2020年5月1日 星期五

郊山便攜觀星器材選擇與預算評估 (equipments portable by a scooter)

(2023/11 updated)

*以下的建議以鞍部的暗空/光害環境, 即 Bortle scale 5 的郊山為考量基準。






前言
個人使用的器材如前面照片所示從左至右分別是10x56雙筒、兩支3"折射式、 4"折射式、6"牛頓反射式、8.3" DK反射式。 各器材的實際使用情形請參考本部落格標籤頁的設備 equipments 和素描 sketches。
要特別說明,上面照片中的望遠鏡鏡身長度都在75cm以內,長度 80cm內是個人定義的輕便的一個上限值,摩托車可載,攜行袋的規格也比較容易找,與腳架包一起橫放在踏板不至於太寬

這裡的便攜的定義為以一台125速可達摩托車可攜帶的,一般有加後行李/置物箱(44*36*29cm以上空間為佳)且前腳踏空間大(有35cm以上縱寬)的摩托車機型,可載一套承重八公斤的赤道儀以及上方照片中任一隻鏡筒(設定鏡筒重量在八公斤以下,口徑在8"以內,鏡筒長在八十公分以內)與目鏡或攝影配件。  
*智慧型天文望遠鏡(全自動攝星鏡、傻瓜天文望遠鏡)將留在最後說明。


沒有器材也沒關係

眼睛就是很好的親近星空的工具。此外,好用的星圖(請參考這篇)(在手機、平板上安裝可自動對應指向顯示星空的電子星圖,對於辨識星座非常方便)是除眼睛以外應該先具備的工具。有了實用的電子星圖輔助,初學者也能一邊在尋星的過程中一邊認識星空,並不需刻意先認識、辨識所有星座。

注意!買任何器材前請先做功課。學習基本知識可以減少因為任性而錯買/使用不合適的器材。除了鏡筒與赤道儀等架台外,不要低估將來添購配件的費用。此外,對於初學者而言,請認真考慮售後服務的問題。

觀測星雲星系建議使用 6"~8"較足夠,6” F5牛頓反射鏡(F5主要考慮到鏡身長度與搭配目鏡可達的最大視野)是個人建議在價格與口徑、輕便考量下作為深空觀測使用可購買的第一支望遠鏡(一萬台幣左右即有不錯的品質),但必須學會自行校正光軸(若攜帶外出,每次觀測前到現場都需校正-->到現場再用雷射光軸校正器並不難)。



如果目標是觀賞星雲星系,建議選擇口徑6"~8"。

勿想僅用一種設備去適用於所有天體與觀測環境,但如果您的預算僅足夠購買一種設備,或是想購置自己的第一支望遠鏡、第一台設備的朋友,請務必先充分了解各設備適合的範圍,各有其方便與不便,請配合自己的主要興趣而在之中做取捨。並且以自己能夠持久舒適的觀賞或繪圖/攝影紀錄的方式設置。


口徑決定了集光力與分解能,在觀測或拍攝暗天體時佔決定性的因素。
次鏡遮蔽率:注意反射或折反射鏡因為中央次鏡遮蔽以及鏡面反射率的影響,集光力會略遜於同口徑的折射鏡。譬如次鏡(直徑)遮蔽率為0.32的牛頓反射鏡其總面積遮蔽約為10%,而若每面反射鏡的反射率為一般的0.88則兩面鏡面的反射率為0.77,總集光力則約為同口徑折射鏡的0.9x0.77=0.7,150的牛頓鏡的集光力約相當於口徑125mm (√(150^2*0.7))的APO折射鏡,而若反射率為進階的0.95,則相當於139mm (√(150^2*0.9*0.95))口徑的折射鏡,以上僅是粗略的估計。



以下介紹幾種個人認為可考慮的便攜望遠鏡

  • A. 口徑 4~6公分,倍率約 7 至 10 ,重量適合自己手持的小雙筒。
視野通常介於5度至7度間,主要的優勢是輕便與大視野,適合手持觀賞廣視野的星空(體驗宇宙空間的臨場感),銀河、比較亮的彗星,大型疏散星團。雖然可上腳架觀測,但小雙筒選購時仍以可手持使用的重量為原則,也就是方便想看哪裡隨手就可拿起來看,除觀賞彗星以外,小雙筒主要是在裸眼欣賞星空時的輔助,也就是對感興趣的區域稍微仔細凝望,除了大型明亮目標,在郊山的環境下適合小雙筒觀看的深空天體非常有限。(*有一種特殊用途的僅2倍左右可達二十幾度實視野的適合看星座用的雙筒鏡。)

  • B. 口徑 3" 至 4"(7~10 公分) ,倍率約15 至 25倍(或可更換目鏡)的雙筒鏡。
視野通常可到3度以上。(搭配穩固的腳架雲台或經緯儀使用很輕便。若加上內紅點之類的輔助尋星器會更方便),3" 適合在郊山觀賞明亮彗星、大的疏散星團,以及極少數的大型星雲星系與球狀星團。

 

