Активная оптика SXV-AO-LF 'Adaptive Optics' мой обзор.

[StarDiver]

Почти месяц как закончился ремонт в моей балконной астробудке и месяц как я активно использую одно интересное устройство под названием SXV-AO-LF 'Adaptive Optics'.
К слову об адаптивности, адаптивность там только в названии устройства и то у производителя видимо шла нелегкая борьба между маркетологами и инженерами, так как в одном месте на сайте устройство именуется как адаптивная оптика, а в основном меню уже более правильное "активная оптика".
На рынке для массового потребителя представлено не так уж много моделей данного типа, пара моделей у SBIG и одно у Starlight Xpress (точнее парочка, отличаются только интерфейсным разъемом у более новой USB, у старенькой и той, что у меня COM порт) и насколько мне известно устройства SBIG работают только через подключение к своим же камерам SBIG, SXV-AO-LF более универсален и работает в связке с камерами других производителей, но при использовании в MaximDL - гидрирующая камера должна была быть от Starlight Xpress например Loadstar, такова была особенность работы драйвера Starlight Xpress в MaximDL. Но и это ограничение с недавних пор легко обходится использованием альтернативного программного обеспечения - PHD версии 2.0 и выше. В этой версии команда разработчиков внесла возможность работы с активной оптикой без привязки к родным драйверам, в общем счастье лично для меня наступило именно с появлением поддержки в PHD.
Что же такое Активная оптика - это класс устройств для внеосевого гидирования с целью минимизации участия в процессе гидирования тяжелой и инертной монтировки. На фотографии ниже, на моем примере представлено как выглядит все в сборе. Перед внеосевым гидом устанавливается комплект активной оптики (круглая штука похожая на колесо фильтров, только поменьше), принцип его работы заключается в следующем, внутри устройства находиться плоская стеклянная пластина закрепленная на четырех концах к шаговым двигателям, когда внеосевой гид фиксирует отклонение гидирующей звезды, АО посылает короткий импульс на один или пару шаговиков, которые путем наклона пластины корректируют оптическую ось преломляя ее в точку гидирования. Теоретически скорость таких манипуляций - гидирования способна достигать 1 шага в 5 милисекунд или 0.005 секунд. Но для обеспечения столь высокой скорости гидирования необходима очень высокочувствительная камера, темное небо и подходящая яркая звезда. К слову в своих экспериментах максимальная скорость гидирования на моем городском и засвеченном небе при использовании камеры Loadstar X2 с QE под 80% упиралась в отметку 0.05 секунды, но и при такой скорости у меня уже складывалось ощущение, что PHD2 просто не успевает обработать поступающий поток кадров.
Как я писал выше - цель устройства это гидирование без участия монтировки, по каждой из осей гидирования есть ограниченное количество шагов в обоих направлениях, если ошибка гида выходит за рамки максимального количества шагов, программа дает указание монтировке произвести толчок в сторону коррекции и дальше опять в ступает в роль работа АО, что это дает в итоге?
Теоретически это помогает снять максимальное количество высокочастотных ошибок монтировки при работе, дрожание шестеренок, шаговиков, ремней и прочего, а также использовать имеющуюся монтировку с загрузкой чуть выше ее допустимого предела, ведь ее основной работой остается только банальное часовое ведение, так как время угасания корректирующего импульса при использовании АО в отличии от тяжелой и инертной монтировки стремиться к 0.
На своем опыте при загрузке монтировки AZ-EQ6 GT на 20 кг (вес необходимых противовесов на стандартном рычаге, чтобы компенсировать вес оборудования) и использовании длиннофокусного - 2м. ШК в брак по вине гида у меня уходит практически нулевое количество кадров.
Для небольшого примера приведу два снимка первый выполненный с гидированием через АО, второй с классическим гидированием через монтировку. Время экспозиции 1200 секунд, фокусное 2 метра, F:7.0 Скорость гидирования на АО - 0.2 секунды (погодные условия-дымка не позволили использовать меньшее время), скорость гидирования монтировкой 1 сек.
Результат, кадр полученный через АО - пригоден для использования, кадр сделанный на монтировке - условно пригоден, в какой-то момент монтировка не справилась с погодными условиями, ошибками привода или чего-то еще и за 20 минут экспозиции все же проскочил небольшой смаз по кадру.
Использование АО на средних и малых до пары - тройки минут и скорости гидирования меньше 0.1 секунды - позволяло поджать звезды на величину примерно в 0.3 FWHM, на длинных выдержках атмосфера все же забирает причитаемое ей. Кроме того использование АО в попытках погони за атмосферой, может привести к абсолютно противоположенному результату, например на том же кадре ниже, видно, что звезды с АО чуть-чуть пухлее, чем с монтировки, увеличение скорости гидирование АО до значений меньше 0.1 секунды возможно и дало бы желаемый результат, но выбор предельной скорости в 0.2 секунды - дало в результате небольшой размытие, увеличение гидирования до 0.5-1 секунды конкретно в этой ситуации дало бы больше пользы чем уменьшение, график на монтировке при 1 секунде был значительно более ровным, выдержка размывала атмосферные флуктуации, в то время как АО гонялся за ними не в силах догнать при таком времени гидирования. Тем не менее, набольшие порывы ветра он гасил быстро и надежно.   
О минусах, первое - это его габариты, не каждая птица долетит до середины Днепра, не в каждый сетап он влезет по рабочему отрезку. Хотя я видел в сети пару раз интересную концепцию его крепления, АО крепится сразу на выходе объектива, затем редуктор или полеспрямитель, затем внеосевик и камера.
Второе - лишняя стекляшка, хоть производитель и декларирует потери около 2%, но все же потери и пыль которая на него теоретически может попасть, не доставляет радости.
1. Пример сборки сетапа.
2. Серп, слева АО, справа монтировка.
3. Увеличенный масштаб снимка.

