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극축 정렬 3 - 표류이탈법(drift method) : 가장 정밀한 정렬법
글쓴이 : 어재규 별님 날짜 : 2006-01-21 (토) 15:15 조회 : 13186

허락을 받고 퍼온 글이며 출처는 글의 마지막에 링크 되어 있습니다.
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표류이탈법(drift method)

1. '표류이탈법' 용어에 대한 개인적인 생각

영어로는 declination drift method, star drift method, drift method 등으로 쓰여집니다.
이 중 표류이탈법이란 단어는 declination drift method를 해석한 듯이 보입니다.
'drift'에 '표류'라는 뜻이 있고, 'declination'에는 '일탈'이라는 뜻이 있기 때문입니다.
그러나 개인적으로는 이것이 잘못 해석된 것 같습니다.
'declination'이란 단어는 '일탈' 이외에 '적위'라는 뜻도 가지고 있을 뿐만 아니라, 실제로 표류이탈법은 별이 적위방향으로 흐르는 것을 관측하여 극축을 조정하는 방법이기 때문입니다.
하지만 표류이탈법이란 단어는 상당히 널리 사용되는 단어이므로 여기에서도 그냥 이 용어를 사용하기로 합니다.

2. 표류이탈법 (대부분 Chuck의 홈페이지에서 참조하였습니다.)

1) 망원경을 설치하고, 극축을 적당히 조정합니다.
극축이 NCP(천구의 북극, North Celestial Pole)에 가까우면 가까울수록 극축을 조정하는데 걸리는 시간은 단축됩니다.
삼각대의 수평은 가능한 한 정확히 맞추는 것이 좋습니다.

2) 망원경에 가이드 아이피스를 끼웁니다.
정밀도를 높이기 위하여 십자선이 들어가 있는 가이드 아이피스가 필수적으로 사용됩니다.
그 외에 정립상을 만들어줄 수 있는 프리즘이나, 가이드 아이피스에 암시야 조명장치가 있으면 더 편리하겠지만, 필수는 아닙니다.
그리고 정확한 조정을 위해서 200배 정도의 배율을 사용합니다.
대상이 되는 별을 아이피스 십자선의 한 가운데에 넣으면, 아이피스를 돌려 적경과 적위의 미동나사를 돌렸을 때 별이 십자선과 평행하게 움직이도록 합니다.
이렇게 하면 별이 흘렀는지 여부를 정확히 알 수 있습니다.
별이 움직이는 방향과 동서남북의 방위는, 망원경의 형식이나 정립 프리즘의 사용 여부 등에 따라 달라지므로 미리 따져서 알아두어야 합니다.

3) 가능한 한 자오선에 가까이에 있고, 적위가 대략 20도 정도 되는 별을 선택하여, 아이피스 십자선의 한가운데에 맞추어 놓습니다.
그리고 적경 미동 나사를 조정하여 별을 추적하면서, 별이 적위 방향의 어느 쪽으로 흐르는 지를 관찰합니다.
적경 방향으로 별을 추적할 때, 손으로 추적하든 추적 모터를 사용하든 전혀 상관이 없습니다.
적경 방향으로 흐르는 것은 전혀 고려의 대상이 아니기 때문입니다.
만약 극축이 NCP에 아주 가까이 있지 않다면, 별은 5~30초 내에 흘러버릴 것입니다.

4) 만약 별이 북쪽으로 흘렀다면 극축이 NCP보다 서쪽으로 치우쳐있는 것입니다.
적도의의 방위를 동쪽으로 조정해주시면 됩니다.
별이 남쪽으로 흘렀다면 극축이 NCP보다 동쪽으로 치우쳐있는 것이니, 적도의의 방위를 서쪽으로 조정합니다.
여기에 쓰여있는 방향은 실제의 방향이므로, 아이피스 안에서 흐르는 방향은 다를 수도 있습니다.
조정하기 전에 꼭 확인해 보세요..
가대를 조정한 후, 다시 적위와 적경을 조정하여 별을 아이피스 십자선 한가운데에 놓습니다.
최소한 5분 동안은 전혀 흐르는 것을 느낄 수 없을 때까지 위의 작업을 반복합니다.
초반에 너무 빨리 흐르면(5초 이내) 저배율부터 시작해도 됩니다.
그리고 가대를 조정하는 정도는 특별히 정해진 기준이 없으니 많은 경험이 필요합니다.