注意使用雙筒時會遇到的限制:當1.雙筒架在赤道儀上追蹤時較不容易觀看,除非架台有改造,若要方便追蹤觀測請使用有恆星時的電動經緯儀。此外, 2.安裝使用濾鏡會遇到困難(OIII+Hb 濾鏡是在郊山觀測發射星雲必備),除非是使用標準的天文目鏡。3.大部份的深空天體適合或需要比25x更高的倍率來觀賞。4.除非自組雙筒,否則購買固定倍率式雙筒便是在出瞳徑與倍率間取捨出一固定值,無法完全發揮該口徑的效能(無法做到極限最高倍率或者極限最大出曈徑,譬如20x80的雙筒,出瞳徑只有4mm一固定值,同時它也沒機會發揮該口徑至少可至140至160x的適極限倍率)。也因此,選擇雙筒時請考量自己側重的是出瞳徑或者倍率來選擇規格,選擇可變倍率雙筒時建議最低倍率需能做到出曈徑7mm。
  • C. 口徑 3" 至 4" ,焦距約500 至 800mm 的折射式望遠鏡。
搭配 3 至 5公分的尋星鏡或 Rigel Quick finder。目鏡選擇請參考 陽明山深空天體眼視素描。 
4" 是個人建議在郊山眼視深空天體的最低口徑需求,除了適合疏散星團,與少數較大且亮的星雲、星系與球狀星團,也可以高倍觀賞日、月、行星,如果也要攝影,那麼會比雙筒方便。

但是如果您一年僅會上山兩三次,那麼3"在郊山能夠觀賞的深空應該已足以讓入門者探索3~5年。


目的是攝影,那麼8公分(3")小折射鏡已可作深空、日、月、行星在內的許多攝影請參考Pentax 75SDHF 小折射鏡活用指南。 



發射星雲、超新星殘骸、疏散星團視面積較大些,適合200~500mm焦距的相機鏡頭或折射鏡,甚至如果僅是想拍網路常見的約二、三十個較大的星雲及仙女座星系,那麼僅需一隻等效全幅300mm焦距的相機鏡頭即可(這時 Pentax ASTROTRACER 無須赤道儀的CMOS追蹤系統是可以考慮的設備,尤其若您的觀測地需要徒步或爬步道到達,可以控制你的追蹤攝影等負重裝備在10公斤以內)

而星系、球狀星團、行星狀星雲絕大多數視大小都僅在40ˊ以下,比較適合1000以上焦距,但如果考量攜帶輕便與導星追蹤便利,10公分(4")口徑,700~800焦距的折射鏡是不錯的選擇。參考高橋EM-2z載Pentax 105SDHF 自動導星攝影

  • D. 6" ~ 8"口徑,焦距800mm以下的牛頓反射鏡。鑑於前面提及的次鏡遮蔽率對集光力的影響,為有效率的觀測深空天體(口徑、價格等綜合考量),有次鏡形式的望遠鏡個人皆建議使用6"(含)以上的口徑。在像大屯山鞍部這樣的 Bortle scale 5 的郊區,同時考慮到輕便與經濟性,個人認為 6" 牛頓鏡是最基本的星雲星系觀測設備,月亮、行星與星團也適合,如果您鏡筒預算只有一萬左右,那麼這是觀看深空的首選。當然如果體力與交通工具許可,8"口徑、800mm短焦的牛頓鏡可看到更多的暗天體。 

  • E. 6"口徑,焦距2000mm以內的各式蓋賽格林(Cassegrain)反射鏡或斯密特蓋賽格林、馬克斯托夫蓋賽格林等折反鏡(Catadioptric Cassegrains)。
一台摩托車可以載的設備。

長寬高為28*37*27 的機車小型後置物箱可收納小攝星儀或赤道儀本體
(44*36*29) EM-2s改雙軸的赤道儀本體則需中大型置物箱。此箱與前者外觀上大小差異並不大。


前踏板可疊放赤道儀的腳架與約35*80cm面寬的鏡筒攜行箱,照片為FOR 65 攜行箱 76*35*35cm。(配重與行動電源、目鏡等配件則放在座椅下置物箱)
越大的鏡筒/鏡片需要等待筒內與外界空氣的溫度平衡/熱對流擾動平息的時間越久,視溫差通常需要一至二小時。上山請考慮比攜帶前面的小設備至少提早一個小時,組裝設備的過程差不多剛好也熱平衡了。

*鏡筒的攜帶選擇保護性高的攜行包/箱。


這是個人三種設備在適當的出瞳徑的最低倍率下能得到的視野大小,4"折射約可達到4度(出瞳徑6mm),6"牛頓約2.8度(出瞳徑6mm。但有時為了看較大的疏散星團會刻意使用過剩的出瞳徑即搭配XW40約8mm來得到3.7度視野),8.3"DK反射約僅有1度左右(出瞳徑約4.8mm)。

大口徑長焦短鏡身的選擇(各種蓋賽格林式)



圖左上為達爾-奇克漢式反射鏡,為蓋(卡)賽格林反射鏡的一種。圖右上為斯密特・蓋賽格林式折反鏡,它跟前者最明顯的區別在於它鏡筒前方有一片斯密特修正板,使用馬克斯托夫發明的修正板型式的叫做馬克斯托夫・蓋賽格林式,主要差異是馬鏡修正板為彎月形如左下圖,直接在修正板的內面中央鍍上反射面(spot)作為次鏡,優點是沒有次鏡支架,缺點是修正板較斯密特修正板厚重許多,一般較常見是6"以下。後兩者我們俗稱為折反射式,因為多了一片透鏡折射。詳細的光學系統差異以及其他的蓋賽格林家族,請參考閱讀筆記心得 “Telescope Optics” 。因為它們的光學設計方式,使得它們的焦距長度可做到差不多相同鏡筒長度的折射鏡或牛頓式反射鏡的三倍左右。


