SXV – AO – LF (Active Optic – Large Format) Parte I

Hace ya tiempo que soñábamos con tener una óptica activa y hace cosa de tres o cuatro semanas, el sueño se cumplió.

Ya tenemos la óptica activa de gran formato de Starlight Xpress que compramos a los chicos de Lunático a quienes desde aquí queremos agradecer una vez más por su excelente servicio.

Para los que no les guste leer mucho, el resumen en dos palabras es este: otro mundo.

Si te puedes permitir una AO, no lo dudes, no hay color.
Hay un antes y un después de la AO.
Realmente es jugar en otra liga. Nada más que añadir.

Para los que les guste leer, aquí va el detalle:
El conjunto EQ6/HEQ5 + PHD + Lodestar realizan un trabajo excelente con longitudes focales cortas, por ejemplo con un ED80 o incluso con tubos de hasta 800 mm, más allá la cosa se complica. Digamos que con un VISAC a f9 el asunto puede llegar a sacar de quicio al más paciente.

Como decía, ambas monturas tienen una relación calidad precio excelente tal y como salen de fábrica y en nuestro caso aún más porque están muy modificadas.

No obstante, todo tiene su límite y ese límite lo pone el notable error periódico que presentan ambos modelos, con saltos bruscos en algunas partes del ciclo y el hecho de que la captura de imagen + procesado del PHD + envío de pulsos vía ST4 limita el número de correcciones reales de la RA a como mucho una o dos por segundo.

En la práctica y siempre hablando de longitudes focales cortas, el tándem PHD + Lodestar permite obtener unos resultados realmente buenos con las EQ6/HEQ5, así que ¿para qué más?

La AO no sólo permite conseguir un nivel de resultados que está mucho más allá del guiado tradicional sino que además, simplifica mucho el proceso, lo hace más rápido, eficiente y fiable en el sentido esto último, de que si no se nubla, no se pierden fotos. Lo probamos con rachas de viento de 50 Km/h y las capturas de 30 minutos salieron como si no hubiera habido viento alguno. Todo un lujo el poder trabajar con total despreocupación del guiado.

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Pros y contras de la SXV AO LF

Por una vez, comencemos por las pegas.

1) La más evidente: el precio. Vale tanto como la cámara CCD y más que la montura.
Eso sí, es mucho más barata que la SteadyStar de Orion.
Para cualquier aficionado medio como nosotros, representa un desembolso muy importante.

2) El software es claramente mejorable y se echa en falta parámetros como el dithering + un tiempo de delay entre ditherings…
De esta forma se podría sincronizar los tiempos de exposición con otras aplicaciones de captura sin necesidad de que se tuvieran que comunicar entre sí.
Según la página web de MaximDL, este sí permite controlar la AO y hacer dithering.
Nosotros al no utilizar MaximDL no podemos confirmar este dato. Nebulosty no permite controlar AOs.

3) Cuando se bloquea la óptica (nos ha pasado un par de veces) la aplicación no lo detecta y al no poder mantener el guiado, esta genera un error y se cierra inesperadamente.
Cuando esto pasa, hay que quitar la alimentación eléctrica de la AO para forzar que la óptica se reinicie y así se desbloquee.

4) No hay versión del software para Mac ni la soportan programas como Nebulosity (nuestro soft de captura).

5) La documentación es muy pobre y no hay explicación detallada de la mayoría de parámetros.
Una lástima porque con poco esfuerzo extra, la experiencia de usuario ganaría mucho.

En resumen, tal y como lo vemos nosotros y por este orden las pegas son tres:
precio, acabado del software y documentación.

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Pros

1) La calidad final de la imagen automáticamente pasa a otro nivel. Capturar con una AO es jugar en otra liga.
No sólo se obtienen estrellas puntuales, además aparecen como por arte de magia cientos de estrellas pequeñas de tan sólo 5 pixeles. Creednos, lo hemos comprobado bien y no es ruido 😉
El detalle de los DSO se dispara. El resultado neto es equivalente a una mejora notable del enfoque.

2) Una vez se entiende cómo funciona todo el proceso, este es muy rápido (menos de 30s), sencillo y estable.
[Centralize AO], [Start], [Stop], [Select guiding star], [Train], [Start guiding].
La probamos haciendo fotos seguidas de 30 min durante varios días y todo fue como la seda a excepción de un par de veces que se nos «bloqueó». Es decir, 15 minutos de problemas sobre más de 11,5 horas de capturas. No perdimos ni una sola foto (incluidas 6 en las que se observa un problema que se explica en el punto 2 de las pruebas) y todas salieron perfectamente guiadas. Impresionante.

