Анализ периодической ошибки монтировки «Белый Лебедь» WS 240

 

Экваториальная немецкая монтировка WS240 была приобретена под замену МАК 200 на более крупный Ричи-Кретьен. Монтировка была заказана у Сергея Вербицкого и Олега Чекалина.  Данная монтировка привлекла декларируемой низкой периодической ошибкой при высокой грузоподъёмности.

Монтировка устанавливается в трубу стандартного диаметра (предусмотрено также крепление на фланец), поэтому изготовление колонны под монтировку не вызывает особенного труда. Для крепления оборудования предусмотрена площадка 6-ю отверстиями под резьбу М10.  В качестве привода использовался набор движков и контроллер от SynScan. Для измерений использовалась камера QHY 6 в качестве вне осевого гида в прямом фокусе МАК 200. Запись ошибки проводилась через интерфейс MaxIm DL5 при значении Aggressiveness равной нулю.  Калибровка разрешения была произведена  по известному угловому расстоянию пары Мицар-Алькор и составила 1.4” на пиксель. Плоскость камеры была сорентирована по направлению небесного экватора. Ошибка ориентация составляла около 3 pix на 12’ минут дуги.

 

Точное выставление полярной оси является критическим фактором при измерении ошибки, так как ответственно за образование систематической ошибки измерений. На рисунке 1 приведены зависимости отклонения по оси склонений от времени для различных начальных положений (Юго-Восток, Юг, Восток и Запад). Систематическая ошибка связанная с неточностью выставления полярной оси составляла не более 10”/час. 

 

Рис.1 Влияние ошибки выставления полярной оси на отклонение ведения по оси склонений для различных направлений (Юго-Восток, Юг, Восток и Запад).

 

Для прямого восхождения, производная систематической ошибки α меняет свой знак при прохождении объекта слежения через меридиан. Поэтому  для измерений ошибки ведения по часовому углу использовались только измерения на объектах находящихся ближе к востоку и западу, не далеко от экватора, где систематическую ошибку легко вычесть, используя линейную корреляционную зависимость ошибки привносимой неточностью выставления полярной оси. Рис.2 демонстрирует качественное наблюдаемое поведение такой производной α:

 

Рис.2 Изменение производной систематической ошибки при разных значениях азимута

 

Следует отметить, что первые измерения сильно разочаровали. На фоне высокочастотной периодики наблюдалась большая  dY>10-15” низкочастотная ошибка. Понять её происхождение трудно, так как слишком много факторов может приводить к такому эффекту: неточность выставления полярной оси, люфт фокусёра, термостабилизация узлов телескопа и монтировки (изменение температуры во время измерений происходило в диапазоне от -2 до +15 С)  и др. Для того, чтобы учесть возможную низкочастотную ошибку вызванную неточностью «нарезки» главной шестерни по часовому углу использовалась следующая процедура:

1)     На шестерне ставились метки соответствующие измерениям в пределах 1 го часа.  

2)     Последующие измерения проводились также в этом секторе

Однако обработка результатов 10 измерений по 1 часу, не выявила такого сорта систематическую ошибку.

            Далее, вся установка была пересобрана. Узлы, которые могут привносить ошибку, были проверены и дополнительно укреплены. В результате низкочастотная ошибка практически исчезла. Реальные причины её возникновения установить так и не удалось.   

На рисунке 3 показан график периодики для двух направлений Восток и Запад.

 

Рис.3 Ошибка ведения по часовому углу. Направления на восток и запад.

 

Как видно из графика стандартное отклонение и его ошибка

 

для измерений составили:

 

SD(East)=1.69” +/- 0.03”   перепад температур ΔT=-1 С

SD(West)=1.47” +/- 0.03”  перепад температур ΔT=-1 С

 

Максимальное отклонение – около 4”.

 

На рисунке 4 представлен частотный анализ ошибки.

 

Рис. 4 FFT анализ периодической ошибки по Y.

 

Явно прослеживаются две частоты в районе 5 и 2 минут. Они соответствуют периодам оборота червяка и шестерни редуктора. В результате возникает дополнительная гармоника в области 10 минут. Природа остальных частот может быть различна: это могут быть, как и дополнительные гармоники, так и частоты связанные с шагом шестерней редуктора.

 

II. Измерение ошибки гидирования

Измерения ошибки с включённым гидированием проводились в Maxim DL 5. Атмосфера была достаточно спокойной, облачность –переменчивая, что ограничивало время одного измерений интервалом около 15 мин. Предварительно, на основе нескольких измерений были выбраны «оптимальные» настройки:

Aggressiveness = 1 (X and Y)

Binning =2

Exposure time = 2 s.  

Delay after correction, command =0

Pulse guiding setting (EQMOD) = 0.1

 

Результаты ошибок гидирования по склонению и по прямому восхождению приведены на рисунке 5. Ошибка по прямому восхождению и склонению составила:

 

Δα=0.26’’ +/- 0.01’’

Δδ= 0.31’’ +/- 0.02’’

 

 

Рис.5 Ошибки гидирования по склонению и по прямому восхождению

 

Причина того, что ошибка по прямому восхождению больше чем по склонению (хотя казалось должно быть наоборот), возможно можно понять из частотного анализа (см. Рисунок 6).

 

Рис.6 FFT анализ ошибки гидирования по прямому восхождению и по склонению

 

Заметно, что спектр по склонению имеет выраженный случайный характер, в то время как  у спектра по прямому восхождению заметен локальный максимум в районе 2-3  обратных минут. Это можно объяснить тем, что при измерениях, кода температура упала до  с  +7 до  -3 С, в редукторе прямого склонения начал прослушивался «стук» , вызванный, возможно, термо стабилизацией монтировки. В этом случае, как показывает опыт, необходимо отпустить червяк по прямому восхождению, однако в виду ограниченности времени измерений (переменная облачность) пришлось проводить наблюдения без этой коррекции. 

 

III. Заключение

В целом монтировка показала очень хороший результат.

Следует отметить следующие нюансы при работе с монтировкой:

1)     Термостабилизация достаточно важна. При перепаде температур более ΔT=15 С необходимо отпускать червяки. К заклиниванию это не приводило, но влияние на периодику ощущалось.

2)     Есть «мертвая» точка, когда мотор редуктора прямого восхождения цепляет узел крепления червяка часового угла. Данное обстоятельство не так важно, так как связано с наблюдениями в направлении Запад в достаточно узком секторе.

3)     Крепление движков не удобное. Отвинтить два винта из четырёх – процедура не тривиальная.

 

 

Cпасибо Сергею и Олегу.

 

Максим

4 – 26 Апреля 2010, Москва