Colimación del Vixen VC200L VISAC a f6.4

El VISAC es una leyenda dentro de la comunidad de astrofotógrafos y lo es debido a su gran calidad de imagen. El comentario de que es el “RC de los pobres” le hace justicia.

No en vano se trata de un sistema con una óptica muy bien corregida, sin problemas de astigmatismo ni coma, con un error cromático inapreciable, un primario fijo y un secundario generoso que ilumina muy bien el campo de nuestra QHY8 Pro.

Tiene otros “pluses” poco frecuentes en telescopios de su mismo rango de precios.
Por ejemplo, es muy ligero, no tiene problemas de condensación al no tener correctora y todo es colimable: enfocador, primario y secundario.
Esto último es sin duda un gran plus, pero también puede ser un quebradero de cabeza importante, puesto que cuantos más elementos colimables hay, más probabilidad de que alguno se descolime.

Hace un par de años (Marzo 2010) lo desmontamos, limpiamos y colimamos.
Lo utilizamos hasta diciembre de ese año y luego lo sustituimos por el ED80.
Hace un par de semanas, aprovechando la visita de unos amigos y que de aquí al verano hay menos objetivos de gran campo para el ED80, decidimos desempolvar el VC200L y ponerlo a punto.
En su día realizamos una colimación con lo que teníamos a mano, pero no documentamos el proceso como es debido.
Esta vez, hemos estructurado nuestro método de colimación paso a paso y tras documentarlo a fondo decidimos publicar la experiencia en este post.
No obstante, antes de comenzar con la guía paso a paso, vale la pena tener en cuenta una serie de notas previas:

Enfoque a distancias cortas y back focus a aplicar.

La distancia hiperfocal del VISAC a f6.4 (punto a partir del cual todo el campo queda enfocado), para un tamaño de pixel de 7,8 micras a foco primario es de unos 33 Km.
Pero eso de poco nos sirve.

Hyperfocal dist. = focal length (mm) x primary diameter (mm) / circle of confusion (mm)
32.820.512 = 1.280 x 200 / 0,0078 –> aprox. 33 Km.
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Lo que nos interesa saber es qué back focus hay que aplicar para poder enfocar a distancias muy cortas (pocos metros, 15 – 20 metros).

A menor distancia del objeto, mayor back focus habrá que aplicar. Pero como es obvio, todo tiene un límite. No le podemos poner un extensor de medio metro al VISAC. ;-)

Hemos utilizado la siguiente fórmula para calcular la distancia de enfoque para un objeto (nuestro PC con la estrella artificial), situado a 17 metros.

Distancia de la óptica al CCD = 1/(1/longitud focal – 1/distancia al objeto)
1384 mm = 1/(1/1280 mm – 1/17000 mm)
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Para los 17 metros a los cuales situamos nuestro objeto a enfocar, (la estrella artificial en la pantalla del PC), la distancia focal total es de 1384 mm, lo cual provoca un back focus (extensión) considerable.

Si el objeto se colocara a 500 metros, la distancia de enfoque estaría en 1283 mm.
A 32,8 Km, (distancia hiperfocal) la distancia de enfoque del CCD se situaría a 1280,049 es decir, 49 micras más allá de la longitud focal nominal a f6.4.
Pero si colocáramos el objeto a tan sólo 5 metros, la distancia necesaria para llegar al punto de enfoque sería de 1720 mm, es decir, 44 cm más allá de los 1280 mm.

Toda esta teoría parece rebuscada e innecesaria, pero lo cierto es, que por no tenerla en cuenta y no haber releído nuestro propio post de hace un par de años… enfocar la máscara de colimación nos llevó más tiempo que todo el resto de pasos. ;-)

Los demás pasos tras el enfoque, se realizaron en algo menos de una hora.
No está mal, teniendo en cuenta que esa hora también incluye el tiempo extra de documentar el proceso paso a paso fotográficamente.