3) Ayuda mucho a enfocar la imagen. Se consigue una mejora de entre 2 y 3 décimas en el HFR leído por el Nebulosity al realizarlo con la AO en marcha.

4) Permite realizar capturas tan largas como queramos sin que esto afecte en absoluto al resultado.
Nosotros hemos pasado de capturas guiadas con el PHD de 15 – 20 min máximo, a capturas de 30 min con la AO, teniendo en cuenta además, que el resultado de éstas últimas es muy superior a las guiadas de forma tradicional.

5) El software aunque muy mejorable, indica en todo momento lo que está haciendo la unidad. Esto nos da una idea de la magnitud de los problemas con los que está lidiando, tanto a nivel de error periódico como de seeing. En nuestro caso, el segundo es menos importante puesto que con la configuración actual del ED80 a f7.5 + QHY8 Pro, la resolución por pixel es de 2,68 arcsec. Similar al seeing habitual por estos lares.

6) Con la Lodestar en bining 2×2 se consiguen frecuencias de corrección reales de hasta 5Hz (0,2 segundos). El software permite llegar más lejos, pero la limitación viene dada por los retardos debidos a la longitud del cable USB, toda la electrónica del medio (hubs USB) el tiempo que tarda el PC en procesar y devolver la señal a la unidad, etc»
Así que todo lo que sea bajar del mínimo tiempo necesario para procesar la señal y enviar la corrección resultante a la AO, irá únicamente en detrimento del SNR de la imagen de guiado. Nosotros hemos comprobado que con capturas de 0,4 segundos el resultado ya es muy bueno.

7) La AO envía pulsos de corrección de la RA cuando la estrella guía se sale del rango que puede controlar la óptica. No obstante hemos visto que «en la mayoría de casos», esto no se llega a dar con la EQ6/ED80/QHY8 Pro. El error periódico desplaza la estrella guía +/- 25-30 píxeles pero no alcanza los 45-50 píxeles que puede aguantar la AO a esta focal antes de enviar el pulso de corrección.
Probamos «forzar» esta situación con el mando de la montura a mitad de una captura y todo funcionó perfectamente. La corrección es tan rápida que no se nota en absoluto en la imagen. En un segundo post explicaremos cómo calcular los settings del software que controlan esta acción para que generen un desplazamiento (pulso ST4) adecuado.
Es posible que para distancias focales largas este valor tenga un peso mucho mayor en el resultado final de la imagen.
En el punto 2 de las pruebas creemos que dimos justamente con un ejemplo de este potencial efecto de un pulso que no devuelve el campo de la cámara de guiado exactamente donde estaba, aunque este tema lo tendremos que estudiar mejor.

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Recomendaciones

a) La Lodestar es un «must have», puesto que al trabajar a la focal del tubo con el que se fotografía y recibir solo una fracción de su luz, una cámara muy sensible y rápida es fundamental. Con la Lodestar no hemos tenido problema alguno para encontrar estrellas de guiado y hemos trabajado con tiempos de captura de entre 2 y 4 décimas de segundo. Toda una delicia vamos.
Lunático también suministra la Lodestar.
No me cansaré de repetirlo, la Lodestar es «LA» (así con mayúsculas) cámara de guiado.

b) Para hacer dithering desde aplicaciones que no permitan el control de la AO, como es el caso con Nebulosity, sólo hay que parar el guiado tras cada captura, y repetir el proceso (30s) de inicialización:
[Centralize AO], [Start], [Stop], [Select guiding star], [Train], [Start guiding]
En el caso de las EQ6/HEQ5 no hace falta tocar la montura puesto que el error periódico de ambas ya nos proporciona un «auto – dithering» más que considerable 🙂

Nosotros nos ponemos una alarma cada 30 min, para parar la AO y volverla a inicializar (centrar la AO, volver a seleccionar la estrella guía, train, start guiding…) antes de lanzar la siguiente captura del Neb. No es lo deseable, pero teniendo en cuenta que no hay otra solución y que todo este procedimiento de reinicialización de la AO lleva menos de 30s, nos parece que es un precio pequeño a pagar.

No hace falta decir que no estamos dispuestos a «no» hacer dithering que sería la alternativa evidente.

c) También hemos comprobado que si se tiene una Lodestar y no nos podemos permitir una AO, el PHD guiando vía el OAG de la unidad con la AO apagada daba un resultado superior al del tubo guía.
Así que creemos que esta solución de guiar con el PHD + Lodestar vía un OAG tradicional podría ser una alternativa intermedia a un precio diez veces inferior al de la AO.