開車族的另類輕便目視設備選擇:

8" 杜布生望遠鏡 (俗稱dob),是將牛頓式反射望遠鏡架在經緯儀式的托座上的型式,適合做大口徑中、低倍率的選擇之一。
由於8" 杜布生的焦距、鏡筒通常都會長於一米,因此不便用機車載運,但非常適合作為汽車族的選擇之一。基本簡便的形式沒有追蹤機構,也沒有機械式赤道儀或經緯儀會有的手動微調裝置,所以在高倍觀測下需要時常手動調整將天體保持在視野中,是稍微麻煩一點的地方需要較細膩操作,但機構組件單純、架設拆裝相當容易。



口徑與倍率差異

非常亮的天體譬如M31,M42,M45等這類不論,以在鞍部可以很輕易地使用8.5(倍)x42(口徑)的雙筒觀賞到的天體之中的M6 butterfly 蝴蝶星團, M7 Ptolemy 托勒密星團為例,雖然兩者皆是疏散星團,但使用小雙筒你僅能大約看出M6的蝴蝶的輪廓,主要亮星擠在一個視大小約25'的範圍並不容易分辨,相較之下M7稍微疏鬆,視大小約80',集中的區域約40~50',手持之下你可較輕鬆地看出十多顆這個疏散星團的主要亮星成員們分散在這個範圍。
 
薄雲裡的 M6 Butterfly Cluster 蝴蝶星團 ,Pentax k5+ DA*200, O-GPS1 20sec (鞍部)。蝴蝶星團非常亮,即使在薄雲中、透明度不佳的情況下(SQ約18出頭)仍能用小雙筒看到。(請參考薄紗中的夏夜星團) 
若使用3"口徑小望遠鏡或雙筒,並使用較高的20以上的倍率觀賞,在正常的天候狀況(SQ19以上)則兩個星團皆可以分辨出約80顆左右在+11等以內的成員星們
 3"小鏡在鞍部可得的極限星等約 +11等(SQ19, 25x) 至 +12.5等(SQ20, 60x) 間,M81星系(視星等+6.94, 視大小26.9'x14.1')與M82星系(視星等+8.4, 視大小 11.2'x4.3')皆輕易可見(後者在使用五公分小雙筒時必須上腳架且在充分適黑下藉averted vision方式輔助才容易看見)。有面積的天體 Extended Objects 的視星等是指整個面積的總亮度,因此眼睛觀看這類天體尤其星系、星雲的感覺會比同樣這個星等的星星暗許多。辨識門檻的估算於稍後會提到。

大部分的星系、星雲的視面積都不大(視大小40'以下),在這些小深空天體之中除了部分相對較大且亮的天體(如提到過的M81,M82或M57環狀星雲等)在郊山亦可用八公分小望遠鏡觀察之外,尤其是任一徑小於10' 的天體,以8"大口徑與高倍率(60倍~100倍,以及100倍以上)來觀察是比較適合的(即使觀察前述小望遠鏡能看到的天體使用大口徑高倍也能得到更多細節)。8" 蓋賽格林設置也適合用在行星觀察、拍攝。

目鏡

如果您的望遠鏡會用來做眼視觀測,那麼在購買望遠鏡前也要一併考慮目鏡的使用。現在業餘望遠鏡使用的目鏡有2" 與 1.25"兩種規格。1.25" 目鏡最長的焦距一般僅做到 40mm,2" 目鏡最常焦距普遍做到55 或56mm。換言之,如果您的望遠鏡無法使用2" 目鏡,那麼必須注意目鏡焦距的搭配最長只能使用到40mm,那麼望遠鏡的焦距如果太長,便可能搭配不出適合夜間人眼瞳孔的極限值約6~7mm(視年齡不同)的出瞳徑,譬如如果一隻10公分口徑焦長700mm如果無法使用兩吋的目鏡,那麼最低能使用的倍率為 望遠鏡焦長700/目鏡焦長40mm=17.5,最大出瞳徑為100/17.5=5.7mm),如果能使用2"目鏡,則搭配50mm可做到7.14mm出瞳徑。
如果是使用80口徑 焦長900mm的望遠鏡則出瞳徑最大僅能做到約3.6mm(搭1.25" 40mm目鏡)~4.88mm(搭2" 55目鏡)。
出瞳徑會影響的是眼視深空天體,出瞳徑越大則天體於目鏡視野裡的表面亮度越亮,最亮是當出瞳徑達到7mm時。觀賞極暗的天體需要較大的出瞳徑,不過3.5以內的出瞳徑在郊山已經能觀看許多深空天體(同樣的出瞳徑越大視野中的天空表面亮度也會越亮,所以對比並不會改變,因此觀測有面積天體譬如星系星雲時,並不是越低倍越好,能看見與否除了天體的表面亮度,還涉及天空的表面亮度,以及天體的面積大小等,使用濾鏡也會影響,詳細請參考大屯鞍部 300 個深空天體眼視素描)。
另一方面,較長的焦距意味著越容易搭配短焦目鏡達到較高的倍率,目鏡一般最常見的最短焦距是3mm,再小也有,但眼視
譬如900mm的焦長搭配5mm的目鏡即可達到140倍,但500mm焦長需要搭配3.5mm的目鏡才能達到140倍。900mm搭配3.5mm的目鏡可達257倍,500mm的望遠鏡要使用超過200倍需搭配2.5mm的目鏡,而2.5mm也是一般市面能找到的最短焦長的目鏡了,需要高倍率觀賞的是行星的觀賞(以及一些非常小的深空天體),譬如土星的卡西尼縫、土星的氣流環等,建議使用至少200倍以上的倍率才容易觀賞。
所以在購買望遠鏡時要先確定自己使用的目的,以及思考要如何搭配目鏡,然後再做選擇。

