VC200L f6.4 + SXV AO LF ahora a f6.2 (III)

Recordemos que en el primer post de la serie se planteaba el problema; por qué conviene trabajar con el VC200L a f6.4 y como la distancia del reductor de focal al plano del CCD nos impedía utilizar la SXV AO LF. En el segundo post analizábamos cómo reducir la distancia entre el reductor de focal y la parte anterior del cuerpo de la AO.

En este tercer y último post de la serie, analizamos las distancias del tren óptico posterior al cuerpo de la AO y los problemas que surgen para mantener la Lodestar parafocal con la Luna QHY8 Pro.

Con la pieza mecanizada por Lunático habíamos logrado que la distancia entre la superficie óptica del reductor de focal y el CCD fuera de 96,7 mm, por tanto, aún nos quedaba por reducir 9,52 mm más para conseguir llegar a los 87,18 mm recomendados por VIXEN.

En un primer momento (primer y segundo post) probamos capturar una imagen a una distancia superior a la recomendada y el resultado fue una imagen con distorsiones muy acusadas.

Imagen a f6.4 capturada en su día con la AO a una distancia entre el reductor de focal y el CCD de 96,7 mm. 1 x 600s
Imagen a resolución real (3038 x 2014 2,3 Mb)

Imagen a f9 capturada con la AO 1 x 600s
Imagen a resolución real (3038 x 2014 2 Mb)

Como se puede observar, la morfología de las estrellas del perímetro de la imagen en el caso a 6.4 están muy distorsionadas respecto a las de la imagen a f9.
Pensamos, erróneamente, que estas distorsiones se deberían enteramente a una distancia excesiva (superior a la recomendada) entre el reductor de focal y el CCD.

No obstante, buscando en internet, encontramos algunas fuentes que indicaban que en general los reductores de focal para SCT del tipo 0,63 tienen un margen notable. Esto nos hizo desconfiar de nuestros tests previos. Obviamente, si la distancia no es la recomendada, la relación focal no será la nominal, pero no debería de haber distorsiones tan acusadas como las que nosotros observamos o al menos, así se deduce de las fuentes consultadas.

Así que el problema es muy probable que fuera debido a una alineación deficiente de los distintos elementos del final de nuestro tren óptico (RF, AO, anillas espaciadoras, OAG, etc…) y/o a la colimación que es más crítica a f6.4 que a f9.

Estas son las fuentes que utilizamos tanto para la teoría como para los cálculos:

http://www.cloudynights.com/item.php?item_id=87

“For best results get your scope in critical collimation (I don’t mean close; I mean dead on) before screwing on the reducer/corrector. My personal preference is not to collimate with the reducer/corrector installed.”

http://webpages.charter.net/ragreiner001/opticlens.html

“Most 0.63 focal reducers are intended for use with an f 10 SCT but will work with an f 6.3 SCT as well.”

“The focal reducers will give the specified focal reduction and the best optical performance when used at the design distance. They can be used at other distances to get slightly different reduction ratios.”

“Additionally, the 0.63 reducers have considerable variation allowed for their placement. The 0.63 reducers work well from about 80 to 110 mm but with slightly different reduction ratios.”

http://www.threehillsobservatory.co.uk/astro/vixen_flr.htm

La única solución viable para acortar la distancia del tren óptico correspondiente a la parte posterior a la AO era mediante un Slim OAG (lo probamos), pero con esta configuración no hay manera de conseguir que la Lodestar quede parafocal con la Luna QHY8 Pro. Tendría que quedar literalmente “dentro” de la anilla del OAG. Así que” nuestro gozo en un pozo.

En la siguiente imagen se puede ver la prueba de distancias que realizamos con el Slim OAG y la Lodestar.

La Lodestar debería bajar más allá del final del recorrido del OAG.
Es una lástima porque este montaje nos hubiera permitido trabajar exactamente a los 87,18 mm recomendados por VIXEN.

Al no haber más alternativa que extender el tren óptico y entendiendo que ya nos pasaríamos de largo de la distancia recomendada, decidimos volver al OAG original añadiendo además, una pieza que nos permitiera rotar la Luna QHY8 Pro. Esto último añade 3 mm más al tren óptico pero nos facilita mucho la tarea de alineación del CCD con el eje de la RA. El poder rotar la cámara es muy recomendable para la corrección final con SV aligner y también para facilitar el encuadre de los objetos a capturar.

Tren óptico final a f6.2 (6.86 en cuanto a luminosidad)

La distancia total desde el RF al CCD es ahora de: 96,7 mm + 3 mm = 99,7 mm, por tanto, tenemos 12,52 mm más de los recomendados (87,18 mm).
En otras palabras, estamos trabajando a una distancia que está un 14% más allá de la recomendada por VIXEN.

Para realizar el test definitivo montamos todo cuidadosamente y lanzamos varias capturas de 900s a M51.

La siguiente imagen es una serie de 6 tomas realizadas el 23 de junio (noche de la superluna de 2013), sin flats ni darks y procesada de forma rápida con Neb3 para comprobar si las distorsiones (elongación de las estrellas) se mantenían como en la primera prueba. Afortunadamente, no fue el caso.

