeni ile yine başarısız olabilirsiniz.

2. FWHM – Full Width Half Maximum ( Yarım Parlaklık Değerinde Çap Ölçümü)

Yukarıda özetlendiği şekilde bu yöntemdeki esas yıldız parlaklığının değişik pozisyonlarda grafiğini çizersek X-Y ekseninde sıfırdan başlayıp zirve yapan ve sonra tekrar sıfıra düşen bir hiperbol eğrisi elde ederiz. Bu parlaklık eğrisinin maximum olduğu nokta netliğin en fazla olduğu noktadır. Ancak bu eğrinin eni ne kadar azsa , eğri ne kadar dikse, yani zirvesi ne kadar sivri ise netlik daha daha iyidir ( Daha netken yıldız daha da ufalıyor olduğundan bahsetmiştik). Bu iki kavramı FWHM yöntemi birleştirir. Bu Yöntemde parlaklık eğrisinin maximum değeri okunur (Y değeri) ikiye bölünür ve bu değerden X eksenine paralel bir çizgi çekilir.Bu Y= Maximum/2 doğrusu parlaklık hiperbolünü 2 noktada kesecektir. Bu iki nokta arasındaki uzaklık yıldızın çapıdır. Bu hiperbol ne kadar dikse bu 2 nokta o kadar birbirine yaklaşır , yani FWHM değeri o kadar azdır.

Sonuçta bu yöntemi kullanan bilgisayar programlarında farklı netliklerde ölçümler alınıp FWHM’in en düşük En parlak Pixel Değerinin en yüksek olduğu nokta tespit edilirse o netlik ayarı en iyi ayardır.

3. SUB FRAME FOCUSING ( Dar Alanda Netleştirme)

Tüm bahsedilen bilgisayar destekli netleştirme ayarları digital kamera ile çekilen ve bilgisayara otomatik aktarılan resim üzerinde yapılmaktadır.Esas çekimler en yüksek çözünülürlükte ve RAW formatında veya (FITS 1x1 bin) formatında yapılırken bu ayarlar netlik maksadı ile çekilirken düşük çözünülürlükte JPEG veya FITS’e (2x2 veya 3x3 bin) dönüştürülmelidir. Amaç çekilen görüntünün bilgisayara aktarım hızını arttırmaktır. Ancak çok düşük çözünülürlükte yıldızı analiz etmek için büyüttüğümüzde pixellerinde büyüme olup analizi zorlaştıracaktır. Bunun için yüksek çözünülürlükte çekime devam etmek gerekir. Bunun için Sub Frame Focusing tekniği geliştirilmiştir. Bu teknikte çekilen yüksek çözünülürlükteki karede yalnız netlik ayarı yapacağınız bir yıldızı ilk çekimde kare içine alıp, bir sonraki sonraki çekimlerde bilgisayar analiz ekranına yalnız o kareyi getirmek ve böylelikle bilgisayara aktarma hızını çok çok yükseltmek ( 100 lerce kez) mümkün olmaktadır. CCDSoft veya CCDOPS programlarında bu iş Planet Mode’da , MaximDL’de ise yukarıda bahsettiğim gibi fare ile yıldızı çerçeve içine alarak yapılır.

Bu yöntemde dikkat edilecek konu teleskopunuzun polar ayarının çok doğru yapılmasıdır. Eğer ayarı bozuk bir teleskopta bir yıldızın etrafına ufak bir kare çerçevelerseniz netlik seansı sırasında yıldız kare dışına dünyanın dönüşü nedeni ile çok hızlı kayacaktır ve bu durumda tüm seansa baştan başlamak gerekecektir. CCDOPS programında bu riski elimine etmek için önce Dim Mode ayarı ile başlayıp ( Bu ayarda CCD 2x2 veya 3x3 binde ve daha geniş bir alanda çekim yapmaktadır) sonra kaba netlik sağlandıktan sonra Planet Mode ‘a (1x1 bin) geçmek gerekecektir.

Netleştirme Aracları

1. Maskelemeler

1. 45 derece bant

Burada esas , teleskop’un ön camına , yaklaşık 3-4 cm eninde birbirini dik kesen 2 adet bant yapıştırmaktır. Yapıştığında bu bantlar teleskopun ön camında Artı işareti şeklinde görülecektir. Dikkat edilecek nokta teleskopunuzun arkasına bağlı kameranın 2 eksenine ( Kamerayı bir dikdörtgen olarak görün, bu dikdörtgenin uzun kenarının tam ortasından aşağı dik bir eksen çizin , birde yan kenarın tam ortasından bu ilk çizdiğiniz eksene bir dik çekin. Dikdörtgeninizi tam 4’e bölecek bir artı elde edeceksiniz) tam 45 derecede bulunacak şekilde bu bantlar yapıştırılmalıdır. Yani kamera eksenindeki artı ile maske bandınızın artısının eksenleri arasında 45 derecelik bir açı bulunmalıdır.

Yıldızınız netlikten çok uzak ise göz merceğinden parlak ve yaygın bir disk şeklinde yıldızı ve onu örten bantları ortada flu olarak göreceksiniz. Netlik ideale yaklaştıkça bu bantlı görüntü göz merceğinde üst sola veya alt sağa ufalarak kayacak, ortada yıldız ise gittikçe parlaklaşacak ve boyutu ufalacaktır. En doğru netlikte üst sol veya alt sağdaki gölge yok olacak ve yıldızımız ise en parlak ve en ufak şekilde ortada yer alacaktır.