目前個人搭配Tak. M-210觀看深空天體時的目鏡焦距組合一般為40(56), 30, 20, 10, 3-6mm 5顆,搭配Pentax 105SDHF與Skywatcher 150觀看深空天體的目鏡焦距組合則一般使用 40, 20, 10, 5, 3-6mm 這5顆。請參考 陽明山深空天體眼視素描,裡面有目鏡視野搭配介紹以及觀看各天體時的倍率、濾鏡使用參考。目鏡的品質非常重要,如果您的望遠鏡光學品質非常優異,也必須要搭配好的目鏡才能發揮。



架台



赤道儀或手動經緯儀:


日本中古市場經常有經典的舊款日系赤道儀,結構、組裝精度、極望精度都屬上乘,其中沒有goto(自動移動到目標)功能的價格相當低廉,若又僅是單軸馬達例如個人目前使用的Pentax MS-3 與 Takahashi EM-2之類,含腳架整組中古價格更只在兩、三萬台幣(2019),對不需要雙軸馬達、以眼視觀測為主要目的且可手動或喜愛手動尋星的同好是相當不錯的選擇,偶爾需要攝影時小型赤道儀用來當做攝星儀也相當穩固,此外台灣已有專業廠商可以幫這些老赤道儀加裝赤經軸導星訊號接口。或日本雅拍也有專門支援赤道儀導星化或導入無線化或修理改造的賣家

但單軸導星通常需要配合赤緯漂移法先精校極軸,比較麻煩些,如果是以300mm以上的天文攝影為主要目的且經常需用到導星,則具雙軸馬達的赤道儀要方便許多。






又如果需要Goto(自動尋星)功能,視品牌、品質價格範圍相當大,比較好的小型Goto赤道儀譬如高橋或Vixen新品價格動輒近十萬,但也有經濟的平價品可選擇,譬如艾頓的iEO30載重可達十三公斤,而赤道儀本體僅約七公斤(與高橋EM-2, EM-11差不多),新品大約五萬左右; 新出的GEM28更輕便,有電子極望與光學極望兩種版本,CEM26也有光學極軸鏡版本,後兩者赤道儀本體都不到5Kg,GEM28新品不用四萬;或Skywatcher 入門款的Goto赤道儀新品三萬左右可購得。



天文大紅 (Kenko Sky Explorer SE-150L 馬卡鏡)+iOptron GEM28 goto赤道儀(照片授權:鴻宇光學)



當然,如果您經濟許可,您可考慮帶有絕對編碼器版本(俗稱EC版本),一般費用都要比用相對編碼器、旋轉變壓器版本再多上一兩萬甚至更多(視機型)。EC版本除了有goto定位採絕對座標方式,電源切掉再開或鬆開離合器手動快轉再鎖上離合器等情況座標位置都不會跑掉的優點,另外就是恆星時自由追蹤時可以由EC校正來保持追蹤恆速(EC RA guiding )以消除游隙、周期誤差。
另外,也可以考慮使用諧波齒輪的赤道儀,它的特點是出力相當大,在不使用配重下,小型諧波赤道儀可承載8”折反射鏡沒問題,對大口徑眼視來說是非常有利的工具(腳架要穩固)。但需注意目前諧波赤道儀週期誤差偏大,若要長焦攝影則需搭配導星。唯獨一台小型諧波式赤道儀訂價在十數萬台幣(2020),相當高貴。

架台穩定性很重要,赤道儀與輕量型攝星儀在承載望遠鏡時的穩定性與操作性差異非常明顯。

如果只是要用相機鏡頭或短焦望遠鏡做攝星,另有些負載比赤道儀稍小的單軸攝星儀(結構也會稍微單薄些)譬如Kenko Sky memo S之類可以做選擇,新品價格在兩萬之下。優點是輕便,適合300mm以下短焦,但若要能細緻的微調瞄準則需要加購赤緯套件,但要購買此類配件前應慎重考慮,若要如此疊層架屋個人覺得並不會比小型赤道儀經濟實用。


Kenko Skymemo S 攝星儀—— Star Adventurer星野赤道儀





以下的決策圖在至少有機車為交通工具為前提最適(未包含智慧型望遠鏡)。

我需要怎樣的架台?





