Adquisición con MaximDL

Esta serie de artículos son básicamente mi experiencia con el uso del MaximDL, y no una guía de uso del producto..   solo contar mi experiencia y como pude resolver varios temas inherentes a la adquisición en un solo paquete de software. Al comienzo de mi incursión en la astrofotografía, camino que sigo haciendo a un paso más que tranquilo, tenía claro que papel jugaba cada una de las partes, y en cada caso había una combinación de hardware y software que me resolvían todo el paquete. Estas partes eran; Control de la montura Control de la cámara Guiado de la montura Nebulosity para adquisición PHD Guiding para el guiado EQMOD para controlar la montura Stellarium para elegir el objeto a apuntar EQAlign para poner en estación la montura   Comencé a hacer fotos, o algo parecido, con una montura Orion SkyView Pro Goto (homologa a una EQ5) y una Canon 10D. Para el control de la montura, al comienzo no usaba nada, solo estar a merced del error periódico y hacer tomas cortas de objetos brillantes, es una buena forma de empezar con la fotografía manteniendo los costos lo más bajo posible. Claro que con el tiempo uno empieza a querer hacer fotos de objetos menos brillantes, más exigentes y por lo tanto más tiempo de exposición. Para el control de la cámara, ni más ni menos que un disparador remoto y un cronómetro. Con eso logre algunos resultados respetables, léase la Nebulosa Carina, Trífida, Laguna y Orión, objetos muy generosos. Con el tiempo, y a medida que apuntaba a objetos más exigentes, tuve la necesidad de usar el famoso guiado. Entendemos por guiado al uso de un tubo y cámara adicional, que en vez de hacer la foto se encarga de seguir a una estrella, y enviarle correcciones a la montura para que no se desmadre. Siempre que hablamos de astrofotografía debemos tener en cuenta que es VITAL una excelente puesta en estación,  ya que no invertir tiempo en esto nos garantiza un resultado entre mediocre y realmente malo. A medida que avanzaba en el tema, fui cambiando de equipo hasta el setup que tengo hoy, una montura EQ6 Pro Goto, varios tubos ópticos (Mak 127, Apo de 80 mm y un SW 250 f4), y tubos guía, un ShortTube 80 mm y recientemente un buscador  de 50 mm con encastre de 1.25 para usar cámaras de guiado.  Por el lado de la cámara, salte de una Canon 10D a una CCD Monocromo QHY9 y rueda de filtros, con filtros rojo, verde, azul, H-Alfa, Oxigeno III,  H-Beta y luminancia, y como cámara guía una Orion StarShoot Autoguider y una QHY5 color. Para controlar semejante maraña de cables y hardware utilizaba varios programas, si bien todo este arsenal de software cumplía su cometido, resulta difícil cuando uno de los programas se rehúsa a colaborar, o peor aún determinar si el Stellarium no apunta bien al objeto que adquiero con el Nebulosity porque el PHDGuiding está guiando mal…. Ya… En ese tiempo me puse a leer sobre algo llamado “plate solving”. Plate solving es comparar la imagen obtenida contra una base de datos de estrellas, y así poder determinar de manera precisa que zona del cielo estamos fotografiando.  Con plate solving se pueden hacer un montón de cosas interesantes, como apuntar la montura EXACTAMENTE al mismo lugar que una foto de referencia (útil para realizar tomas de un mismo objeto durante varias noches), centrar el objeto en la imagen, y también sincronizar la montura. Algunos conceptos los vamos a ver más adelante. Un software que hace plate solving es el Elbrus, pero la verdad es que jamás lo pude hacer funcionar. Investigando un poco averiguo que el MaximDL hace plate solving, además de resolverme todos los aspectos de la adquisición en un solo paquete. Después de mucho meditar, cerré los ojos y termine comprando la versión Pro del MaximDL (600 dólares). Soy de la idea que no tiene sentido tener un equipo de varios miles de dólares y no hacer una inversión en el software, hoy es una de los pilares de la astrofotografía. Acá empieza la historia...   Como manejar el hardware desde MaximDL Como dije anteriormente, este es mi setup y el software asociado para controlar cada ítem HARDWARE EQ6 Pro Goto QHY9 Monocromo + Rueda QHY5/Orion SSAG EQMOD (Driver ASCOM) Driver ASCOM QHY9 Driver ASCOM QHY5 ASCOM Platform 6.0 MaximDL SOFTWARE   Como verán juega un papel importante una pieza de software que se llama ASCOM Platform.  