[StarDiver]

Внешний вид и внутреннее устройство, во время препарации для очистки от пыли. 

[olchan]

что то подобное было в фотиках от пентакс  серии К ...если я правильно понял работу девайса у тебя
http://www.camfinity.ru/news/astrotracer-pentax-k-70/

[StarDiver]

Звезды на левом снимке кажутся более пухлыми, но при этом стоит обратить внимание, на то, что снимок в целом более контрастен, причина этому в том, что часть сигнала которая ушла в выброс при гидировании с монтировкой, при использовании АО полезный сигнал остался на месте.
1. Замер SNR снимков.
2. В разрезе...

[StarDiver]

что то подобное было в фотиках от пентакс  серии К ...если я правильно понял работу девайса у тебя
http://www.camfinity.ru/news/astrotracer-pentax-k-70/

Вероятно да, так как чип двигать не будешь, наверняка там установлена такая же стекляшка, только вместо активного гидирования, математика на данных GPS.

[GraY25]

Я придумал более дешёвый вариант дивайса который будет делать почти то же самое.
В тракте поставить мгновенно-затемняющуюся электричеством пластину типа как в современной маске сварщика.
Если гид видит что пошёл выброс он включает затемнение на доли секунды, этого достаточно чтобы фильтровать брак.

[Дмитрий Маколкин]

Будет очень интересно посмотреть статистику FWHM с включенной и выключенной АО.
Чтобы отделить изменение сиинга можно по-очереди делать кадры с и без АО. Тогда будет совсем наглядно.

[StarDiver]

Будет очень интересно посмотреть статистику FWHM с включенной и выключенной АО.
Чтобы отделить изменение сиинга можно по-очереди делать кадры с и без АО. Тогда будет совсем наглядно.

Да, это будет более показательно, в целом девайс вполне рабочий, как позволит погода еще хочу поиграться с настройками гидирования и различными алгоритмами работы в PHD, думаю результаты будут интересными.

[GraY25]

Я бы пока что отнёсся бы к сабжу как к средству улучшения сиинга с некоторой долей скептицизма.

Вспоминаю съёмки Луны.
В хороший планетный сиинг, микроколебаний почти нет, но почти всегда есть очень крупные "волны".
Прям видно как она проходит по всему кадру. Как их компенсировать, если воздействие очень локально по площади?
И это не на самой большой матрице. Особо никак.
В стрёмный планетный сиинг, очень высокочастотные случайные колебания, их не компенсировать и подавно.

Конечно, он будет работать как средство улучшения гидирования, исправления ошибок ведения итд, но с сиингом всё сложней..

[Алексей Юдин]

Я придумал более дешёвый вариант дивайса который будет делать почти то же самое.
В тракте поставить мгновенно-затемняющуюся электричеством пластину типа как в современной маске сварщика.
Если гид видит что пошёл выброс он включает затемнение на доли секунды, этого достаточно чтобы фильтровать брак.

К сожалению, это светопотери 50+%. А механическим затвором так пользовались в начале 20 века ещё, когда М31 разваливали.

[Pilgrim]

К слову об адаптивности, адаптивность там только в названии устройства и то у производителя видимо шла нелегкая борьба между маркетологами и инженерами, так как в одном месте на сайте устройство именуется как адаптивная оптика, а в основном меню уже более правильное "активная оптика".

Если "вырезать" из оптического тракта профессионального телескопа с АО кусок апертуры "любительских размеров" (менее полуметра) то на эту площадь прийдется один или пара актюаторов и мы получим как раз высокочастотное гидирование с управлением лишь наклонами зеркала. Характерный размер волн турбулентности статистически больше характерного размера любительских апертур, поэтому гнуть мелкую оптику в десятках точек нет необходимости.
Так что здесь термин Адаптивная Оптика правомерен, на радость маркетологам, конечно. Другое дело что говорить о "0.005 секунд" не приходится, учитывая задержки на передачу картинки и команд, порядка десятков миллисекунд. "Может-то она может, да ктож ей даст"(С).