5) 이번에는 천구의 적도 부근에 있고, 동쪽이나 서쪽 지평선에서 고도 15도 안쪽에 있는 별을 찾습니다.
그리고 위와 똑같은 방법으로 흐르는 것을 체크합니다.
별을 십자선 가운데 맞춘 후 적경 방향으로 추적하면서, 적위 방향 어느 쪽으로 흐르는 지를 보는 것이죠.
동쪽에 있는 별을 이용했다고 하면..
별이 북쪽으로 흐르면, 극축이 NCP보다 위쪽으로 치우쳐있는 것이니, 적도의의 고도를 낮추는 쪽으로 조정해줍니다.
만약 남쪽으로 흐르면 반대로 고도를 높여 조정하면 되지요.
서쪽 지평선에 있는 별을 선택했다면 방향이 반대가 됩니다.
즉, 북쪽으로 흐르면 고도를 높이고, 남쪽으로 흐르면 고도를 낮춰줘야 합니다.
역시 최소한 5분동안 별이 흐르는 것이 느껴지지 않을 때까지 계속해서 조정합니다.

6) 만약 고도를 많이 조정했다면, 처음으로 돌아가 방위부터 다시 조정해야 합니다.
그러나 조정한 정도가 아주 미미하다면, 이것으로 극축의 조정은 끝난 것입니다.
숙달되기 전에는 시간이 대단히 많이 걸려서, 잘못하면 날이 새도 못 맞출 수도 있습니다.
따라서 실제로 사용하기 위해서는 연습을 많이 해야 합니다.
중요한 점은 충분한 정확도를 가지기 위해, 5분 동안 별이 흐르는 것을 전혀 느낄 수 없을 정도가 되어야 한다는 것입니다.
별이 자기 지름의 절반 정도만 움직여도, 노출을 오래 주면 별이 흐르기 시작한다고 합니다.
이정도 미세한 움직임을 파악하기 위해서는 십자선이 들어가 있는 아이피스가 필수입니다.

3. 부가 설명

1) 삼각대의 수평을 정확히 맞추어야 하는 이유..
표류이탈법은 방위와 고도가 완전히 독립적으로 맞추어 집니다.
즉 방위를 완전히 맞춘 후에 다시 고도를 맞추는 방법입니다.
위의 설명에서는, 고도를 너무 많이 조정했을 경우, 처음으로 다시 돌아가서 방위부터 다시 조정해야 한다고 했습니다만..
삼각대의 수평이 이상적으로 정확하게 맞추어져 있을 경우에는 그럴 필요가 없이 한 번에 끝납니다.
고도의 조정이 방위에 영향을 미치지 않을 것이기 때문입니다.
그러나 실제로는 어느 정도 비뚤어져 있을 것이기 때문에 이와 같은 조건이 붙은 것입니다.
만약 눈에 띌 정도로 수평이 잡혀있지 않다면, 표류이탈법으로 아무리 조정을 해도 5분동안 별이 흐르지 않도록 하기는 대단히 힘들 것입니다.
이러한 이유로 삼각대의 수평 조정은 표류이탈법에서 대단히 중요합니다.

2) 별의 선택..
방위를 조정하기 위한 별의 요건은, 가능한 한 자오선에 가까이에 있고, 적위가 대략 20도 정도 되는 별이었습니다.
적위가 20도라는 조건이 붙은 이유는 잘 모르겠으나, 실제로는 천구의 적도에 가까이 있는 별을 선택하여 극축을 조정할 수록, 극축 조정의 정확도는 높아집니다.
천구의 적도에 가까이 있을 수록, 별은 적위 방향으로 많이 흐르기 때문입니다.
이는 표류이탈법의 원리를 그림으로 그려가며 따져보면 금방 알 수 있습니다만, 여기서는 설명하지 않겠습니다.
고도 조정을 위한 별도 비슷합니다.
고도를 조정하기 위한 별의 요건은 천구의 적도 부근에 있고, 동쪽이나 서쪽 지평선에서 고도 15도 안쪽에 있는 별이었습니다.
이 별도 이론적으로는 정확하게 지평선에 붙어 있는 별일수록 정확합니다.
그래야만 방위를 조정하기 위해 사용했던 자오선상에 위치했던 별과 관찰자를 중심으로 수직인 위치에 존재하게 되고, 극축의 고도에 대하여 최대한 민감하게 반응하기 때문입니다.
그러나 실제로는 지형의 영향으로 지평선에 있는 별을 이용하기는 힘이 듭니다.
산 등에 가리기도 하고, 대기 수차 등의 영향을 많이 받아 시잉이 좋지 않기 때문입니다.
따라서 어느 정도의 고도를 가지는 별이 필요한데, 그 타협점을 15도로 잡은 것 같습니다.