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Pruebas:

1) Imagen ampliada del detalle de NGC6960
En la imagen siguiente se puede ver a la izquierda, una captura de 30 min con AO y a la derecha, la misma captura pero de 20 min guiada con el PHD y un tubo EZG-60. En ambos casos la cámara de guía es la Lodestar, la de captura la QHY8 Pro y el tubo utilizado un SW ED80 a f7.5 con aplanador de campo y filtro IDAS LPS sobre una montura EQ6 Pro.

Se puede ver que la guiada con AO (izq) a pesar de tener una exposición mayor presenta muchas más estrellas y estas están claramente mejor definidas. La comparación del detalle en los filamentos de la nebulosa habla por sí sola.

2) Procesando varias de las imágenes capturadas con la AO descubrimos con asombro que aparentemente podíamos resolver y de qué manera, la componente B de la binaria 52 cyg. Téngase en cuenta que estamos hablando de capturas hechas con un ED80 a f7.5
Haremos un post detallado sobre este punto porque no se trata de una imagen real sino de un efecto que aparece en 6 de las 22 capturas que hicimos. Por supuesto el dithering elimina este problema, pero nos interesa saber en qué casos puede darse este efecto.
Tal vez fuera debido a que tras un pulso de corrección enviado a la montura, esta devolvió un campo estelar ligeramente desplazado respecto al original y la AO, por error, seleccionó una estrella guía distinta a la inicial. Sabemos que nos pasó en 5 imágenes de las que realizamos apuntando al Oeste y sólo en una de las que hicimos hacia el Este, pero no tenemos más datos.
Por tanto queda claro que no se trata de 52 Cyg B, sino de un artefacto debido a la AO que investigaremos y si llegamos a poder reproducir, lo documentaremos en un segundo post.

3) Captura simple de una única toma de 30 min a M33 (sólo debayer + stretch).
Lo que interesa es ver que al ampliar la imagen, las estrellas salen con una morfología de libro, por no mencionar que hay muchas de tan sólo 6-9 pixeles que claramente no son ruido.
En la primera imagen se ve todo el campo reducido para que quepa en 1066 pix de ancho.
En la segunda se ve un recorte de la zona central al 100% con un stretch más forzado, para apreciar mejor el detalle.

4) Proceso de captura en el que se ve el soft de la AO trabajando a una frecuencia de 0,4s y al fondo, la imagen previa de 30 min al 400% del campo estelar de NGC6960 en cyg. Como se ve, no hace falta bajar a 0,2s de muestreo, con 0,4s el SNR es claramente mayor y los resultados ya son excelentes.

5) Ejemplo de enfoque con la AO en marcha. En nuestra climatología local conseguir un HFR por debajo de 1,5 era todo un triunfo» pero ahora conseguimos 1,2 – 1,3 un día sí y otro también. Imagen del Fine Focus de Nebulosity capturando con la QHY8 Pro.

6) Imagen en HDR de NGC6960 (1800s x 22 + tomas cortas de 6 x 300s y 9 x 60s).
Es una buena muestra de lo que se puede conseguir con la siguiente configuración:
EQ6/ED80 f7.5/IDAS LPS/Flattener TsFlat2/QHY8 Pro + SXV AO LF/Lodestar

Imagen de todo el campo de la QHY8 Pro al 50% de resolución.

Imagen de detalle de la zona central 52 cyg, al 100% de resolución.

Imagen de detalle de toda la nebulosa girada 90º, un poco más contrastada y al 100% de resolución.

¿Hacen falta más pruebas para constatar que la astrofotografía con la AO es… otro mundo?

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Conclusiones

La AO es un dispositivo que hace que el guiado quede completamente resuelto en menos de 30 segundos y cuyo resultado neto es equivalente a un mejor enfoque de la imagen final.

Desde nuestro punto de vista es una forma muy eficiente y «económica» de resolver los problemas de error periódico de las monturas. Económica en el sentido de que la alternativa implica pasar de una EQ6 Pro a una montura de tres o cuatro mil euros en adelante.
Y aunque tuviéramos una montura de primera, la AO seguiría ganando al compensar de forma mucho más rápida y precisa, problemas como la exposición a rachas de viento, algo de los problemas de mal seeing y los problemas puntuales debidos al balance de todo el sistema. (por nombrar sólo algunos)

Las contras son pocas y más que «asumibles» comparadas con los pros que ofrece.
Si uno se lo puede permitir, realmente es una inversión fenomenal.
El dúo AO + Lodestar es la solución perfecta para literalmente olvidarse del tema del guiado.

Como decíamos al principio» para nosotros hay un antes y un después de la AO.

Bye bye PHD y mil mil gracias por todas las fotos que nos has brindado.
Sin duda has sido un excelente y fiel compañero.

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