ASCOM es una arquitectura que permite a los fabricantes de software y hardware desarrollar un único driver y asegurarse que va a poder interactuar con el resto. Podemos verlo como un protocolo de comunicación entre las partes. En la gráfica anterior podemos ver de arriba hacia abajo varias partes, el hardware, los drivers, la plataforma, y por último el software. Como el MaximDL es ASCOM Compatible, entonces tenemos la certeza que desde el programa vamos a poder controlar TODO el hardware. Acá empezamos a justificar la inversión en el software.   Software necesario Aquí van los enlaces para descargar la plataforma ASCOM y los drivers necesarios; ASCOM Platformhttp://download.ascom-standards.org/ASCOMPlatform6SP1.exe EQMOD (para controlar monturas Sky-Watcher)http://sourceforge.net/projects/eq-mod/files/EQASCOM/ Drivers para cámaras (cada fabricante provee además los suyos)http://ascom-standards.org/Downloads/CameraDrivers.htm Otros telescopios y monturashttp://ascom-standards.org/Downloads/ScopeDrivers.htm Enfocadores electrónicoshttp://ascom-standards.org/Downloads/FocuserDrivers.htm Domos y techos de observatorioshttp://ascom-standards.org/Downloads/DomeDrivers.htm Como verán, hay un montón de drivers ASCOM para controlar la mayoría de los hardwares conocidos. Uno  debe asegurarse de tener instalados los drivers ASCOM correspondientes. El ASCOM Platform en si no es un ejecutable, es un software que opera como un traductor y es invocado cuando utilizamos un hardware ASCOM con su driver. A no desesperar.   Orquestando todo con el Maxim DL Conectando las cámaras Hay un punto que pasamos de largo, y corresponde a la puesta en estación. Originalmente utilizaba el software EQAlign (que también es ASCOM compatible) pero la última versión del firmware de las monturas Sky-Watcher (v3.35) trae una nueva función llamada Polar Alignment, que me permite poner en estación la montura PARA FOTOGRAFIA en menos de 3 minutos. Cuando arrancamos el MaximDL, no nos da ni una pista de cómo controlar el hardware, como vemos en la pantalla a continuación;     Hay dos iconos que nos permiten empezar a trabajar con el hardware. Seleccionamos Toggle Camera Control, representado por el ícono de una CCD.    Seleccionando el icono de Camera control (a la izquierda del icono del domo) accedemos al menú de cámaras.   En este menú tenemos hasta dos cámaras para configurar, Camera 1 (que será la cámara fotográfica) y Camera 2 (que sera la cámara guía), en mi caso ambas cámaras indican ASCOM. Si selecciono “Setup Camera” en Camera 1 me aparece la siguiente ventana.     Este menú es para elegir que cámara ASCOM (de las que tengo driver instalado) voy a utilizar. Si no tengo instalado el driver, no va a aparecer. Selecciono la opción Advanced y me aparece esta pantalla;    Esta pantalla del ASCOM Platform elegimos la cámara que vamos a usar como Cámara 1, en este caso la QHY9 CCD Camera.  Al pinchar la opción de Properties nos aparece una ventana con los parámetros del driver ASCOM específico de la QHY9. En este caso puedo elegir parámetros como Ganancia, Offset, Pedestal, que son propios de este driver de cámara.     Estos mismos pasos son válidos para CUALQUIER cámara que querramos usar y que tengamos el driver ASCOM instalado. Para la cámara guía hacemos lo mismo, pero seleccionando la “Camera 2” e indicando cual de la lista es la que vamos a usar. En mi caso uso una Orion StarShoot Autoguider o ASCOM. Una vez que elegimos la/las cámaras que vamos a usar sólo tenemos que pinchar la opción Connect.  En este punto tenemos las cámaras listas para operar.       Setup de la cámara En el caso de usar una CCD, tenemos dos opciones más, que son Cooler, Setup Filter y en la sección Coolers la opción de encender, apagar o calentar lentamente el sensor (Warm Up).     La opción cooler nos permite ajustar la temperatura a la que vamos a trabajar con la CCD. La mayoría de las veces lo configuro a 20 grados bajo cero y lo enciendo con el botón de On.  Como mi cámara es monocromática, tengo la opción de seleccionar la rueda de filtros también, la cual controlo por ASCOM.   En este punto ya tenemos las cámaras conectadas y listas para empezar a adquirir. En la siguiente parte del artículo veremos como controlar la montura desde ASCOM.    

