自動導入ジェミニシステム

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高精度自動導入装置 ジェミニ レベル4

 ロスマンディーのジェミニレベル4は、ロスマンディーGM8、G11、HGM-Titan赤道儀用に開発された自動導入システムです。

 高性能DCサーボモーターにより、直流12V電源で、対恒星時800倍速(G11の場合)の超高速領域でも高トルクで安定した駆動を実現。また、ガイド修正速(対恒星時0.5〜2倍速)など、低速領域でもパルスモーター同等の機敏な反応を示します(ガイドアイピースで確認できる)。反応の悪いDCモーターシステムとは、一線を画す完成度です。

 内蔵されたソフトウエアは、市場にある自動導入システム中最も高機能。充実したデーターベースも併せて、単独使用でもその高機能をお楽しみいただけます。もちろんPCとのリンクもケーブル1本で可能。「The SKY」ほか、ほとんどの市販ソフトでコントロールできます(LX200互換プロトコル)。また、ASCOMドライバ対応により、多くのフリーウエアで使えます。さまざまなオートガイダーとの接続も専用ポートにより、ケーブル1本で可能です。

 高性能なハードウエアを基幹に、充実したソフトウエアで制御する「ジェミニレベル4」は、最も完成され、かつ汎用性の高いシステムです。

メインコントローラとハンドコントローラ

ハイトルクDCサーボモーター

メインパネル内部

メインコントローラとハンドコントローラ

ハイトルクDCサーボモーター

メインパネル内部

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各機能のほとんどは直感的で判りやすく、手のひらサイズのハンドコントローラに埋め込まれたわずか5つのボタンとLEDディスプレイ1行で複数のメニューを操り、すべての機能を実行できます。また、ジェミニのアップグレードは、ハードウェアを交換することなく、EPROMチップを取り替えるだけ行えます。




■ 簡単な初期設定
 ジェミニを起動時させ、基準星を導入する前に必要最小限の設定項目は次の3つです。
 ●赤道儀の名称(GM8 or G11 or Titan)
 ●世界標準時(UTC)
 ●観測地の緯度・経度
 弊社では以上の項目をすべて入力して出荷していますので、そのまま基準星導入から始めていただけます。なお、この必須3項目はジェミニの起動時に画面にスクロール表示され、この表示中に設定を変更することもできます(セットしたUTCは、内蔵のクロックバッテリーにより保持されます)。

 また、オプションのGPSレシーバーを接続すれば、ジェミニの起動時に緯度・経度、世界標準時が自動的に読み込まれ、観測場所を頻繁に変更する場合には特に便利です。



■ 比類ない導入精度
極軸合わせが正確に行われていれば、基準星1つでも正確に天体を導入できます。おおよその極軸合わせが行われていれば、複数の基準星でアライメントモデルを構築することで、すばらしい導入精度を実現します。この極めて正確な導入・追尾機能を約束する機能が、ジェミニ独自の「モデリング機能」です。モデリングとは、赤道儀および望遠鏡のシステムに内在するさまざまな不完全を解析し、望遠鏡をポイント(対象導入)およびガイドする際にその不完全を補う機能です。ジェミニのモデリング機能を使うことにより、極軸合せの精度だけでなく、赤道儀および望遠鏡のメカ的なミスアライメント(ずれ)を補正することができます。アライメントモデルはジェミニに内臓されたソフトウェアにより、●極からの方位角のずれ、●極からの高度のずれ、●極に対する軸の垂直度、●赤道に対する軸の垂直度、●ギヤのあそび、●ミラー(反射望遠鏡)の倒れ、●時角のインデックスエラー、●赤緯のインデックスエラー、●カウンターウェイトのたわみ等、さまざまな要素を考慮しながら、アライメントを実行するたびに構築されていきます(ジェミニのアライメントは、他の自動導入機と異なり、基準星を観測中いつでもに追加することができます)。これを「Additional Align(アディショナルアライン=追加アライン)」と称します)。適切なアライメントモデル(ポインティングモデル)を構築した後は、天空全域で3分未満、数度の範囲なら1分以内の誤差内で天体を導入できます。さらに、ドームなどに据え付て使用する場合、ジェミニを「ウォームリスタート」で起動すれば、前回のアライメントデータなどがすべて記憶されているため、電源を入れるだけで極めて精度の高い自動導入を即楽しむことができます。

上の9カットのCCDイメージは、G-11赤道儀を使ったジェミニ・システムの導入精度を実例で表わしたものです。
3星導入によるアライメント後, アンタレス(左上)→ M16 → M17 → バグ星雲 → M57 → M8 → M22 → M27 → 静止衛星Optus 1b(中央下の短い縦線)の順に、途中再アライメントを行わず連続的に導入し、それぞれ20秒の露光で写し止めたイメージです。大きな離角を伴った対象でも小さなCCDチップ上に余裕で導入できることが判ります。




■ 充実した内蔵データベース
 パソコンを使用しなくても、11種類の天体カタログとユーザー定義カタログの総計41,000+天体のジェミニ内蔵データベースが、ベテランユーザーのニーズにも余裕で対応します。天体データはオリジナルのカタログ番号(例:NGC4565など)に従っているので、星表など、外部データベースとの照合も容易です。




