驚かされた小さな望遠鏡

私を驚かせた小さな望遠鏡

長い間、私はスマート望遠鏡の意義を見出せずにいました。

私が最初に注目した世代の機器は、Unistellar eVscopeやVaonis Stellina、Equinoxのようなものでした。技術的には興味深かったのですが、価格は数千ユーロと高価でした。その価格帯では、同じ金額で従来の天文学機器に何が買えるかと比較せざるを得ませんでした。しかし、その比較は私にとってあまり意味を成しませんでした。

初期のデバイスの中には、接眼レンズの後ろに小さなディスプレイを配置することで、望遠鏡を覗く体験を再現しようとしたものもありました。空の天体からの光を直接見るのではなく、小さな画面上のカメラ画像を見ているような感覚でした。それは常に中途半端なものに感じられました。

もし私が視覚的に観測したいのであれば、伝統的な望遠鏡を使いたいと強く思います。木星、球状星団、オリオン大星雲などを接眼レンズを通して実際に覗くことには、根本的に異なる何かがあります。画像はかすかで、完璧ではなく、オンラインでよく見るカラフルな写真とは程遠いかもしれません。しかし、それはライブなのです。

そして、単に印象的な天体写真を見ることが目的であれば、簡単な画像検索で、視覚望遠鏡や初期のスマート望遠鏡よりもはるかに優れたものが見つかります。天体写真家の視点から見ても、それらはあまり理にかなっていませんでした。

小さな光学系、比較的控えめなカメラ、取得に対する限られた制御、光学系の設定の自由度の低さ。これらすべてが、それなりの能力を持つ従来の天体写真セットアップを構築し始められる価格帯でした。そのため、長年、私はスマート望遠鏡を「興味深い技術だが、私には向かない」というカテゴリーに分類していました。

そして、安価になった

ZWO SeestarシリーズやDwarflabの望遠鏡のようなデバイスが登場し、状況は変わりました。もはや数千ユーロの話ではありません。モデルによっては、これらの機器は現在、数百ユーロの範囲で入手できます。それが方程式を変えました。

光学系は依然として小さいままです。30mmの望遠鏡が、大型の屈折望遠鏡や反射望遠鏡と競合するようになるわけではありませんし、これらのデバイスから見た画像は、私の通常の天体写真機器で生成したものと比較して、特に感銘を受けるものではありませんでした。しかし、その比較も少し不公平です。

数百ユーロという価格帯では、スマート望遠鏡が本格的な視覚望遠鏡や完全な天体写真セットアップに取って代われるかどうかを問うことはなくなりました。私が問うのは、これほど小さく、安価で、自己完結したシステムに、現実的にどれだけの能力を詰め込めるかということです。そして、それははるかに興味深い質問であることが判明しました。

天文学や天体写真に初めて足を踏み入れる人にとって、これらの機器は一度に驚くほど多くの問題を解決してくれます。

望遠鏡を外に置く。電源を入れる。スマートフォンを接続する。天体を選択する。

望遠鏡は自身の位置を把握し、ターゲットを見つけ、追尾し、画像収集を開始します。数分後、画面に選択した星雲、銀河、星団であることがはっきりわかるものが現れます。そして重要なのは、それがあなたの画像であるということです。

もちろん、同じ天体のずっと優れた写真は数秒でオンラインで見つけることができます。しかし、パックマン星雲の他人の写真を見ることと、自分の庭から記録されている画像にそれがゆっくりと現れるのを見ることの間には、大きな違いがあります。初心者にとっては、その魅力は十分に理解できます。

私は依然として、スマート望遠鏡が視覚望遠鏡に取って代わるものだとは考えていません。それらは根本的に異なる体験です。しかし、おそらく「取って代わる」という考え方が間違っていたのかもしれないと理解し始めました。

好奇心が最終的に勝った

私がそれを購入した理由は、哲学的なものとはかなり異なりました。私はそれをいじりたかったのです。

地元のAstro Stammtischグループの何人かが、その頃スマート望遠鏡、特にSeestarsやDwarf望遠鏡を購入しており、当然ながら私は興味をそそられました。また、私自身がすぐに思いつく非常に実用的な用途もありました。それは旅行です。