Segunda parte de MaximDL como plataforma de adquisición, como conectar la montura y controlarla.     Conectando la Montura Como dije al comienzo, esta es mi experiencia con el software y mi hardware, pero que aplica a todos los setups. Antes de  conectar la montura hago los siguientes pasos con el mando del Synscan (handpad); Alineado con 3 estrellas Puesta en Estación (con el polar-realignment) Conecto el cable serie en el comando del goto y lo conecto a la PC mediante un adaptador USB-Serie “Parkeo” la montura (posición inicial) y sin apagarla voy al modo “PC Direct” que abre el puerto de conexión entre el comando Synscan y la PC. Recién ahí tengo una buena puesta en estación y la montura lista para recibir comandos del MaximDL. Es importante, o al menos para mi, arrancar con el control de la montura en posición inicial (aparcada). El proceso para conectar la montura al MaximDL y controlarla es similar al de las cámaras, en este caso vamos a usar el icono del domo;     Nos aparecerá una pantalla para controlar una serie de accesorios, incluyendo la montura NEQ6 Pro como se ve en la imagen a continuación;     Al pinchar en el botón Connect se conecta a la montura y nos aparece la pantalla de EQMOD     Cuando llegamos a este punto, tenemos todo conectado, cámara fotográfica, cámara guía y montura, todo listo para empezar a hacer fotos. Control de la montura ¿Que podemos hacer con la montura desde el MaximDL? Muchas cosas, a ser; Seleccionar un objeto y apuntar el telescopio Resolver platos para centrado de objetos Resincronizarla (sync) Etc…. Todo esto lo podemos hacer desde el menú “Observatory” tal como hicimos antes para conectar la montura. Vamos a ver en detalle cada una de las opciones. Seleccionar un objeto y apuntar con el telescopio Si bien el EQMOD cuenta con un programa llamado EQTour que sirve para elegir un objeto y apuntarle, a veces esta opción si la montura no esta bien puesta en estación o no esta bien sincronizada podemos jugar a las escondidas con los objetos. El la opción “Observatory” vamos a encontrar una pestaña que se llama “Catalog”.     Esta pestaña cuenta con varios catálogos totalizando unos 15.000 objetos para seleccionar. Créanme que 15 mil objetos son muchos más de lo que pensamos. Desde esta pestaña podemos buscar por ID el objeto (Search ID) o buscar objetos en la región donde está apuntando el telescopio. Con solo seleccionar la categoría (Stars, Solar System o Deep Space)  e indicando el nombre del objeto (Object ID) nos mostrara las opciones. Por ejemplo, si busco M8, me va a traer todas las entradas que sean “M8” o similares.     Si quiero apuntar a M8, lo selecciono de la lista, y pincho el botón “Go To”. Al instante la montura empieza a moverse y al cabo de un rato la montura queda apuntando al objeto. Yo tengo configurado al MaximDL para que cada vez que termina de hacer un “goto” tome una foto. Esto se configura en la pestaña “Telescope” como vemos a continuación.     Si activamos Expose After Slew en la sección Auto Exposure cada vez que termina de hacer un goto realizara una toma con la Camara 1. Podemos parametrizarlo con Setup Auto Exposure, con varias opciones como Delay y Exposure Time. Sugiero al menos 10 segundos para poder hacer plate solving posteriormente con la imagen.   ¿Fácil no? Si, pero…  ¿qué pasa si la foto que me trae la cámara tiene al objeto descentrado o en el caso de nebulosas tenues no tengo idea si está en el campo de la cámara?   En la tercera y última parte del articulo veremos como hacer Plate Solving...  