El problema fundamental fue el “pequeño detalle” de olvidar añadir el reductor de focal ;-) y como es lógico, no hubo manera de enfocar a f9.
Para los 17 metros de distancia a los que estaba colocado el PC (límite del garaje), la distancia de enfoque del VISAC a f9 se hubiera situado en 2013 mm.
Casi 11 cm más de backfocus que el requerido para la misma distancia a f6.4
Una vez añadido el reductor de focal, salvamos el principal problema de la tarde. :-D

Detalle del enfocador con el reductor a f6.4, el espejo divisor y la DSI a la distancia de enfoque adecuada.

Detalle del PC situado a 17 metros. Es el pequeño rectángulo blanco que se ve al fondo, en la parte superior izquierda de la imagen.

Precauciones:

Antes de comenzar, recuerde que el haz del laser NUNCA debe dirigirse a los ojos, puesto que el daño en la retina podría ser permanente. Lea las instrucciones de su colimador y tómese las advertencias indicadas muy en serio. Dependiendo del modelo y potencia del laser, una fracción de segundo podría ser suficiente para dañar la retina para siempre.
Por tanto cualquier precaución es poca.
Los fabricantes suelen incluir notas y serigrafías de advertencia, hágase un favor, léalas.

Segunda nota importante: nuestro VISAC ya no está en garantía y por tanto nos arriesgamos a colimarlo y en algún caso a modificar partes del mismo.
Tenga en cuenta que haga lo que haga será bajo su propia responsabilidad.
Todo lo que explicamos en este post y en nuestro blog, son procedimientos que nos han funcionado con nuestro material y de ahí que queramos compartirlo, pero como es obvio, no nos hacemos responsables de la interpretación, aplicación ni resultados de nadie.
Si no está seguro o no está dispuesto a asumir totalmente los potenciales riesgos y consecuencias asociadas, consulte con su proveedor de material astronómico habitual.

Tercera nota importante: los tornillos de colimación trabajan en parejas. Uno empuja la superficie y el otro la acerca. Para apretar/tensar uno, primero hay que aflojar el otro.
Los movimientos a realizar son pequeños. Es importante no forzar nada.
Desconocemos la longitud de estos tornillos, pero intuimos que serán longitudes muy cortas, por tanto hay que ir con cuidado.
En nuestro caso, todos los ajustes consistieron en fracciones de vuelta para las tres superficies: enfocador, secundario y primario.
Además no hizo falta trabajar sobre las 3 parejas de tornillos de todas y cada una de las superficies. En algún caso sólo tuvimos que modificar la posición de una pareja de tornillos y nada más.

Cuarta nota importante: si es posible realice todo el proceso con alguien que le ayude.
Hay pasos que si tuviera que realizarlos solo, serían mucho más complicados y largos.

Qué hace falta para colimar mediante nuestro método:

  1. Soporte de referencia del VISAC
    Hace falta una posición de referencia fija que nos garantice que la estrella artificial quede enfocada y dentro del campo del CCD.
    Teniendo en cuenta la distancia a la que estará situada la pantalla del PC (17 metros en nuestro caso), esta posición de referencia tiene que ser una posición sólida, que permita sacar el VISAC y volver a colocarlo sin variaciones o con variaciones ínfimas.
    Nosotros hemos utilizado una pletina Geoptik, pero una tabla de madera en forma de L, sujeta firmemente a una mesa o a un banco de trabajo mediante dos sargentos, será igualmente útil y precisa. 

    Detalle del montaje con la pletina Geoptik sujeta a la mesa firmemente mediante dos sargentos.
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  2. Destornillador para desmontar el secundario.
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  3. Llaves Allen pequeñas para los tornillos de colimación.
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  4. Espejo pequeño, para colimar el enfocador.
    Llegado el momento el espejo se tendrá que colocar delante (parte exterior) del soporte del secundario.
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  5. Cámara CCD, puede ser cualquiera, la de guiado por ejemplo.
    Nosotros utilizamos una DSI II C. 


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  6. Un PC/Mac para poder visualizar la máscara con la estrella artificial que cargaremos en el PC que hemos colocado a 17 metros.
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  7. Otro PC/Mac para capturar la imagen de la estrella artificial ligeramente desenfocada y así poder monitorizar el proceso de colimación del primario.
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  8. Colimador Laser, si puede ser con adaptador auto centrado como el Hotech
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Guía rápida de nuestro método para colimar el VC200L VISAC.