私の通常の天体写真セットアップは、気軽にバックパックに詰め込めるようなものではありません。一方、小型のスマート望遠鏡はそうです。

休暇や短い旅行の際、単に持ち運べる完全な天体写真セットアップがあるという考えは、ますます魅力的になっていきました。必ずしも展示品質の画像を生成するためではなく、単に暗い空を見つけたらそれを利用するためです。どこかに置いて、星雲や銀河に向け、しばらくの間光子を収集させ、その場所からの小さな天体スナップショットを持ち帰るのです。

それは楽しそうだと思いました。しかし、私をもっと興味をそそる別の質問がありました。

これらの望遠鏡からのデータを、実際の天体写真データとして扱ったらどうなるのか？

スマート望遠鏡から見たほとんどの画像は、それぞれのアプリ内で直接処理されていました。関与する労力を考えると、結果は驚くほど良好になることがあります。しかし、それらは自動処理された画像のように見えがちです。

通常、PixInsightやPhotoshopで天体写真データを処理するのにかなりの時間を費やす私としては、自動処理の裏に何が隠されているのかを知りたかったのです。そして、ここでSeestarが突然、さらに興味深いものになりました。

それは完成したスタックだけでなく、個々の露出も提供します。つまり、それらのファイルを私が通常の機器から取得したデータと同じワークフローで処理できるということです。

これで話は進展しました。

S50を購入した

［画像: 入手した箱入りのSeestar S50］

最終的に中古のSeestar S50を見つけ、衝動的に購入しました。私は意図的に、より小型の30mmモデルではなくS50を選びました。私の通常の機器と比較するとまだ小さいですが、わずかに大きい口径と焦点距離は、イメージング機器として私にとってかなり興味深いものでした。

私の期待はそれほど高くありませんでした。しかし、それは驚くほど早く変わりました。

私の最初のテストは、意図的にひどいものでした。都市のテラスに、照明のついた窓のすぐ隣に望遠鏡を置き、三日月星雲に向けました。望遠鏡はまだ通常の高度方位モードで動作していました。約45分間のデータを収集させました。それはあまり有望な天体写真のセットアップではないはずです。

［画像: 三日月星雲、Seestarアプリで簡単に編集］

それでも、それはそこにありました。星雲の一般的な形はすでにあり、驚くほど細かい内部構造も見られました。

それが私が考えた最初の瞬間でした。

なるほど。これは予想よりもかなり良い。

画像品質と同じくらい追尾にも驚かされた

私が完全に過小評価していたことの一つは、追尾でした。従来の天体写真セットアップでは、追尾はそれ自体が奥深い世界に没頭できる領域の一つです。マウントの品質、極軸合わせ、ガイド、補正パルス、周期誤差。画像処理に進む前に、多くのことがうまくいかなくなる可能性があります。

一方、Seestarはそれを単純にこなしました。独立したガイドシステムや、私が通常期待するようなマウントを補正する外部ガイドカメラはありません。それにもかかわらず、視野は驚くほど安定していました。

赤道儀モードに切り替え、最大30秒の露出時間を使用し始めると、それはさらに明らかになりました。30秒は、従来のディープスカイセットアップと比較すると長く聞こえないかもしれませんが、このようなコンパクトな統合マウントで、独立したガイドセットアップなしでは、その結果は本当に印象的でした。

［画像: パックマン星雲の単一30秒サブ］

星は制御下にあり、ターゲットは視野に安定して留まり、システムは使い可能なフレームを収集し続けました。私にとって、それはSeestarが賢いおもちゃではなく、驚くほど有能なイメージング機器だと感じ始めたポイントの一つでした。

きちんとした機会を与える

少し後で、パックマン星雲とウィザード星雲の2つのターゲットをさらに試しました。今回は赤道儀モードでSeestarを使用し、個々の露出時間を長くし、4〜5時間データを収集させました。

［画像: パックマン星雲、アプリ内編集。］

そして、Seestarアプリが直接生成した結果でさえ、本当に印象的でした。私が突然、通常の天体写真機器を交換したくなったという意味での印象ではありませんでしたが、それを生み出したものを考えると印象的でした。カメラ三脚のように簡単に持ち運んだ小さな望遠鏡が、自動的に淡い星雲を見つけ、数時間追尾し、露出をスタックし、ほとんど手間をかけずに完全に提示可能な画像を生成したのです。