3) 표류이탈법에서 사용하는 배율..
위에서는 200배를 사용한다고 하였습니다..
실제로 배율이 높아질 수록, 별이 더욱 빨리 흐르게 되므로 빠른 시간 안에 정확하게 극축을 조정할 수 있습니다.
그러나 일반적인 시잉에서는, 배율을 과도하게 높였을 경우 별이 불어 보이고 대기의 일렁임에 의해 흔들려서, 오히려 별이 흐르는 것을 확인하기가 힘들다고 합니다.
좋은 시잉에서라면, 고배율을 사용하는 것이 당연히 더 빠르고 좋은 결과를 줍니다.

4) 표류이탈법으로 극축을 조정하는 데 걸리는 시간..
한 번 조정할 때마다 5분씩 각 축마다 6번씩만 조정하면 1시간이 가버립니다.
게다가 고도와 방위 맞추는 일을 두세 번 정도 반복한다면, 정말 오랜 시간이 걸릴 것입니다.
그러나 별이 흐르는지 여부를 알기 위해서 5분을 기다리라고 하였지만, 실제로 매번 조정할 때마다 5분이 드는 것은 아닙니다.
아이피스를 계속 보고 있다가 흐르는 것이 보이는 즉시 조정을 할 것이기 때문입니다.
또한 이 방법이 숙달되면, 흐르는 정도를 보고 얼마나 조정해야 할 지를 알게 되기 때문에, 반복 회수를 상당히 줄일 수 있게 됩니다.
숙련자의 경우 고도나 방위에 대하여 각각 3번 정도 조정하는 것으로 충분히 끝낼 수 있다고 합니다.
게다가 잘 조정된 극축 망원경으로 최대한 정확하게 극축을 맞추고, 삼각대의 수평도 정확하게 맞추게 되면, 방위, 고도를 맞춘 후, 다시 방위를 확인하러 가지 않아도 되게 됩니다.
이렇게 하여 일반적으로 1시간 정도, 어떤 사람은 30분 정도면 모든 작업을 완전하게 끝낼 수 있다고 하니, 정확도에 비하여 그리 많은 시간을 소요하는 작업은 아니라는 것을 알 수 있습니다.
그러나 이는 많은 경험을 가지고 있는 숙련자에게만 해당하는 이야기 입니다.

5) 표류이탈법의 정확도..
노출 시간이 길어질 수록, 배율이 높을수록, 그리고 대상이 NCP에 가까울수록 극축은 더욱 정확하게 조정되어야 합니다.
따라서 어느 정도의 정확도를 가졌는지를 판단하기 위해서는 이 정보들이 모두 다 필요하게 됩니다.
Chuck의 홈페이지에 가 보면, 이 방법으로 하여 극축을 조정한 후 찍은 사진들을 많이 볼 수가 있는데, 대부분 130mm F8의 굴절 망원경을 이용하여 3시간 이상의 노출을 주었다는 것을 알 수 있습니다.
그 중에는 적위가 66도인 것도 있군요.

표류이탈법은 일반 아마추어들 뿐만 아니라 천문대에서도 쓰이는 가장 정밀한 정렬법입니다.
다만 이 때에는 흐르는 것을 판단하는 시간을 더욱 길게 잡아서 정확도를 높이겠지요.
현재까지는 극축을 맞추는 데 가장 정확한 방법으로 알려져 있습니다.

4. 참고문헌

표류이탈법
http://www.celestron.com/polar.htm
http://www.tucsonastronomy.org/polalign.htm
http://www.astroleague.org/al/astrnote/astnot15.html
http://www.mindspring.com/~jeffpo/polar.htm
http://voltaire.csun.edu/polar.html
http://www.aa6g.org/Astronomy/Articles/drift_align.html - Chuck의 홈페이지
http://www.astrocruise.com/polarnew.htm - 여러 가지 부가 설명
http://www.astropix.com/HTML/I_ASTROP/I07/I0701/I0701.HTM

표류이탈법의 원리
http://home.att.net/~starastronomy/Astrophotos/Articles/Polar_Alignment/polar-alignment.html
http://members.aol.com/ccdastro/drift-align.htm

천체사진관련 프리웨어
- 극축 정렬이 잘못된 정도와 대상의 위치에 따른 별의 흐름 정도를 표시하는 소프트웨어가 있습니다.
http://www.covingtoninnovations.com/astro/astrosoft.html, 백업

* 보다 많은 문서를 원하시면 구글에서 "Polar Alignment" 로 검색해보세요.

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작성 : 안양광(DAUM cafe 별...)
출처 : http://cafe.daum.net/2stars

[이 게시물은 최고관리자님에 의해 2012-12-20 12:37:16 관측 장비 강좌에서 이동 됨]

김태욱별님 2008-04-28 (월) 14:14
멋진 글이네요..
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이주광별님 2009-02-07 (토) 22:22
역시 북극성 스케일 없으면 고생 ㅋㅋ
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