■ スムーズな駆動
 ジェミニに採用された高性能DCサーボモーターは、ステッピングモーターに比べ、より低い電圧でスムーズに連続回転し、高速駆動時にもハイトルクを保ちます。また、内蔵されたサーボモータードライバは、より高トルクのモーターにも対応し、Titanなど大型赤道儀でも余裕で制御することができます。G11赤道儀を例にとれば、対恒星時800倍速を超える高速駆動から、対恒星時等倍以下の超低速まで、幅広い作動領域を1個のモーターが適切なトルクを保ったままカバーします。

 なお、対恒星時数百倍を超える超高速駆動では、最適なトルク特性を発揮し、駆動系への反動を緩和できるスローアップ/スローダウン制御により、キータッチとのタイムラグを感じるかもしれませんが、中速域や、ガイド修正速(対恒星時0.5〜2倍速)など低速領域では、DCモーターの特徴である高い起動トルクにより、キータッチに瞬時に反応し、切れ味のより操作感が得られます(ガイドアイピースで確認済)。実際、たいていのオートガイダーはデフォルト設定のまま使うことができます。

 DCモーターは、電圧/電流の変化に伴う回転数/回転トルクの変化がリニアであり、きわめて制御性にすぐれていることが最大の特徴です。操作性の悪いDCモーター駆動システム(鈍い反応や、モーターストール)は、モータードライバの問題か、モーターの選択を誤っている、といえます。



■ 自動導入とフリーストップ操作が両立
 オプションの両軸エンコーダーを取り付けなくても、ジェミニの稼働中に望遠鏡をフリーストップで操作することができます。レベル4の優れたソフトウエア機能「シンクロナイズ」を使うことで、基準星導入によって構築されたポインティングモデルが復活し、簡単に自動導入操作に戻ることができます。ジェミニレベル4は、ロスマンディー赤道儀の優れた操作性を活かすことのできるシステムです。

 操作の概要は、このページ下の「自動導入ジェミニレベル4とフリーストップ操作」で詳述しています。
なお、オプションの両軸エンコーダーセットを取り付けて、ジェミニとリンクして位置データを保持しながらフリーストップ操作行うこともできます。ただし、フリーストップ操作中は両軸エンコーダーからのフィードバックになるため、エンコーダーの分解能(4192ステップ:5.2'/1ステップ)に依存することになり、ジェミニの自動導入精度が劣化します。



■ 充実した撮影機能

ジェミニには、極軸修正ツール、マルチ追尾速度、ガイドモード、オートガイダー入力、高性能PECなど、撮影機能が充実しています。また、ジェミニのオートガイダーポートはさまざまなオートガイダーに対応します。代表的なSBIG社ST-4/5/6にはTICケーブル(4,200円)を介し、SBIG ST-7/8/9/10/2000X(C)Mには同ケーブルにリレーアダプターボックス(18,900円)を加え、すべて無加工で使用することができます(→接続図はこちら)。
さらに、ジェミニのすべてのポートのピンアサイン、また、コマンドセットはマニュアルで公開していますので、外部接続機器を自作することも可能です。



■ ジェミニの極軸修正機能
ベランダなど北極星が見えない環境でも、ジェミニは2分以内の高精度に極軸を追い込むことができます。2分という数字は、長時間露光のイメージングにも充分な微少誤差です。この優れた機能「Polar Axis Collect(極軸修正)」により、北極星の見えない環境でもイメージングを可能にします。

 「Polar Axis Collect(極軸修正)」による合致精度は、ジェミニのポインティングモデルの正確さで決まります。そのため、「Polar Axis Collect(極軸修正)」機能を使う場合、天球の東西各半球から最低3星ずつ(計6星)の基準星を導入しておくことをおすすめします。

Polar Axis Collect を使うには、まず 「Object Database」から、天の赤道(近く)にあり、南中した(に近い)対象を選択します。その対象を自動導入し、ハンドコントローラで正確に視野中心に導入します。導入完了後、「Align Telescope」モードに入り「Polar Axis Corr.」を選択します。ここでRA+ボタンを押すと"赤道儀の極軸が正確であることを前提に"ジェミニは対象があるべき位置に望遠鏡を向けます。当然、極軸が正確に合っていないので、対象は視野から外れた位置になります。対象が再び視野中心に入るように、赤道儀の方位と高度のノブを廻して再び視野に導入します。これで赤道儀の極軸はほぼ完璧に合致しているため、自動導入での対象の視野中心導入はもちろん、長時間露光での視野回転も解消されます。




■ 天体ソフトをインストールしたパソコンとのリンク機能

 パソコンとはRS232Cポート* を利用し双方向通信が可能です(写真はリンクケーブル)。ジェミニは充実した天体データベースと、ソフトウエア機能を持っているので、単独使用でも何ら不足はありませんが、ビジュアルなインターフェイスを利用したデータベースへのアクセス方法など、高機能なPCソフトウエアを活用するメリットもあります。システムを据え付けて使用する場合は簡単ですが、PCのための大容量バッテリーさえ確保できれば、遠征観測でも利用することができるでしょう。
 * ポート変換アダプターを使えばUSBポートとの接続も可能。

