[Из песочницы] Строительство обсерватории с удаленным управлением

28.06.2016

Увлечение любительским астрофото связано с использованием одного очень ограниченного ресурса – времени. Для получения качественного изображения требуется получить снимки с суммарной экспозицией от нескольких часов до нескольких суток. Кроме того, должно совпасть несколько факторов: пару днейночей свободного времени, хорошая погода, луна в нужной фазе. Зимой, когда за одну ночь можно получить до 10 часов, есть ненулевая вероятность превратиться в сосульку. А летом – стать кормом для комаров и мух, да и небо дают на всего пару часов. Добавьте к этому необходимость уехать подальше от города и засветки, вес и габариты оборудования, дизельный генератор, умножьте на шанс того, что погода внезапно испортится – и всё – данное мероприятие превращается в Mission Impossible, а два три снимка за год – в предел мечтаний.

Но нельзя просто так взять и построить обсерваторию.

Строительство обсерватории нужно начинать с участка земли. Требования к нему – хороший обзор, стабильный и быстрый интернет, наличие рядом надёжного человека, потому как, во-первых, стоимость оборудования, а во-вторых, случиться может всякое и ехать за 100км для передергивания зависшего девайса не всегда удобно.

Так получилось, что прошлым летом я познакомился с товарищем по ~~несчастью~~ увлечению, у которого был подходящий участок, где жил его отец. Когда ближе к осени появилась возможность подключить по оптике быстрый интернет, а товарищ согласился на новую работу в другом конце страны, мы поняли – нужно строить.

В Google SketchUp был нарисован и просчитан проект астробудки на два посадочных места.

[Из песочницы] Строительство обсерватории с удаленным управлением

Привычная для обсерваторий купольная крыша сама по себе сложна в изготовлении, более того — не подходит, если инструментов больше одного. Поэтому мы решили просто сдвигать её в сторону. В основе — две колоны на песчаной подушке, глубиной/высотой до 1,5 метров, с забетонированной трубой. На этих колонах и будут находиться инструменты, а массивная монолитная конструкция должна гасить все возможные вибрации. Поднять строение над землей пришлось из-за находящего рядом здания. Сама конструкция стальная.

Раскрой посчитан, смета составлена (по итогу получилось, как обычно, x3), стройка началась.

Заливка колон

Каркас для колоны:

Подготовка места:

Установка и заливка:

Установка колоны:

Через неделю, когда всё схватилось — повторили еще раз:

Ну и небольшой таймлапс процесса:

Опоры для строения и пол

Сборка каркаса

Обшивка конструкции

Сборка и установка крыши

Колёса для крыши

Из того, что было доступно в продаже — не подошло ничего. Пришлось вытачивать на заказ.

Рельсы, крыша и первое движение

Поскольку, сделать идеально ровно крышу у нас не вышло, пришлось сделать «рули» для регулирования поперечного смещения:

Первая примерка

Колоны засыпаны изнутри песком, на шпильки установлены планшайбы:

Примеряемся по высоте:

Помню в тот конкретный момент, казалось что вот еще буквально 2 недели, максимум 3 — и мы начнём снимать. Как же я был не прав…

К этому моменту, само строение было практически завершено, дождавшись хорошей погоды взяв ширик и ФФ, я поехал поснимать просто так.

Привод для крыши, котики

Для приведения крыши в движения мы решили использовать:

Зубчатую рейку:

Редуктор:

И шаговый двигатель. Шаговый был выбран по причине удобного управления, достаточно просто считать шаги — и ты всегда знаешь где находится крыша. На всякий случай у нас установлен хардварный энкодер и концевики.

Да, да, вы не ошиблись, управляет всем этим ардуинка. Точнее, простенькая прога, написанная на коленке, через ардуинку. В последствии мы перешли на Arduino Due из-за большого кол-ва портов и возможности использовать прерывания на любой цифровой ноге.

Первый пуск крыши (осторожнее со звуком в конце, кажется, что-то пошло не так):

Обшивка, теплоизоляция

Коммуникации и электропитание

Тут всё просто. В жилом доме стоит ИБП (чтобы не убивались на морозе аккумуляторы), ИБП подключен через вводной автомат и УЗО. В будку идут 2 кабеля питания: один из ИБП, второй просто 220 на случай, если нужно включить нагрузку, которая не рассчитана на бесперебойник, а также для мониторинга городской сети, чтобы отслеживать пропадание электричества. Параллельно кабелям питания проложены две витые пары.

Коммуникации идут под землёй, для чего была вырыта траншея от жилого дома до мастерской:

И заведены в будку:

Заземление на текущий момент у нас получилось в виде приятного бонуса. То есть специально мы его не делали, но из-за особенностей конструкции (12 металлических опор, закопанных глубоко в землю по периметру всего строения) получили сопротивление менее 3Ω.

Внутри самой будки, все коммуникации проложены в полу:

Управление будкой, низкоточка

Поскольку импульсные БП очень чувствительны к работе на жаре, а еще больше — на морозе, то приняли решение за основу взять простейший БП — трансформатор + мост + конденсаторы.

Концепция много раз менялась, по факту получилось вот так:

Последние штрихи

Установка оборудования

Ровно через 9 месяцев проект был ~~завершён~~ запущен.

Полная версия видео

Описание оборудования:

Сетап №1

Монтировка: SkyWatcher NEQ6
Главный телескоп: Рефрактор SkyWatcher ED80
Гидирующий телескоп: искатель SkyWatcher 9×50
Основная камера: самодельная CCD камера Cam8
Гидирующая камера: самодельная CMOS камера Cam10
Самодельный контроллер фокусера по схеме Вани Ионова

Сетап №2

Монтировка: SkyWatcher AZ-EQ6
Главный телескоп: Переделанный Newton 8'' F/4 GSO
Гидирующий телескоп: Orion short tube f 400mm, F/5
Основная камера: QHY8Pro
Гидирующая камера: Lumenera 070m
Самодельный контроллер фокусера по моей схеме

4-го Апреля 2016 года будка увидела первый свет в удаленном режиме.

В течение месяца мой коллега Сергей из накопленного материала получил первый результат:

Галактики NGC4631 (Кит) и NGC4656 (Клюшка), а также галактика NGC4627 — спутник Кита и NGC4657 — часть галактики Клюшка, которая числится в NGC каталоге под отдельным номером. Все эти галактики входят в группу галактик NGC4631, отдаленную от нас на 25 миллионов световых лет.

Что интересно — у NGC4656 на фото видно некий выброс с северо-восточной стороны. Это приливная галактика-карлик NGC4656UV (tidal dwarf galaxy), которая ярко светится в ультрафиолетовом излучении. Хорошо заметно по снимкам (стр. 5-6) по ссылке: wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/gas2011/talks/Thilker.pdf

104 кадра по 900с, суммарная экспозиция 26 часов. Сьемка-калибровка MaxImDL, выравнивание DSS, сложение FITStacker, Pixinsight.

При внимательном изучении снимка, на северо-западе от NGC5631 на расстоянии порядка 20′, обнаружил некое мутное пятнышко на уровне глюка, сначала списал на артефакт обработки. Но, поковырявшись в Aladin’е, обнаружил, что это карликовая галактика N4631dw1 с очень низкой поверхностной яркостью и обнаружена она была всего 3 года назад (!!!). Где я был 3 года назад со своим снимком?