Esta guía ilustra de forma muy resumida y esquemática el proceso que seguimos para colimar nuestro VISAC.

Método de colimación del VC200L VISAC a f6_4.pdf

El siguiente es un documento en PowerPoint que aglutina dos objetos. La máscara en color granate para ayudarnos a localizar el punto central en el pequeño campo de la CCD de guiado, y la propia estrella artificial (punto blanco central).
Una vez situada la estrella en el último paso, (colimación del primario), si la máscara que nos ayuda a localizarla interfiriera al aplicar el desenfoque, siempre se podría desagrupar el objeto, eliminar la máscara y quedarnos solo con la estrella artificial (el punto blanco central). Así lo hicimos nosotros.

Máscara colimación VC200L VISAC.pptx

Antes de comenzar quisimos comprobar cómo estaba la colimación.
No muy bien como se puede apreciar en la siguiente imagen.

Método en imágenes y su correspondencia con los puntos de la guía.

  1. Preparación:
    a. Aunque en la guía planteamos utilizar una tabla de madera, nosotros hemos utilizado una pletina Geoptik. El objetivo es tener un soporte firme, para poder mover el VISAC y volver a dejarlo exactamente en la misma posición de referencia (esta es la posición enfrentada con el PC/Mac a 17 metros).
    Para realizar alguno de los pasos siguientes será más cómodo poder cambiar la posición del VISAC y así facilitar el trabajo. Gracias a esta posición inicial de referencia, en el último paso (colimación del primario) podremos volver a dejar todo exactamente igual que como estaba al principio. Esto es un requisito fundamental de nuestro método.
    La posición de desplazamiento sobre la Geoptik queda fijada por los tornillos finales de la cola de milano que hacen de tope. Si se utiliza una tabla de madera en forma de L, no hace falta más que encajar la cola de milano contra el ángulo recto que forman sus lados.
    (Ver detalle esquemático en el punto 1.a de la guía rápida, PDF)
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    b. Colocación del PC/Mac a 17-20 metros.
    En nuestro caso lo pusimos al final del garaje y así conseguimos enfocar la imagen.
    Eso sí, de poco nos fue el haber tenido que montar todo el chiringuito en la calle.
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    c. Para enfocar la imagen se recomienda abrir una página de texto a cuerpo 10-12 a pantalla completa.
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  2. Colocar la cámara y enfocar la imagen.
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    Nota importante: una vez enfocada la imagen, fijar el enfocador.
    Así evitaremos flexiones debidas al peso de la cámara, extensores, etc.
    Esto es algo que también hacemos de forma rutinaria en nuestras capturas de cielo profundo. Liberamos ligeramente la fijación del enfocador para no forzar el motor de enfoque, enfocamos y luego lo volvemos a fijar. Si se dejara sin fijar, el peso de la cámara desplazaría el eje del conjunto del enfocador en dirección al suelo alterando la perpendicularidad del plano del CCD con el eje óptico.
    A modo de aviso, conviene colgar una etiqueta en el mando del motor del enfocador que nos recuerde que debemos aflojarlo y fijarlo, antes y después de utilizarlo. De lo contrario es probable que algún día nos olvidemos y forcemos el motor del enfocador.
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    Una vez enfocada la imagen, abrir el archivo pptx, editarlo y situar la máscara de forma que se vea en la imagen capturada.
    No es necesario situarla en ningún lugar concreto, basta con que la imagen esté dentro del campo del CCD.
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  3. Marcar la posición en la que se encuentra el secundario y retirarlo con cuidado. Mucho cuidado y atención con este paso, para luego volver a dejar todo tal y como estaba.
    El manual de Vixen (punto B.1) indica lo siguiente a la hora de desmontar el secundario:
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    “Remove the secondary mirror and holder from the front spider. Don’t forget to mark the orientation first. Aim the scope approximately horizontally. Remove the model name sticker and loosen the 3 collimation screws (fig 1-1) one full turn. Remove the Phillips screw in the center of the spider, being careful not to lose the washers that may drop out from between the spider and the secondary (they may stick to either one). Leave the spider in place. To get the secondary assembly out of the tube, aim it at the tube wall and carefully slide it between the vanes.”