 ジェミニのプロトコルはミード社製LX-200と互換。ほとんどの星図(プラネタリウム)ソフトウエアとのリンクを確立できます。写真は「The Skyとver.6.0英語版」のリンク画面。導入作業がゲーム感覚で行えるほか、天体の選択もモニタ画面で行えとても便利です。

 ほかにも、「ステラナビゲーター(アストロアーツ社)」、「Cartes du Ciel(有名なフリーウエア)」でのリンクも確認済み。また、ジェミニレベル4は、ASCOMドライバセットに対応しています。




■ ジェミニの電源について
 ジェミニは直流12〜18ボルトの電圧と、最大電流1500mA+を消費します。交流100Vが用意できる環境ではAC-DC電源(ACアダプター)を、屋外の環境ではカーバッテリーや鉛シールドバッテリー、または大容量のディープサイクルバッテリー(おすすめ!)など充電式電池を使うことができます。

 供給電圧が18VでジェミニのDCモーターは最大のトルクを発生することができますが、18V電源は一般的ではないため、ほとんどの場合12V電源から選ぶことになります。AC-DC電源では電流供給能力が最低3A以上あり、安定化回路が内蔵されていることが条件です。また、小型のスイッチング電源でも作動可能です。

 充電式電池は、最低10Ah(アンペアアワー)以上の容量を持ち、出力リレーがないヒューズ式での電池をご使用ください。ジェミニを快適に使うには、余裕のある容量を持った電源装置を選ぶことが重要です。



■ 自動導入ジェミニレベル4とフリーストップ操作
 「ジェミニレベル4は高速自動導入システムだから常にクラッチは締め込んで固定しなければならない。これでは、操作性抜群のフリーストップが使えないではないか!」と、お考えの方がほとんどだと思います。しかし、そんなことはありません。ジェミニレベル4作動中でもクラッチをゆるめてフリーストップでどんどん望遠鏡を振り回してください。そして、自動導入が必要になった時は、簡単な作業で自動導入操作に復帰することができます。

操作の概要は次のとおり:

1. フリーストップ操作を行う前に:
→ ジェミニのアライメントが完了していて「ポインティングモデル」がすでに構築されていることが前提です。モデルが構築されていれば、対象は高精度に自動導入できます。

2.  フリーストップ操作を行うとき:
→ 両軸のクラッチをすこし緩めるだけで、望遠鏡をフリーストップで動かせます。コントローラの方向キーも自由に使え、極軸が合っていれば正確な追尾も行われます。

3.  再び自動導入を利用するとき:
→ ジェミニの天体データベースから任意の対象を選び、「RA+」キーを押して確定します。
→ フリーストップや(望遠鏡制御モードで)方向キーを使って、その対象を視野の中心に導きます。
→ アラインモメニューから、「Synchronize(シンクロナイズ)」を選び、「RA+」キーを一回押せば導入した対象名が表示されるので、(相違なければ)もういちど「RA+」キー押して「シンクロナイズ」を実行します。

これで、すでに構築されている「ポインティングモデル」にジェミニが復帰し、高精度な自動導入を行うことができます。

注) [3]で選んだ対象の導入操作で「GoTo(自動導入)」機能を利用することも可能です。ただし、フリーストップ操作の間に鏡筒の方向が変化しているので、鏡筒がマウントに当たるなどのトラブルが発生することがあります。この機能を利用するときは、必ず両軸のクラッチをゆるめ、モーターの高速駆動が終わるまで鏡筒の動きを監視しつつ、必要があれば鏡筒の方向をフリーストップで修正します。その後は、1星目の基準星導入と同じ作業を行うだけです。

■ 仕 様

Gemini Level4

製品内容

メインコントローラ、赤経・赤緯モーター(接続ケーブル付き)、ハンドコントローラ、電源ケーブル(シガーライターソケット仕様)、

内蔵データベース

41,000天体:Messier=110個、NGC=7840個、IC=5386個、Sh2=313個、Bright Stars=167個、SAO=17635個

導入精度

全天で3分未満、領域限定で1分以内

追尾速度

恒星時、平均太陽時、平均月時、大気差補正恒星時

駆動速度

ガイド修正速、センタリング速、高速駆動速、自動導入速の4速:それぞれユーザー設定可能

最高速度

毎秒10度(GM8)、毎秒6度(G11、HGM-TITAN)

表示パネル

輝度調整機構付き16桁LED表示

パラメーター設定

観測地の緯度経度(GPSデータ取り込み可能)、世界標準時、ワームスタートでパラメーター保持

基準星

半球256天体(北天、南天両用)

外部ポート

RS232シリアルポート、オートガイダポート

制御ソフトウエア

The Sky(LX-200互換プロトコル)ほか

アップグレード

EPROM交換で可能

電源・消費電流

12または18V直流入力 1500+mA

■価 格

ジェミニ・レベル4

241,500円

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