通常來說,如果會要進行素描的,使用有恆星時追蹤的赤道儀等架台會方便許多,才不用要一直用手來微調追蹤,能空下雙手來好好繪圖,也能專注長時凝視不動的視野,即使在高倍觀測下也能離開望遠鏡休息,不疾不徐喝杯茶吃個點心回來目標依舊在視野內。

然一些特殊的狀況,譬如為了單獨一個人方便手提乘坐大眾運輸工具攜帶去Outreach並且只做目視觀測,或是要兼能在特殊場合使用譬如賞鳥使用,或預算因素尚無法購買電動赤道儀,便建議至少要有台手動經緯儀例如Vixen Porta II 這類側懸式經緯儀,極限約可載到6”折反鏡(或總重6kg左右),PORTA 做工比非日系的類似商品好很多。承載比較輕設備的也可以考慮使用相機雲台,但要注意機構設置必須要容易尋星與微調瞄準。如果單純只是Pentax Astrotracer使用者便不需要赤道儀,請參考此篇 How To :設置一個(不需赤道儀的)輕便攝星組合

 Vixen PORTA Ⅱ經緯儀




選用無 goto(自動導入天體) 功能的輕便攝星裝置時,如果有預計要使用較長焦距的鏡頭,在購買設置此類裝備時請一定要考慮到手動微調方位與瞄準目標的實用性,如果手動操作性差,不容易用來目視搜尋目標,無法找/找到目標的話,即使追蹤精度很準也是難以使用。





goto(自動尋星)搭配無需電腦的自動導星模組

如果您打算使用goto赤道儀,建議可以考慮建立手機即可無線控制的電子輔助觀測系統的設置。譬如,以wifi導星控制盒搭配goto赤道儀與天文相機,無需使用電腦,而僅需以手機搖控即可進行深空攝影與EAA(電子輔助觀測)。整組預算依配件選擇可抓在十萬至十五萬間。




 

goto赤道儀搭配ASIAIR Pro 導星盒,專用行動裝置軟體,ZWO天文相機,可無需電腦而僅以手機透過wifi操控,便能進行一般或併像元拍攝、debayer、解星(plate solving),修正赤道儀指向、即時疊圖顯示與簡易影像曲線調整等即時攝影與後製,輕鬆進行自動化的天文攝影/輔助觀測。(赤道儀為艾頓Gem28 光學極望版本,望遠鏡使用景德光學GT81)


 

智慧天文望遠鏡(全自動攝星鏡)

可以把它視為一台類似傻瓜相機的傻瓜天文望遠鏡。對缺乏尋星或攝影、影像處理經驗的初學者而宜,它是可以輕鬆上手,做EAA、散步式的全天巡星攝影的工具(因為所有的程序包括自動瞄準目標、曝光、對齊疊圖、簡易影像處理都在望遠鏡中內建處理了)。適合入門者認識星空、團聚娛樂賞星,或作為教學用或有赤道儀者的第二機。


Seestar

初步觀察下來,Seestar S50很適合天文攝影入門者,它不需要做組裝、校正,採GPS全自動goto目標並自動對焦、曝光,做解星(plate solve) 修正瞄準,還有,它很輕,本體才2.5kg,售價也很佛心,2023年它的售價才台幣一萬五。

它曝光類似lucky imaging ,單張短曝數秒然後不斷曝光並即時於機身內自動疊合累積曝光時間。另外,它已內建雙峰窄頻濾鏡可切換,同時內建加熱除霧裝置相當方便。Seestar的app 操作介面有星圖可查訊,所以初學者可以藉此了解夜空中有哪些深空天體。

Seestar口徑5公分,焦距250mm折射鏡,使用1/2.8 "感光元件(約全幅的1/6),因此等效焦距1500mm。


eVscope 2

eVsocpe 2 是反射式,口徑 114mm約是1/1.8 "感光元件,主鏡焦距450mm,所以等效焦距約為1688mm,
數位放大最高可再乘以8,勉強可拍行星,但不要太期待數位放大的效果。

它的特色是內建Nikon 電子目鏡,所以也可以直接從電子目鏡觀看曝光中的影像,透過電子目鏡看,有類似以燈箱看幻燈片的感覺。 eVsopve內建的電池續航力較佳,大約是Seestar(6小時)的1.5倍。

eVscope 2023年台灣售價約為台幣15萬(Seestar的十倍),是價格不菲的攝星裝置,購買前應多審慎評估,若以此預算已經可以自己組一套品質相當不錯的全自動設備,譬如以goto赤道儀搭配ASIAIR PRO wifi導星模組即可無需電腦而以手機或平板遙控自動尋星與拍攝並即時疊圖顯示,功能與設置搭配、變化上會更有彈性,而整體組起來的價格也與eVscope相差不遠。

焦距1500mm左右很適合拍攝日、月面以及星系。(但我猜若想以此拍攝日全食時的日冕可能會爆框)

智慧型望遠鏡的限制:
1.無法真正以裸眼直接觀看天體(天體光子直接進入瞳孔而非經過CMOS光電效應轉換)。
2.此外,它是專為深空攝影入門設計,它的焦距是固定的,等效焦距在1500mm左右,拍攝日月這焦距很適合(拍攝太陽需用專用濾鏡),拍星系也很吃香,而拍攝幾個比較大的星雲時會爆框。
3.這個焦距並不適合拍攝行星,拍攝行星建議系統的等效焦長(不含數位放大)至少要做到一萬以上。
4.同時因為感光元件較小,又單張曝光時間極短,所以要達到良好的訊噪比需要更長的總曝光時間(以同時期的大片幅的深空攝影用的天文相機來比較),但內建的疊圖功能似乎無法叫正經緯儀的像旋,所以疊太長的時間影像周圍星象會有繞同心圓的脫線。
5.在疊圖方面它們只能進行基本的對齊恆星的疊圖,似乎無法設定對齊彗星疊圖。
6.基本上它的主要限制就是整個系統都是固定的,除了內建配件以外,無法自行更換及搭配配件去適應不同目的的拍攝或觀測(入門者若想學習、練習相關望遠鏡觀測基礎還是需要透過進一步傳統天文望遠鏡與赤道儀設置)。