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  4. Manteniendo el tubo horizontal, retirar la cámara CCD e introducir el colimador (siempre apagado).
    Situar y aguantar un espejo pequeño por la parte exterior del soporte del secundario, encender el colimador y por último colimar el enfocador.
    Este paso es mejor realizarlo entre dos personas. Mientras uno aguanta el espejo, el otro colima. Recuerde que no hay que mover la posición de foco.
    Deje el enfocador fijado, tal y como quedó en el punto 2
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  5. Si durante la acción anterior, se retiró el tubo del soporte fijo de la mesa (posición inicial de referencia), volver a colocarlo en la posición inicial.
    En nuestro caso, así lo hicimos. Retiramos el VISAC de la posición inicial para facilitar la tarea de colimación del enfocador y luego lo volvimos a dejar como estaba.
    Al colocar el tubo en su posición inicial de referencia (sobre la Geoptik en nuestro caso), ahora el laser apunta directamente a la pantalla del PC que está a 17 metros.
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    Si no fuera el caso, debido a que el enfocador estaba muy descolimado, mueva el PC hasta que la proyección del haz del laser quede situado en algún punto dentro de la pantalla. En nuestro caso, no hizo falta tal movimiento y tenga en cuenta que si hay que mover el PC, se perderá el punto de foco y habrá que volver a ajustarlo en el último paso.
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    NOTA importante: recuerde que NUNCA hay que exponer el haz del laser apuntando a los ojos. En cuanto a la proyección del mismo contra la pantalla del PC, nosotros no hemos notado ningún problema/daño aparente de la misma, pero entendemos que esto puede depender notablemente de la potencia del laser y de la pantalla de cada PC, infórmese primero en cualquier caso.
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    Edite el documento de PowerPoint y mueva la máscara hasta que la estrella artificial (punto blanco central) quede en la misma posición que el punto central proyectado por el laser sobre la pantalla. Al editar el documento, procure no mover el PC ni la pantalla, para no perder el punto de foco.
    NOTA importante y reiterada: NUNCA mire hacia el haz del laser que sale del VISAC.
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    Ahora la estrella artificial ya está perfectamente alineada con el eje geométrico del enfocador. Este es un paso de preparación para la posterior colimación del primario.
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  6. Apague el colimador laser y vuelva a colocar el secundario. Una vez colocado el secundario, vuelva a encender el laser y colime el secundario.
    Nuevamente recordamos que esto es mejor hacerlo entre dos personas.
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  7. Si no lo había hecho ya, vuelva a colocar el VISAC en la posición de referencia inicial.
    Apague y retire el colimador laser.
    Inserte la cámara.
    Si la posición de referencia se ha mantenido, ahora debería de ver la estrella artificial en algún punto de la imagen. Punto central blanco de la máscara de colimación.
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    Libere la fijación del enfocador y desenfoque ligeramente la imagen para poder colimar el primario. Vuelva a fijar el enfocador. Esto es importante para mantener el plano del CCD perpendicular al eje óptico del enfocador.
    Amplíe y contraste la imagen de forma que pueda monitorizar la colimación del primario de forma precisa.
    Colime el primario hasta que la imagen presente un aspecto perfectamente simétrico.
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    Imagen de la DSI: ampliación al 400% y contraste con un stretch acusado.
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    En la siguiente imagen se puede observar el ajuste que realizamos.
    En la imagen anterior, la sombra central está ligeramente desplazada hacia la parte superior izquierda.
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Ya sólo nos queda trasladar el VISAC al observatorio, capturar nuestra primera imagen real tras la colimación y comprobar el resultado. Todo llegará.

Fuentes y documentación adicional sobre el VC200L VISAC

VISAC Collimation guide
VISAC page
VISAC specs
VISAC review
VISAC review (II)
VISAC Wikipedia

Fuentes y documentación adicional sobre temas de enfoque

Close focus formula
Depth of focus
Understanding depth of field
Circle of confusion
Hyperfocal distance
Relación entre f y DoF

Colimador laser Hotech

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