M51 6 x 900s a -20ºC
Imagen a resolución real (3039 x 2016 3Mb)

Como se puede ver, la imagen es un desastre, pero lo único que interesa comprobar es que las distorsiones (elongación de las estrellas) en la parte derecha de la imagen y en concreto en el lado superior e inferior derecho, son más que aceptables.
Tanto estas elongaciones sutiles como el problema de color en las estrellas más brillantes apuntan directamente a la colimación.
Visto el desplazamiento del viñeteo, también queda claro que tenemos descentrado el enfocador o la Luna QHY8 Pro respecto al secundario. Los flats corrigen este efecto, pero lo mejor es tener el viñeteo lo mejor centrado posible para aprovechar al máximo la luz capturada.

Antes de volver a capturar imágenes de verdad, habrá que revisar la alineación y la colimación. Con tanto movimiento e intercambio de piezas, es más que probable que todo se haya desajustado.

Una vez comprobado que podemos trabajar con el VISAC + RF + AO, aunque el CCD no esté a la distancia recomendada, la pregunta evidente es: ¿a qué distancia y relación focal estamos trabajando?

La respuesta rápida es a 1.242 mm de focal y por tanto, a una relación focal f6.2 (f6.9 desde el punto de vista de la luminosidad y teniendo en cuenta la obstrucción del secundario)

La respuesta larga y detallada se basa en dos cálculos.
El primero, fue únicamente teórico en base a las medidas realizadas en este link

El problema con todos estos cálculos es que son teóricos y basados en las tres únicas medidas del link que mencionamos anteriormente.

El segundo conjunto de cálculos que realizamos, se basa en nuestras propias medidas.
Lo primero que había que hacer era comprobar que la longitud focal del VISAC a f9 era realmente de 1.800 mm tal y como indica el fabricante.

Comprobamos contra la longitud focal de 600 mm del ED80 indicada por SW y pudimos constatar que efectivamente la relación entre ambos es de 3.

¿Cómo hicimos esto? Con SV aligner por supuesto ;-)

La idea es capturar imágenes de rotación del cielo y comparar las longitudes desde el centro de cada una hasta el inicio de la misma estela en ambas imágenes.
A esto en SV aligner lo denominamos factor de escala.

La relación focal de la imagen de rotación del cielo capturada a 1.800 mm dividida por la capturada a 600 mm dio un promedio de 3,02, es decir, PERFECTO.

Una vez confirmado que la relación focal de ambos es la esperada y por tanto sus longitudes focales son las que se indican, pasamos a calcular la longitud focal de la nueva configuración con el reductor a una distancia diferente a la recomendada.

Al igual que en el caso anterior, medimos las distancias desde el centro al inicio de la misma estela en ambas imágenes y calculamos su ratio.
Realizamos este cálculo con 9 estelas comunes a ambas imágenes y el promedio de todas estas medidas nos dio 1.242,35 mm

Cálculos de las distancias con SV aligner

Como conclusión final cabe destacar, que al situar el plano del CCD a una distancia mayor a la recomendada, hemos ganado un poco de luminosidad y más campo.
Pasamos de la f6.4 de la configuración estándar a f6.2 de la actual.

Tablas de luminosidad de las distintas configuraciones

En la siguiente tabla se compara la luminosidad de la configuración actual a f6.2,
respecto a la nominal del RF a f6.4

Nótese que en nuestras tablas cuando comparamos las distintas relaciones focales nos referimos estrictamente a la luminosidad y no a la resolución del sistema que expresa el ratio f=fl/D (diffraction resolution limit)
Por eso hablamos de “f efectiva” y tenemos en cuenta la obstrucción del secundario.

Si se tiene en cuenta la obstrucción del secundario, y siempre hablando de f como indicador de luminosidad del sistema, el valor estándar del VISAC a f9, es en realidad un f10 (9.94), a 6.4 es un f7 (7.06) y nuestra configuración final a f 6.2 es equivalente a un
f6.9 (6.86), en cuanto a luminosidad se refiere.

En las tablas de “relación de señal” y “f efectiva” que se observan en la imagen anterior, se puede ver como nuestra configuración actual es algo más luminosa que la del ED80, pero al doble de focal f6.9 vs f7.5 y 1.242 mm vs 600 mm.

Comparado con el VISAC a f9, capturamos el doble de luz por unidad de tiempo, 1 vs 2,10 y un 6% más respecto a la configuración estándar a f6.4
La resolución por pixel del VC200L a f6.2 con la Luna QHY8 Pro es de 1,30 segundos de arco que representa entre 1/2 y 1/3 de nuestro seeing habitual.

 

Nota para lectores perspicaces:

Quien tenga una SXV AO LF se habrá dado cuenta de que en la imagen del “Tren óptico final a f6.2″ (ver más arriba) la posición de la Lodestar no es la indicada en el manual de Starlight Xpress. No está alineada con los motores N-S de la AO y sobresaliendo hacia el lado contrario a los conectores RJ11 de la AO que es como debiera estar.
Para realizar las pruebas no utilizamos el software de control del fabricante si no el PHD2. ;-) Este, comprueba todos los movimientos/alineación del conjunto AO, EQ6 Pro y Lodestar sin necesidad de que la AO y/o la Lodestar se tengan que alinear de forma particular. Un gran avance sin duda respecto al software original del fabricante.

Así queda todo el conjunto a la espera de revisar la alineación y la colimación.

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