2. Maskeler ( Hartman mask)

Burada esas teleskopun ön camını tamamen örtecek, yani tam teleskop camı çapında bir kartonu teleskopun ön camına tutturmaktadır. Bu karton üzerinde teleskopun ayna çapının yaklaşık 1/7 ‘i çapında ( Yani 12” bir teleskopta yaklaşık 4.5 cm çapında) 2 veya 3 tane delik bulunacaktır. 2 adet birbirlerine 90 derece duran 2 üçgende olabilir). Bu delikler veya üçgenler kartonun dış ekseninin yaklaşık 1.5 daire çapı içeride bulunan bir ikinci sanal daire üzerinde olması doğrudur.

Öz merceğinde maskede 2 delik varsa 2 , 3 delik varsa 3 adet parlak daire göreceksiniz. Netliğe yaklaştıkca bu daireler birbirine yaklaşacak. Tam netlikte ise tamamen üst üste çakışacaktır. Eğer maske üzerinde daire yerine üçgenler var ise, o zaman tam netlikte bu üçgenler çakışacak ve yıldızımız üzerinde dışarı doğru fışkıran ışık huzmeleri (Diffraction Spikes) görülecektir.

Net olmayan bir şehir ışıklarının görüntüsü ve net olan görüntüsünü aşağıda göreceksiniz. Net olan görüntüde Işık Hüzmeleri (Diffraction Spikes) çok belirgindir. Yıldızlarıda tam netlikte işte böyle göreceksiniz.

Bozuk Netlik	Tam Netlikte Işık huzmeleri

3 delikli bir Hartmann Maskesi	3 delikli bir Hartmann Maskesi

Netliğe ulaşılmamış Tam Net Tam Net pozisyonu aşılmış

3 delikli bir Hartmann maskesinde muhtelif netlik durumlarında göz merceğindeki görüntüler

Motorlu Netleştiriciler

CCD çekimlerinde başarılı bir netlik için çok çok hassas bir netlik gerektiğini ve bunun milimetrenin onlarca biri ufak hareketlerle sağlandığından bahsetmiştik. Teleskopların üzerinde bulunan netleştiriciler gözle yapılan gözlemlerde iyi sonuç vermesine rağmen CCD çekimlerinde yetersiz kalmaktadır. Hele pahalı Refraktörlerin üzerinde gelen Rack&Pinion netleştiriciler çok kabadır ve tatminden çok uzak sonuçlar vermektedir. Bunun için motorlu netleştiricilerin mevcutlarla değiştirilmesi gerekmektedir. Aşağıda piyasada bulunan en başarılı bazı netleştiricileri bulacaksınız.

1. JMI NGF-CM Focuser

Esas olarak SCT ‘ler (Schmidt Cassegrain) ler için tasarlanmış olmasına rağmen Refraktörler’lede çok rahat kullanılmaları büyük avantajdır. JMI NGF-CM çok hassas bir motorlu netleştirici olmasına rağmen DRO (Digital read Out) opsiyonunuda satın alırsanın CCD uygulamaları için çok hassas ayarlama yapabilirsiniz. Ancak NGF-CM @Focus gibi otomatik netleştirici rutini kullanan programlarda OPTEC TCF-S veya RoboFocus kadar başarılı değildir.

NGF-CM i Refraktörlerde kullanmak isterseniz aşağıda şekilde görülen ADPT2THREAD ve ADPT2SCT denilen 2 adet adaptörü teleskopunuzun 2” ‘lik arkasına takmanız gerekecektir.

2. OPTEC TCF-S Focuser

OPTEC netleştiriciler dijital göstergeli, 2 mikron’a kadar hassas netleştirme yapabilen, sıcaklık değişikliklerine duyarlı , otomatik netleştirme programlarını ile uyumlu çalışan, bir netlik noktasını hatırlayan ve o noktaya geri gelebilen çok gelişmiş bir motorlu netleştiricidir. Aşağıda bazı resimlerini bulacaksınız.

OPTEC TCF-S	OPTEC TCF-S Meade LX200 ’e Monteli ( En uçta SBIG CCD var)

OPTEC ‘in dijital kumanda panosu

Tüm aksesuvarları ile bir SCT teleskop’a takılmaya hazır bir OPTEC TCF-S in maliyet tablosu aşağıda çıkartılmıştır.

Tipik bir TCF-S 2" Netleştirici Sistemi

3. RoboFocus

OPTEC netleştirici kendi içinde bir bütünken RoboFocus netleştiriciler teleskopun kendi netleştiricisini kullanan ve bağlantıyı bir kayış sistemi ile yapan , otomatik netleştirme program rutinleri ile uyumlu bir netleştiricidir.

Rack&Pinion , Crayford veya SCT netleştiricilere takılabilir. 0.02mm hassasiyette netleştirme yapabilir, mevcut netleştiricideki dişli boşluğunu kompanse eder, ekran üzerinde dijital gözlem sağlar ve bir netlik pozisyonuna rahatlıkla geri döndürülebilir.

RoboFocus LX200’e takılı	RoboFocus ve LX200 öndeki beyaz kutu kumanda kutusudur

Toplam $395. Fiyata Dahil parçalar:

• ROBO-FOCUS Controller (with buttons for manual use and internal temperature sensor)
• Stepping Motor (to fit specified application)
• Bracket(s) to fit application
• Power Supply (120VAC to 12VDC 1A)
• Stepper Power Cable (9 conductor, 8 feet long)
• RS232 connecting cable (12 feet) and DB9 adapter
• ROBO-FOCUS Control Program (on CD)
• Instruction Manual

Not: Sipariş edilmeden once açıkça hangi teleskopa gore sipariş ettiğinizi belirtmelisiniz.

Otomatik Netleştirme Programları

Bir CCD kameranız, bir motorlu netleştiriciniz ve birde CCDSoft veya MaximDL gibi programlarınız varsa bunlarla uyumlu çalışan bazı netleştirme programları kullanarak tüm netleştirme işini otomatik olarak yapabilirsiniz.

Tuğrul Uşşaklı