［画像: ウィザード星雲、アプリ内編集。］

それだけでも、私のデバイスに対する考え方は変わりました。

次に、個々の露出をダウンロードしました。そして、物事はさらに面白くなりました。

アプリが表示するものよりも多くのデータが含まれている

私はPixInsightでほぼ通常のワークフローを使用してSeestarデータを処理し、その後Photoshopで最終調整を行いました。

グラデーション補正。ノイズリダクション。星と星雲の分離。淡い構造を慎重にストレッチする。コントラストと色を調整する。すべてを元に戻す。

突然、違いは顕著になりました。自動処理が示唆していたよりも、それらの小さな露出にははるかに多くの詳細が含まれていました。

［画像: パックマン星雲、左：Seestar編集、右：PixInsight編集］

構造がより明確になりました。淡い星雲が現れました。画像を支配させるのではなく、星を独立して処理し、コントラストをはるかに慎重に形成することができました。Seestarは適切な天体写真データをキャプチャしていました。

［画像: ウィザード星雲、左：Seestar編集、右：PixInsight編集］

明らかに限界はあります。50mmの口径が魔法のように130mmの屈折望遠鏡になるわけではありません。センサーは小さいです。解像度は限られています。光学系とマウントは独自の制約を課します。私はまだ、そこから大きな展示用プリントを生成することを期待していません。しかし、それももはや私にとって意味のある基準ではありません。

ウェブ上の画像、観測セッションの記録、旅行、実験、そして単に非常に小さな機器をどこまで押し上げられるかを見る楽しみのために、その品質は驚くほど良好です。予想よりもはるかに良いです。

天体写真への非常に異なる種類の入り口

スマート望遠鏡には、所有する前よりも今ではるかに感謝しているもう一つの側面があります。それは初心者にとって膨大な複雑さを取り除いてくれることです。

伝統的な天体写真には、かなり厳しい学習曲線があります。有用な露出を1枚キャプチャする前に、どのマウントを購入するか、どの望遠鏡がどのカメラに適合するか、どのような画像スケールを望むかなどを決定する必要があるかもしれません。次に、ガイド、システムのバランス調整、信頼性の高いフォーカス、すべてを接続すること、そしてどのソフトウェアがどの部分を制御するかを理解する必要があります。

そして、データがキャプチャされた後も、別のレイヤーがあなたを待っています。キャリブレーションです。ダークフレーム。フラットフレーム。バイアスフレーム。露出時間と温度の一致。キャリブレーションライブラリの構築。どのキャリブレーションフレームが画像のどの部分を補正するか、そして結果がひどく見えるときに何がうまくいかなかったのかを理解すること。

Seestarを使用すると、それらのほとんどが初心者のワークフローから消えます。

アプリはダーク補正を自動的に処理します。フラットフィールド補正も統合プロセスの一部であり、必要に応じてフラットを手動で更新できます。さらに重要なのは、これがアプリによって生成される最終画像だけでなく、さらに処理のためにダウンロードできる個々のサブフレームにも適用されることです。

これは重要な詳細です。つまり、個々のFITSファイルをPixInsightに持ち込み、完全なキャリブレーションフレームセットを構築・管理することなく、実際の画像データで作業を開始できるということです。天体写真を学んでいる人にとって、これは複雑さを大幅に軽減します。

画像処理学習を開始する前に、取得とキャリブレーションのすべての技術的な部分を理解する必要はありません。単にデータ収集を開始できます。そこから、一度に1つのレイヤーずつ学習できます。

まず、アプリにすべてをやらせます。次にスタックを見ます。次に個々のフレームをダウンロードします。スタッキングが実際に行っていることを学びます。グラデーションの挙動を学びます。ノイズリダクションを学びます。ストレッチを学びます。カラーキャリブレーションを学びます。星処理が画像をどのように変化させるかを学びます。そして、それらの概念が理解できるようになれば、プロセスをさらに遡って、なぜキャリブレーションが存在するのか、ダークフレームが何を補正するのか、フラットフレームが何をするのか、そしてそれらすべてが従来のイメージングセットアップでどのように機能するかを問い始めることができます。

言い換えれば、初心者は成功した結果から始めて、徐々に複雑さへと後戻りしていくことができます。私はそれが信じられないほど有用な学習方法だと思います。

ハードウェアは定数になります。キャリブレーションは定数になります。取得ワークフローのほとんどは処理されます。これにより、画像に実際に何が起こっているかに集中するための精神的なスペースがさらに多く残されます。