預算

購買器材最忌失心瘋,建議從使用自己手邊現有的器材開始,或者先向朋友借用器材,實際在星空下使用一陣子比較容易真正瞭解自己的興趣與需求,因為每個人進行觀星的環境與條件不盡相同,別人用起來很順手的設備用在自己身上不一定就適合。此外,規劃預算與購買器材請以組合出完整一套(可以在一兩個月內就能到星空下使用)為原則,切忌先買了鏡筒部分然後才思考剩下的部分(譬如買了鏡筒以後才來想目鏡、筒箍、鳩尾板、經緯儀腳架或赤道儀等等還有什麼配件需要買),這樣很容易缺東缺西延宕數月(甚至數年)無法開始使用甚至預算失控沒有辦法完成整個設置(不要低估配件,隨便一個配件,一片濾鏡或一顆目鏡都要數千,上萬亦是常有) ,如果您僅是抱著嘗試的心態先買低價品質較差的設備但預期將來會升級中高品質設備時,那麼請不要耗費過多資源在僅能使用在入門設備的配件上

如果你想盡可能的體驗各種天文觀測攝影方式,在資源有限的情況下,預算一定會出現互相排擠的現象,一定要好好考慮做取捨。計畫購買望遠鏡時,需有心理準備,要整套裝備設置好到可順手使用,預算可能需要準備到單單購買鏡筒的費用的3倍以上 )。器材的等級價格差異是天差地別,沒有最貴只有更貴,口徑沒有最大只有更大,最難的部分是捨務必依自己的觀測環境以及興趣領域、體力與經濟能力、交通設備等設定自己游刃有餘的範圍


架台的費用前面已經提過,以下說明鏡筒的預算。

從8公分到8吋(20公分) —— 一般我們定義的小型望遠鏡,視型式、口徑與廠牌品質等,中等到上等間的新品鏡筒(只有鏡筒不含其他配件時我們俗稱OTA)價格範圍約在台幣一萬出頭到十萬之譜(當然也有超過的)。
中等品質的Vixen 一般普通消色差8公分折射鏡鏡筒新品約僅一萬元台幣(含PORTA Ⅱ 簡易式經緯儀則約一萬五),而以差不多的價格去購買牛頓反射式時可以買到6"(15公分) SkyWatcher 或 GSO 的OTA 。因為製作上的難易度不同,若單以口徑來看,同樣價格牛頓鏡可以買到比折射鏡還要大口徑的鏡筒,而這也是牛頓反射鏡的優勢所在,所以個人認為若要使用牛頓鏡,則6"(含)以上才比較符合效益,因為消色差的折射鏡影像品質要銳利許多,且若要用來攝影上也比牛頓鏡方便,十公分口徑以內的中等品質消色差折射鏡價格也不至於高不可攀,譬如Vixen 10公分的普通消色差折射鏡約在台幣三萬元(Vixen的10公分複消色差即APO約在六到十萬不等,跟高橋復刻的經典FC100系列差不多一樣高貴。若退一步選擇品牌較不響亮的 Explore Scientific 的APO 譬如ED102,則新品訂價約在台幣三萬五至四萬(要節省預算可以考慮各種二手),ED102 也有其他兩萬左右的品牌,譬如 SVBONY 及ASTRO-TECH等。不過若預算有三、四萬元就有更多的選擇,譬如購買8" 的牛頓反射式或者折反射式,Celestron C8-A 8"折反式鏡筒新品約台幣三萬。
別忘了如果要進行不需電腦的導星攝影,那麼至少還要預留三萬左右的導星組預算。智慧型天文望遠鏡則已是整套的費用。






二手市場

二手市場常有品項不錯的中古品(俗稱美品),價格經常可降到新品的2/3甚至一半。例如頂級高橋Mewlon 210反射式二手價約在5萬左右(新品定價則將近九萬)。Pentax 75SDHF(已停產)中古良品約在兩萬至三萬間(新品約四萬左右),眼視銘鏡105SDHF二手約五萬至六萬間。前面提到的SkyWatcher 6"牛頓二手價則不用一萬元,Vixen的入門級的八公分折射鏡二手價也是不用一萬元,C8則二萬元有找。日本雅虎拍賣是一個很大的二手望遠鏡交易市場,台灣有多家專業的日美代購企業,可以考慮透過代購從海外買回。惟須注意二手品應首先選擇評價高或者熟悉的賣家,此外,若是一二十年以上的老鏡筒,須注意鏡片鍍膜是否有劣化的現象(譬如初期高橋的FC螢石鏡鍍膜有比較嚴重的劣化問題)。