Tercera parte de MaximDL como plataforma de adquisición. Plate Solving.     Resolver platos (plate solving) para el centrado de objetos Acá es donde empieza la magia Siguiendo el ejemplo anterior, para corroborar si M8 está centrado en la imagen, hago una resolución de platos. Se llama así al procedimiento por el cual el MaximDL compara la imagen obtenida con una serie de “placas” (en este caso catálogos de estrellas normalizados) de la región en cuestión. De esta comparación me devuelve la posición REAL donde está centrada la imagen de acuerdo a un catálogo, por lo tanto donde apunta la montura. Una vez que tenemos los datos precisos de la parte del cielo que tenemos en la imagen, solo nos queda “Sync”ronizar la montura y volver a darle el goto al objeto. Para hacer plate solving tenemos que acceder al menú “Analyze”, de donde se desprenden varias opciones. Seleccionamos “PinPoint Astrometry”. No esta de más está decir que para hacer plate solving tenemos que tener una imagen activa. Debajo podemos ver la imagen de NGC 5128 por detrás, y el menú de PinPoint Astrometry listo para resolver la posición. Si lo ejecuto, al cabo de un rato me aparece esta información; Ahora la pantalla del PinPoint se me llenó de datos.  De este menú vemos que el Pinpoint coincidió en 234 de 311 estrellas de la imagen contra 14496 estrellas del catálogo, y resulto que la montura (o el centro de la imagen) esta apuntando a las coordenadas 18h 21m 08.6 segundos en Ascensión Recta y -16° 09’ 32.4” en Declinación. Como bonus me dice el Angulo de la cámara, la distancia focal del equipo y la resolución con la que tome la imagen (4.46 segundos de arco x pixel). ¿De qué me sirve toda esta información? Para sincronizar la montura. Según el EQMOD, la montura estaba apuntando bastante cerca del objeto (lo podemos corroborar con lo que dice el EQMOD en AR y DEC), pero el centro de la imagen según el PinPoint está levemente corrido. A la foto me remito, y si el PinPoint me dice que estoy en la posición X, entonces estamos en esa posición y punto. Ahora nos queda avisarle a la montura que está equivocada, y darle la corrección. Cerramos la pantalla de PinPoint (la posición de la última resolución de platos esta guardada, créanme),  y nos vamos a la pestaña “Telescope” en “Observatory”. Para corregir la posición de la montura, en la sección “Target Coordinates” pinchamos la opción “Image Center From PinPoint”. Con esto obtenemos las coordenadas celestes del centro de la foto que acabamos de resolver. Una vez hecho esto, pinchamos el botón “Sync”, que nos va a mostrar una pantalla que dice; Básicamente nos pregunta “¿sincronizo el telescopio con cual de estas dos posiciones?”. Hay dos opciones, Specified Position y Solved Position. Elegimos esta última. Cuando le damos OK el MaximDL mediante ASCOM le dice a la montura “ahora estas en ESTA posición”. Si llegamos a este punto con éxito, entonces tenemos la montura sincronizada con la posición real donde está apuntando. Ahora, ¿qué pasa si el objeto no está centrado para una composición fotográfica? Simple, vuelvo a la pestaña “Catalog” de “Observatory”, elijo el objeto (el último objeto queda activo) y le doy “goto” nuevamente.  Al tener una posición nueva la montura se posicionara perfectamente en el centro del objeto que elegimos. Podemos hacer un nuevo “plate solve” solo para comprobar que quedó clavado en el centro. Hagan la prueba con una estrella brillante y verán que la precisión de este método es absoluta. A continuación un ejemplo de cómo queda la Galaxia del Sombrero después de hacer un plate solving ¿Clavado en el centro no? En pocos pasos Apunto a un objeto (Go to) Hago un plate solving (PinPoint) Sincronizo la montura (Image Center from PinPoint  y Sync) Hago una foto (Expose) Hago un plate solving (Pinpoint) Centrado perfecto Camara y tubo guía Driver de la cámara y activa en Camera 2 Control de la montura Notas sobre plate solving El MaximDL tiene varios catálogos para elegir, pero trae solo uno con el programa que es el GSC-1.1 (Corrected).  Es mas que suficiente. De todos modos si quieren más precisión, hay más catálogos, los que dicen (net) requieren una conexión a internet activa ya que consultan a un sitio externo.  Actualmente estoy usando el catalogo UCAC-3, que si bien pesa 8 Gb tuve la oportunidad de pedirlo y me enviaron un DVD doble capa. Este DVD está a disposición de todo el que lo necesite. Enfocado El enfocado es una de las cosas mas complicadas de hacer a ojo, por eso se usan métodos como la máscara de Hartmann o de Bathinov, con resultados muy buenos. Por otro lado, están las soluciones por software, que también son bastante precisas para lograr un buen resultado. Para lograr un buen foco con el MaximDL apunto a una zona del cielo que tenga estrellas ni brillantes ni tenues, y lo suficientemente separadas como para elegir una sola. Evito siempre las estrellas dobles, porque me van a dar una medición imprecisa. Primero apuntamos a un objeto o zona con el goto, en este caso M42 y hacemos una toma corta con Exposure Preset “Find Star” y