Многие любители астрономии придерживаются мнения, что диаметр телескопа-гида должен быть не меньше диаметра фотографического телескопа. Обоснование этого утверждения содержится, например, в первом издании классической книги Л.Л.Сикорука "Телескопы для любителей астрономии" и в книге Л.Л.Сикорука и М.Р.Шпольского "Любительская астрофотография". Однако, судя по опубликованным фотографиям самодельных (и не только самодельных) астрографов, часто любители с успехом используют гиды значительно меньших диаметров (на снимке справа - 200мм рефлектор фирмы ORION с 70мм гидом). Попробуем разобраться, каких размеров гид действительно необходим для фотографирования в главном фокусе с длительной выдержкой.

Глаз легко различает относительные изменения яркости, даже если масштаб изображения невелик.

Каким же увеличением должен обладать гид для достижения такой точности? Если поместить ведущую звезду рядом с перекрестием и во время гидирования оценивать, насколько она удалилась или приблизилась к перекрестию, то на самом деле потребуется увеличение в сотни крат и соответствующий диаметр объектива. Однако есть другой вариант - поместить звезду за перекрестием, чтобы ее изображение разбивалось на четыре равные части. В этом случае наблюдателю нужно следить лишь за тем, чтобы эти части оставались примерно одинаковой яркости, а точность гидирования будет выражаться долями дифракционного диска. Даже с 30мм объективом и увеличением 40-50 крат мы с запасом перекрываем требуемую точность 8" (радиус изображения звезды по первому темному дифракционному кольцу 4,7").

Чтобы реализовать такой способ гидирования, нужно выполнить ряд требований к перекрестию. Во-первых, яркость подсветки должна регулироваться в широких пределах, чтобы не мешать наблюдению на фоне перекрестия звезд разного блеска. Во-вторых, нити перекрестия должны быть достаточно тонкими, чтобы не загораживать полностью изображение звезды. Расфокусировать изображение нежелательно, так как при этом не только падает точность, но и появляется неприятный эффект смещения изображения при движении глаза относительно окуляра. Чтобы не предъявлять чрезмерных требований к толщине нитей, лучше всего использовать не слишком короткофокусный окуляр, а необходимого увеличения добиваться с помощью какого-либо преобразователя фокусного расстояния, например, линзы Барлоу.

Для подсветки перекрестия обычно рекомендуют использовать красный свет. Не будем с ходу отвергать это утверждение, возможно, цвета разными людьми воспринимаются по-разному, но личный опыт автора говорит о другом. Изображение с красной подсветкой обладает столь большим цветовым контрастом, что при длительном наблюдении раздражает глаза. Гораздо комфортнее выглядит подсветка желтого или зеленого цвета.

Приведем практический пример. Автор в прошлые годы успешно использовал 30мм гид с линзой Барлоу и 18мм окуляром при увеличении 45 крат (теоретический диаметр изображения звезды по первому темному дифракционному кольцу около 9"). Для подсвеченного зеленым светодиодом перекрестия использовались капроновые волокна толщиной 20 мкм, что соответствовало примерно 5". При этом надежно обнаруживалось смещение звезды с перекрестия всего на 2...4".

Однако при использовании гида столь малого диаметра мы сталкиваемся с другой проблемой - выбором подходящей звезды для гидирования. Если гид жестко закреплен на фотографическом телескопе и их оптические оси параллельны, то искать такую звезду придется в пределах кадра. В нашем случае при f = 1000мм и поле зрения 1,3x2^o не очень далеко от центра кадра можно найти лишь звезду, как правило, не ярче 9^m. В то же время для уверенного гидирования 30мм гидом необходима звезда 4^m, а для 50мм гида - 5^m. Чтобы использовать звезду 9^m, потребовался бы гид диаметром под 300мм !

Решение напрашивается само собой - сделать гид поворачивающимся относительно фотографического телескопа и искать ведущую звезду на некотором удалении от выбранного объекта, скажем, на расстоянии до 10^o (заметим, что 30мм объектив и в этом случае маловат, а вот проблем с выбором звезды 5^m для 50мм гида уже не будет). Разумеется, после наведения на ведущую звезду гид должен жестко фиксироваться в выбранном положении.

При гидировании по звезде, находящейся на существенном расстоянии от фотографируемого объекта, возможно возникновение дополнительных ошибок, главные источники которых - неточность установки полярной оси и атмосферная рефракция.

Из формулы (1) видно, что вращение поля тем заметнее, чем ближе ведущая звезда к полюсу мира. Кроме того, скорость вращения поля (dA/dt) максимальна при t=t_o, то есть на линии, проходящей через полюс мира и ось монтировки, и равна нулю при t=t_o+90^o. Интересно, что линейное смещение ведущей звезды по склонению, так хорошо заметное в окуляр гида при плохо установленной полярной оси, наоборот, максимально при t=t_o+90^o и отсутствует при t=t_o. Поэтому из отсутствия необходимости коррекций по склонению лишь для конкретного объекта еще не следует высокое качество гидирования!

Рассмотрим наихудший случай, когда экспозиция начинается при t=t_o. Примем, что склонение ведущей звезды не более 70^o (то есть p>20^o), а время экспозиции составляет 1 час (за это время произойдет изменение угла t на 15^o). При этом изменение угла поворота поля A не должно превышать найденной выше величины 45". Подставив эти данные в формулу (1), получим, что ошибка установки полярной оси p_o должна быть не более 60".

Насколько реально в любительских условиях обеспечить такую точность? Простейший расчет показывает, что при использовании наиболее надежного метода смещения звезды (подробнее о методиках установки полярной оси см. например, в статье А.Герасименко), в случае ошибки установки оси p_o=60", смещение ведущей звезды с перекрестия достигает величины 4" за время 15мин (для звезды, расположенной на небесном экваторе). Как было показано выше, смещения такой величины легко обнаруживаются даже при самом скромном диаметре гида.

На практике, с учетом того, что для уменьшения влияния атмосферной рефракции, ведущие звезды для настройки положения полярной оси приходится выбирать довольно высоко (около 50^o) над горизонтом, указанная величина смещения может уменьшиться раза в два. С другой стороны, требования к точности установки полярной оси могут быть существенно снижены, если не фотографировать околополярные объекты, или если в конкретном случае удастся найти ведущую звезду на расстоянии не в 10^o от выбранного объекта, а, скажем, не более 5^o. Обычно автор использует такой критерий - установка оси считается удовлетворительной, если за 10мин смещение ведущей звезды не превышает половины толщины нити перекрестия, что соответствует 2,5". Имея некоторый навык, установку оси с такой точностью можно выполнить за 1...1,5 часа даже в полевых условиях.