買二手望遠鏡還有一點要注意光軸是否準確,就這方面來說這方面資訊是比較缺乏的,有些運氣的成分,光軸其對觀測與攝影品質有決定性影響,有些望遠鏡結構有光軸調整螺絲,有些品牌折射鏡則沒有/不需要(產品完成時已校準好並由結構完全固定),買二手品需考慮到萬一光軸不準確時自己是否有能力自行校正光軸,牛頓式與折反射式都有光軸調整機構可以讓使用者自行調整。折射鏡大多數光軸是出廠前即已調好固定死的(高橋的折射鏡則有光軸調整機構,較易受交通震動影響),不過通常台灣都找得到廠商提供付費校正光軸的服務。


筒箍、尋星鏡、接環系統

若中古望遠鏡沒有含筒箍並不必擔心,筒箍並不需要使用原廠的,市面上有各種口徑的代用品,只要知道您的望遠鏡使用的筒箍尺寸(鏡身的直徑)即可。若沒有原廠尋星鏡,只要將您的望遠鏡的尋星鏡座加上一個轉接座即可使用市面上Vixen規格的尋星鏡,譬如市面已經有專門將舊高橋的FC系列望遠鏡的尋星鏡座轉換成Vixen規格的轉接座,若是它廠,也可請專業望遠鏡商或代工廠製作。至於鏡筒對焦座後方的轉接環,也可以找到專業廠商代工,絕對沒有問題,而一些舊的目鏡座使用24.5mm目鏡的,通常都有M36.4牙可利用M36.4轉31.7mm規格的目鏡座,Vixen 、高橋、Kenko的望遠鏡系統仍有使用M36.4牙轉接規格。


中古赤道儀

有一些舊款已停產的日系小型單軸馬達赤道儀(例如筆者使用的pentax ms-3, Takahashi EM-2s),做工都很不錯,目前(2019)市場的二手價都在二萬出頭而已,除了適合手動尋星的目視愛好者用來載望遠鏡(通常可以承載 6"~8"的望遠鏡的眼視系統),也可以給專業工作室改裝加赤經單軸導星端子,是既經濟穩定度也高的眼視/攝星選擇。
有些早期日系赤道儀使用的DC插頭的極性中央為負極,與今日相反。插電前務必確認以免燒壞零件。

對需要雙軸goto的朋友而言,日系小型赤道儀也有不錯的中古品,譬如Vixen SXP 與 高橋EM11 Temma2 都差不多在台幣七萬左右(2019),其中個人覺得Vixen 使用的BookTen控制器比較便利。如果不需goto的日系雙軸馬達赤道儀,中古市場約3至4萬左右。但體積大上許多,有些已不輕便(要看你的後掛的置物箱夠不夠大了,幸好便宜的機車置物箱一個一千多元即可買到)。

另外,如果不介意使用痕跡的話目鏡使用中古品也是一種經濟的做法,除了前面提到的日雅拍,日本這家中古專賣店 CAT 有不少包括目鏡在內的二手中古配件(譬如舊款的Vixen LV,NLV等等目鏡就是頗受歡迎的品質中等的平價目鏡,而比較高價的目鏡譬如Pentax,其舊款的XL目鏡則是XW以外的較平價選擇)。

有許多朋友會擔心從國外購買望遠鏡是否關稅會高得嚇人,根據筆者多年使用美日代購商的服務的經驗,這點完全不必擔心,就大的代購商來說,通常關稅都已經內含在運費之中了,除非特殊情況需要另外繳費則代購商會另行通知(但個人尚未遇過)。但若是自行進口報關或透過譬如掏寶等購物網站購買商品,則在超過個人進口免税2000元或半年超過免稅次數六次以上都須自行負擔關稅。簡言之,透過代購商可以省下不少關稅(不同代購商也許有差異,請自行詳讀代購商的服務說明)。


美日代購的關稅通常已內含於運費之中




輕便目視與輕便星野攝影的需求差異

個人覺得以下這個例子可以大致說明攝影與目視的差異,照片是在鞍部以(個人認為算是輕便的天文攝影設置) Pentax 75SDHF(75mm 口徑,500mm 焦距) 搭配 K5(APSC片幅) 數位單眼,以MS-3赤道儀作自由追蹤,曝光三分鐘所得的影像。


照片裡的天體分別是M108漩渦星系(視大小 8.7’x2.2’,視星等 +10.7)以及M97貓頭鷹行星狀星雲(視大小 3.4’x3.3’。視星等 +9.9)兩個梅西爾天體,拍攝當晚的夜空狀況很不錯(請參考我與七姊妹),以當時SQ值換算以P75使用25倍率(P75搭配20mm焦距目鏡)目視時的極限星等可達 +11.2,不過當時以目視尚很難辨識出它們,因前面提到過,有面積的天體的視星等是一個總和後的星等,可以試想讓一顆+9.9等星星失焦擴大成約3.3’直徑的視大小,那樣就會差不多是貓頭鷹星雲呈現的亮度感覺(實際上星雲的表面經常是亮度不均勻的情況)。
當這兩個天體改以Mewlon 210(210mm口徑,2415mm焦距)在約80倍的條件下觀察則是大又亮相當明顯(以此設備、觀測條件與當時的SQM紀錄換算當時極限星等約是 +14),素描如下(請參考聖誕節前的觀星素描)。