Активная оптика это совсем из другой оперы. Это компенсация деформации оптики и механики после наведения на объект при хлипкой трубе и тонких оптических элементах. Делается один раз после наведения на объект и изредка (по необходимости) по мере слежения за объектом. Это та "серебряная пуля", которая позволила делать большие телескопы с тонкими зеркалами вместо таких монстров как наш БТА. Если опять "вырезать" оптический тракт "любительского" калибра то Активная Оптика представится системой автоматической юстировки телескопа после каждого наведения на объект.

[leviathan]

Не будет ли теряться смысл адаптивки на современных чувствительных быстрых КМОП-ах ? Там выдержки 1200с не особо то и нужны.

[Олег Чекалин]

Не будет ли теряться смысл адаптивки на современных чувствительных быстрых КМОП-ах ? Там выдержки 1200с не особо то и нужны.

Современные аматерские модели с пластинкой безусловно неинтересны. А вот АО-7, которую производил СБИГ, это вещь толковая. Но, непонятно где фотоны брать для трясучки в сорок герц.

[Pilgrim]

Я придумал более дешёвый вариант дивайса который будет делать почти то же самое.
В тракте поставить мгновенно-затемняющуюся электричеством пластину типа как в современной маске сварщика.
Если гид видит что пошёл выброс он включает затемнение на доли секунды, этого достаточно чтобы фильтровать брак.

К сожалению, это светопотери 50+%. А механическим затвором так пользовались в начале 20 века ещё, когда М31 разваливали.

Именно. Причем у доступных моделей "а-ля сварочная маска" около 5 миллисекунд задержка закрытия, до 30 открытия "затвора", и нормально работает только в параллельном пучке (перпендикулярном пластинке). Начинает резко травить свет при малейшем наклоне.

Но так ли много 50%? Апертура 350mm будет работать как 250. Мало, но для планетарок терпимо. По-моему вполне достойно экспериментов. Этакий lucky imaging без сгребания шумов считывания на каждой субэкспозиции.
Проблема только найти звезду для быстрого реагирования на коротких экспозициях.

[StarDiver]

Я бы пока что отнёсся бы к сабжу как к средству улучшения сиинга с некоторой долей скептицизма.

Вот если интересно, что пиешь о своих продуктах SBIG:
http://diffractionlimited.com/product/ao-x/

Лично на своих экспериментах, да при коротких до трех минут выдержках улучшение FWHM  есть у меня в среднем он был где-то около 0.3, в принципе в сети находил обзор одного обладателя этого же девайса, его выводы говорят о том же, при больших выдержках - как и писал, атмосфера свое все же заберет, но ошибок самого гидирования от монтировки и внешних факторов, вибрации - будет меньше.

http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_COMP.HTM
http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_COMP_2.HTM
http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_MOVIES.HTM

Активная оптика это совсем из другой оперы.

Возможно - не буду спорить, в сети их называют и так и так....

[Олег Чекалин]

http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_COMP.HTM
http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_COMP_2.HTM
http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_MOVIES.HTM

Это ссылки на работу той системы, которую Шиллингс сделал, АО-7
И дело не только в частоте гидирования, но больше даже в скорости реакции той системы. Пластинка на шаговиках может работать заметно по-другому ( имеется в виду работа на 1-10герцах).
Оптика конечно активная. Трясется, значит активная. 

[Олег Чекалин]

Внешний вид и внутреннее устройство, во время препарации для очистки от пыли. 

Сергей, расскажи, как подвес реализован?
На втором фото эти белые пластинки, это тарельчатые пластиковые пружины что-ли?

[StarDiver]

http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_COMP.HTM
http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_COMP_2.HTM
http://www.frazmtn.com/~bwallis/AO_MOVIES.HTM

Это ссылки на работу той системы, которую Шиллингс сделал, АО-7
И дело не только в частоте гидирования, но больше даже в скорости реакции той системы. Пластинка на шаговиках может работать заметно по-другому ( имеется в виду работа на 1-10герцах).
Оптика конечно активная. Трясется, значит активная. 

Да это про AO-7, я уже в кучу докинул, чтобы было.

[StarDiver]

Сергей, расскажи, как подвес реализован?
На втором фото эти белые пластинки, это тарельчатые пластиковые пружины что-ли?

Это гибкие пластиковые мембранки, с ними иногда и бывает засада, когда уходят в крайние положения, вся система может словить клин и начинает жужжать Поэтому перед каждым использованием, нужно сбросить каждую ось в значение по умолчанию, под каждой пластинкой установлена кнопка (переключатель) как только пластина доезжает до крайнего положения, происходит отжим и шаговик толкает пластину на N шагов в положение по умолчанию, делается через ютилитку идущую с девайсом.

[Олег Чекалин]

Вот, я так и знал, что там внутри как всегда. 
Когда делал механику для самопальной АО, я поставил такие пластиковые вкладыши, только толще и нарезал прямо в них резьбы, для испытаний вполне хватило бы. А пацаны мне долго объясняли, что я лох и нельзя так упрощать.