un tiempo de exposición de 3 segundos. Nos viene una linda imagen de M42!, pero puede estar desenfocada. En Camera Control desplegamos el menú de “Options” como vemos en la imagen a continuación Y seleccionamos “Display Large Statistics”. Nos va a aparecer una pantalla con título “Focus similar a la imagen a continuación. Cada vez que hagamos una foto esta ventana nos va a mostrar parámetros del foco, como posición de donde tomo el valor (x/y), intensidad, FWHM y ½ FD. Los valores que nos interesan para lograr el buen foco son los dos últimos. A continuación detallo que es cada uno FWHM Estas siglas son de Full Width Half Maximum, que no nos dice nada por ahora. Si tomamos la foto de una estrella, y graficamos las intensidades de brillo en ejes x/y, tendríamos un gráfico similar al siguiente; Si prestan atención al eje x indicado en Pixeles, vemos valores negativos a la izquierda (cielo, fondo), y de -1.5 a 1.5 una curva que representa el brillo de la estrella desde el borde al centro, siendo el valor 0 el centro o centroide. El FWHM es el ancho en pixels (o segundos de arco por pixel) obtenido en la mitad del eje “y”, en este caso de -0.9 a 0.9, o sea, 1.8 pixeles. No es relevante el valor en pixels ya que va a variar si enfoco con Antares o una estrella de magnitud 10 (discutible), sino el valor más bajo que podemos obtener. Cuanto más bajo el valor, vamos a tener una gráfica cada vez más angosta. Para empezar a medir el foco con el MaximDL, hacemos una foto de la zona, y con la foto en pantalla seleccionamos de la sección “Subframe” de “Camera Control” las opciones “On” y “Mouse” como mostramos a continuación. Ahora vamos a la foto y con el mouse elegimos una estrella para enfocar (seleccione la que tiene un recuadro). Con esto le indico al MaximDL que a partir de ahora SOLO ME INTERESA esa estrella. Nuevamente tomamos una foto, pero ahora me va a traer SOLO la región que elegi con el mouse. Esto es para evaluar el foco con una sola estrella y lograr un valor real. Si evaluamos el foco, nos dice que tenemos un FWHM de 1.87, podemos mover la rueda del foco para ver si el foco mejora o empeora solo observando el valor FWHM. El segundo valor, ½ FD, o Half Flux Diameter, es una métrica similar al FWHM, pero supuestamente no es afectada por el seeing. Hay que tener en cuenta que el valor de FWHM que logramos puede variar cuando hagamos las tomas de larga exposición, por factores como el seeing, el guiado, etc, de todos modos son ajenos al foco. Algunos enfocadores motorizados, que son ASCOM compatibles, pueden configurarse para realizar una evaluación del FWHM cada n cantidad de tomas, útil cuando tenemos problemas de dilatación o contracción del tren óptico por cambios de temperatura. Por eso se llaman enfocadores con compensación de temperatura. Una vez que logramos el foco ideal, no se olviden de destildar las opciones de SubFrame (ambas), no es la primera vez que arranco la sesión de fotos y consigo tomas de 10 minutos de una sola estrella por olvidarme de este asunto. Los que hacen fotografía con cámaras monocromáticas y ruedas de filtros inevitablemente van a tener que re-enfocar para cada filtro. Si bien en el mercado existen filtros RGB llamados “parfocales” que no requieren re-enfocar para cada uno de ellos, no funcionan asi en todos los telescopios, en especial en equipos con relaciones focales cortas. Guiado con MaximDL Uno de los temas que mas me complicaban de la astrofotografía era tener que usar un software aparte para el guiado. MaximDL ofrece todo en un solo paquete, con ventajas adicionales. Para poder guiar con el MaximDL tenemos que cumplir los siguientes requisitos Lo primero que hacemos es ir a Camera Control, pestaña Guide y realizar una toma con “Expose”. Una vez hecha la exposición vamos a ver en pantalla una imagen con lo que ve el conjunto “tubo/cámara guía”. Empiecen con tomas de 1 segundo, ya que despues el guiado va a hacer correcciones cada segundo, si hacen una toma de 15 segundos, el guiado despues va a necesitar 15 segundos entre correcciones, haciendo el guiado demasiado espaciado.  Elegimos una estrella que tenga un brillo moderado y la pinchamos con el mouse. Ahora seleccionamos “Calibrate”.  Durante este proceso el MaximDL deliberadamente va a controlar la montura frenando los motores y realizando 5 mediciones como vemos a continuación; Por otro lado, vamos a ver en la estrella seleccionada como dibuja dos líneas rojas. Estas líneas le indican al MaximDL donde están los ejes de la montura y cuanto se mueve la estrella cuando se frenan ambos ejes. Si estas líneas forman una “L” estamos bien, caso contrario si vemos que no vuelve al mismo lugar entonces tenemos que verificar la puesta en estación. Con la calibración terminada, ya podemos empezar a guiar. Seleccionamos Expose nuevamente para tener una imagen de lo que ve el tubo guía, seleccionamos una estrella, tildamos la opción de Track, y comenzó a guiar.    

En el siguiente enlace podrán ver algunos video tutoriales sobre MaximDL   https://www.espacioprofundo.com.ar/video-tutoriales/maximdl/