可見,即使只有7.5 公分口徑,全片幅換算750mm 焦距的情況下,只要累積夠長的曝光時間,3.3’ 大小的天體也能夠「看得出來」,雖然以750mm拍出來的大小很迷你。但是目視的情況並不同,眼睛沒有辦法如相機可以長時曝光也不能像我們可以使用疊圖的方式來累積曝光時間(至少目前是),所以在前述的觀測條件下,我們需要更大的口徑與適當的倍率來達到目視的需求 。(然而輕便目視要做到高倍率並不困難,反而對野外攝影來說焦距要達到近高倍目視的視野時赤道儀承重與追蹤精度要求會很高,可能一點也不輕便。)

若把全幅等效750mm的視野與目鏡視野比較,相當於20~25倍左右的視野大小(以一般60~70度目鏡來說)。

就陽明山(鞍部)而言,8”鏡已經可以看到相當相當多的天體,個人覺得8”鏡是進行郊山目視觀星時,同時能兼顧輕便機動與集光力的一個平衡點(若以攝影為目的的話考慮到赤道儀承載與追蹤性能,要使用8”鏡長焦拍攝需要更重的赤道儀也需要自動導星設備,會變得相當不輕便。以攝影為考量時,十公分以內、700mm以下的鏡頭或望遠鏡已能「拍出」非常多天體)。



其他一些提醒



*不用急著非要馬上能拍出什麼驚人照片,感光元件與電子輔助天體攝影功能以及影像處理軟件的發展一日千里(從底片進入數位相機時代是其中一例),個人相信將來進行天體攝影與影像處理將會越來越容易與自動化,任何時候開始都不遲。亦可隨時利用自動化遠端天文台的時段租借服務進行全自動拍攝與calibration,請參考ITelescope 遠端天文台),因衝動而想買東西時請先暫時離開誘惑譬如購物網站甚至離開網路,讓自己冷靜幾天再想想是否真的有需要,不盲從而以自己最舒適的方式、步調與能輕鬆駕馭的設置從事這個興趣才能長久。be yourself, don't be a copycat!




(2023/11 updated)


*早期Vixen 與少數某些日系赤道儀的控制器使用的電源極性是與一般我們正常使用的規格不同的,它們的DC 接頭中央是負極、旁邊才是是正極,購買中古老赤道儀時應注意該赤道儀使用電源極性是否需轉換(可自製轉換線)。

*從底片到數位時代的鏡筒消色差能力/頻寬範圍要求更高,譬如Pentax 105SDHF 與後繼的 105SDP(專為攝影設計)便正好反應了這樣的差異,105SDHF近紅外600~900nm間的色差修正遠不如105SDP(當然價格也差很多,2019年後者的中古品價格近台幣十萬),雖然對眼視來說並沒有影響,但如果要將Pentax 105SDHF使用在數位相機的攝影上,則建議將Ha(656.5nm) 以上的近紅外波長都濾除(譬如使用685nm 的IR cut)以減少近紅外色散的影響。


*星圖對目視尋星來說非常重要,建議使用8"鏡時盡可能搭配14等的電子星圖,如果星圖可設定、顯示不同設備搭配下的視野大小並且有flip視野功能會更方便。(請參考星圖原理與使用

有flip功能的手機星圖可以事半功倍。使用時應視不同的望遠鏡與配件搭配的目鏡視野內的星空方向來flip星圖,讓你星圖模擬的星空方向與你從目鏡裡看到的星空一樣,這樣操作架台時便能很直覺不會迷失方向。譬如一般尋星鏡與望遠鏡直接目鏡的視野都是顛倒像,必須選擇對雙軸都flip (即是選“Both”,如此刻星圖畫面,即是顛倒像), 當Mewlon-210或P105折射鏡裝上Diagonal天頂鏡時目鏡裡的視野是水平“Horz”flip(左右相反),裸眼看時就切回“none”,如此隨著實際視野切換時flip跟著變換非常方便(skysafari pro/plus 點星圖右上角可叫出flip設定視窗)。














*除霧線
自帶溫差控制器的除霧線(左上)是近幾年才流行起來的東西,搭配行動電源使用非常方便,也是除了DIY以外目前個人使用的除霧方式。右上則是除霧加熱控器主機加RCA接頭的除霧線(另有除霧遮光罩),是在自帶調溫器的除霧帶出現之前天文望遠鏡主要的除霧設備(至今仍是天文觀測攝影集中控制除霧線的主要方式)。左下是以加熱帶自行DIY加上PWM控制器,個人用在折射鏡的遮光罩內部以及牛頓次鏡架。

也有市售與遮光罩與除霧線整合在一起的產品

*15公分以內口徑、75公分以內長度的鏡筒的攜行




*
上:FOR 65 戰備攜行箱 76*35*35cm。
下:Vixen 賣的給20cm徑的攜行袋,規格77x24x40cm,建議收納鏡筒外徑23.2cm×長70cm 的望遠鏡,筒箍未計,但可一併收納。Mewlon 210外徑長24.4cm仍可裝下。







補充:關於相機,目前個人上山拍攝以不使用筆電為輕便原則相機中有兩台是日常就在使用的相機,其中一台隨身數位DC(星景、記錄、準直法攝影 ),一台Pentax K3II單眼(深空天體、日月行星,流星與彗星等星景),另有一台Pentax K5 全光譜改機 單眼(除拍攝深空天體外亦用來拍光譜Solar Ha 太陽色球與日珥彩色紅外線攝影),兩台單眼都有ASTROTRACER/O-GPS1 CMOS自走追蹤攝影 功能, 另有改一台Panasonic action cam(行星、校光軸等) 。


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