後で、より大きな従来のセットアップに移行することを決定した場合、多くの概念はすでに馴染みのあるものになっています。すべてを初日に理解する必要なく、ステップバイステップで欠けている複雑さを追加できます。

おそらく、私が今スマート望遠鏡のためにできる最も強力な議論の一つです。

天体写真を排除するからではありません。

天体写真のどの部分を最初に学びたいかを選択させてくれるからです。

価格が質問を変える

振り返ってみると、私の当初の懐疑論は、スマート望遠鏡というコンセプト自体よりも、その価値提案に関するものだったと思います。望遠鏡が数千ユーロもすると、私は必然的に、同じ金額で従来の天文学機器に何が買えるかと比較してしまいます。そしてその比較では、初期のスマート望遠鏡は私にとってあまり意味を成しませんでした。

Seestarはその方程式を変えました。数百ユーロという価格では、本格的な視覚望遠鏡や完全な天体写真セットアップに取って代われるかどうかを問うことはなくなりました。私が問うのは、これほど小さく、安価で、自己完結したシステムに、現実的にどれだけの能力を詰め込めるかということです。そして、その答えは、予想以上に多くの能力が詰め込まれていることが判明しました。

Seestarは私の大きなイメージングセットアップに取って代わるものではありません。視覚観測用の望遠鏡に取って代わるものでもありません。しかし、それは驚くほど有用な独自のスペースを占めています。

旅行に持っていけるほど小さく、数分でイメージングを開始できるほどシンプルで、天体写真リグ全体に投資する必要がないほど安価で、そして個々のフレームを持ち帰って次に何が起こるかを自分で決められるほどオープンです。

最後の部分は、おそらく私の考えを最も変えた点です。なぜなら、一度そのFITSファイルを手に入れると、望遠鏡はそれほどスマートではなくなり、私が再び複雑な部分を行うことができるからです。そして、それは明らかに、私が望んでいたことそのものです。

次に試したいこと

現在、私が特に興味を持っている実験が2つあります。最初の実験は、Seestarを独立したイメージングシステムとして扱うのをやめることです。

その小さなセンサーと比較的狭い視野のため、私のより大きな広視野セットアップよりも天体をよりタイトに表示できます。これは興味深い可能性を開きます。それは、それらを組み合わせることです。

例えば三日月星雲については、すでに従来の機器で撮影した広視野画像を持っています。私が試したいのは、そのデータセットをSeestarの露出と組み合わせ、Seestarデータを使用して、より広い画像内の詳細な焦点として星雲自体を強化することです。

それがどれほどうまくいくかはまだわかりません。しかし、まさにそれが私が試したい理由です。もしうまくいけば、Seestarはさらに別のものになります。大きなセットアップの代替ではなく、データの追加ソースとしてです。

2番目の実験はさらに興味深いです。私たちの天文学グループ内で、同じターゲットを観測している複数のSeestarからのデータを組み合わせることを試したいと考えています。

1つの小さな望遠鏡が数時間データを収集する代わりに、複数の望遠鏡を並列で使用し、結果の露出を1つの共有データセットに結合します。実質的には、クラウドソーシングされた天体写真です。

1つの小さな望遠鏡は、必然的に口径と収集時間に制限があります。小さな望遠鏡のネットワークは口径を変えることはできませんが、並列で観測することで収集時間の問題を解決できます。個々のシステムの整合性、結果のデータをどれだけ簡単に結合できるか、そして最終的にどれだけの品質が得られるかは、まだ答えなければならない質問です。

しかし、それはまさに、これらのデバイスが現在私にとって興味深いものとなっている実験の種類です。

私がすでに持っているものを置き換えるからではありません。

新しいことを試させてくれるからです。

フォローアップ記事では、処理側についてさらに詳しく見ていきたいと考えています。Seestarで記録された個々のFITSファイルから、PixInsightとPhotoshopを使用して完成した画像に至るまでのプロセス、データの限界がどこで見えるか、そしてこの小さな望遠鏡から実際にどれだけのものを抽出できるかについてです。

そしてその後、さらにいくつかの実験について話すことになるでしょう。