Wie ooit door een telescoop heeft gekeken en een planeet of ster zag wegdrijven uit het blikveld, heeft met eigen ogen de rotatie van de Aarde waargenomen. De hemelkoepel lijkt in een gestage, onstuitbare beweging van oost naar west te draaien, en elke telescoop die niet meebeweegt verliest zijn doel binnen enkele minuten. Voor de casual kijker is dat een lichte ergernis. Voor de astrofotograaf die uren wil belichten om het zwakke licht van een ver sterrenstelsel vast te leggen, is het een fundamenteel probleem. De oplossing bestaat al eeuwen: de equatoriale montering.
Wat is een equatoriale montering?
Een equatoriale montering is een type telescoopmontering waarbij één van de twee rotatie-assen, de zogenaamde poolse as of rechteklimmingsas, parallel loopt aan de rotatieas van de Aarde. Dit klinkt misschien als een technisch detail, maar het heeft enorme praktische gevolgen voor de manier waarop je de sterrenhemel kunt volgen en fotograferen. De Aarde draait in 24 uur om haar eigen as, waardoor alle hemellichamen vanuit ons perspectief langzaam van oost naar west bewegen over de hemelkoepel. Dit fenomeen heet de dagelijkse beweging. Een equatoriale montering compenseert precies deze beweging door om slechts één as te draaien, de rechteklimmingsas (RA-as), met dezelfde snelheid maar in tegengestelde richting. Het resultaat is dat het hemellichaam dat je observeert volledig stil lijkt te staan in het oculair of op de camerasensor.
De equatoriale montering is al eeuwen oud. Vroege versies werden al gebruikt in de 17e en 18e eeuw bij professionele sterrenwachten. Joseph von Fraunhofer en later andere instrumentmakers verfijnden het ontwerp in de 19e eeuw tot de nauwkeurige instrumenten die we vandaag nog steeds als basis herkennen. Zelfs in het tijdperk van computergestuurde telescopen is de equatoriale montering de standaard gebleven voor serieuze astrofotografie.
De twee assen uitgelegd
De equatoriale montering heeft twee hoofdassen. De eerste is de rechteklimmingsas (RA), ook wel de poolse as of uurhoekse as genoemd. Deze as loopt parallel aan de aardas en wijst precies naar het hemelse Noord- of Zuidpool. De tweede as is de declinatieas (Dec), die loodrecht op de RA-as staat. Samen vormen deze twee assen een coördinatenstelsel dat identiek is aan het equatoriale coördinatenstelsel dat astronomen gebruiken om de positie van hemellichamen te beschrijven, rechteklimming en declinatie. Dit maakt het navigeren aan de hemel met een equatoriale montering bijzonder intuïtief als je vertrouwd bent met sterrencatalogi.
Waarom wordt de equatoriale montering gebruikt?
Het fundamentele voordeel is het corrigeren van de dagelijkse beweging van de sterrenhemel. Maar dat is niet het enige. De equatoriale montering wordt ook gebruikt omdat hemelcoördinaten direct overeenkomen met de assen van de montering, wat nauwkeurig aanwijzen van objecten eenvoudiger maakt. Bovendien draait het beeldveld bij een equatoriale montering niet wanneer je een object volgt, wat essentieel is voor langdurige belichtingen in de astrofotografie. Bij een alt-azimutale montering, waarbij de assen horizontaal en verticaal staan, treedt wel beeldrotatie op, wat langere belichtingen onmogelijk maakt zonder speciale compensatieapparatuur.
De verschillende types equatoriale monteringen
Er bestaat niet één equatoriale montering maar een hele familie van ontwerpen, elk met eigen eigenschappen.
- De Duits Equatoriale Montering (GEM, German Equatorial Mount) is veruit het meest voorkomende type bij amateurastronomen. De telescoop wordt aan één kant van de declinatieas gemonteerd en aan de andere kant hangt een contragewicht om het geheel in balans te brengen. Het voordeel is dat de telescoop bijna het gehele hemelgewelf kan bereiken, maar het nadeel is het zogenaamde meridiaan flip probleem: wanneer een object de meridiaan, de denkbeeldige lijn van noord naar south door het zenith, passeert, moet de telescoop worden omgeklapt om botsingen met het statief te vermijden. Dit kan een observatiesessie onderbreken en is bij geautomatiseerde astrofotografie opstellingen een punt van aandacht.
- De vork- of forkmontering omsluit de telescoop in een U-vormige vork. Dit type wordt veel gebruikt bij Schmidt-Cassegrain en Maksutov-Cassegrain telescopen. Het voordeel is dat er geen meridiaan flip nodig is, maar het nadeel is dat grote telescopen op deze manier moeilijk in balans te brengen zijn en dat de montering bij gebruik op volle breedte van de hemel soms lastig te hanteren is.
- De English Yoke montering en de Cross Axis montering zijn historische ontwerpen die je voornamelijk tegenkomt bij grote professionele observatoria, maar die voor amateurs minder relevant zijn. De Takahashi EM-serie en vergelijkbare Japanse precisiemonteries zijn geroemd om hun uitzonderlijke constructiekwaliteit en worden door veel serieuze astrofotografen als referentie gezien.
Poolse uitlijning: de sleutel tot succes
Het meest kritische aspect van het gebruik van een equatoriale montering is de poolse uitlijning, ook wel polaire uitlijning of polar alignment genoemd. De RA-as moet zo nauwkeurig mogelijk naar de hemelpool wijzen — voor waarnnemers op het noordelijk halfrond is dat het Noordelijke Hemelpoolpunt, dicht bij de Poolster (Polaris). Op het zuidelijk halfrond is er helaas geen heldere ster dichtbij de Zuidelijke Hemelpool. Zonder goede poolse uitlijning zal de montering het object niet correct volgen. Bij visueel gebruik is een ruwe uitlijning al voldoende: het object blijft dan enkele minuten in het blikveld zonder bij te sturen. Voor serieuze astrofotografie zijn de eisen echter veel strenger. Bij korte belichtingstijden van enkele seconden volstaat een globale uitlijning, maar bij belichtingen van meerdere minuten of uren heb je een nauwkeurige uitlijning nodig om sterren als perfecte punten in plaats van streepjes af te beelden.
Er zijn verschillende methoden voor poolse uitlijning. De eenvoudigste is de ruwe uitlijning: je richt de poolse as met behulp van een kompas en het hoek van de montering op de breedtegraad van je locatie. Een nauwkeurigere methode maakt gebruik van een poolzoeker of polarscope, een klein oculair dat in de holle RA-as is ingebouwd en waarmee je de positie van Polaris ten opzichte van het ware hemelpoold nauwkeurig kunt instellen. De meest nauwkeurige methoden voor astrofotografie zijn de drift alignment methode, waarbij je de drift van een ster in het oculair analyseert om kleine uitlijnfouten te corrigeren, en moderne softwaremethoden zoals SharpCap's polar alignment assistent, die via een camera geautomatiseerd een nauwkeurige poolse uitlijning bereikt in enkele minuten.
De polaire as instellen op jouw breedtegraad
Belangrijk is dat de hoek van de poolse as met de horizon gelijk moet zijn aan je geografische breedtegraad. Ben je in Nederland of België (ruwweg 51-53 graden noorderbreedte), dan moet de poolse as onder een hoek van circa 51-53 graden omhoog wijzen. De meeste equatoriale monteringen hebben een breedtegraadindicator ingebouwd voor deze instelling.
Wat heb je nodig om een equatoriale montering te gebruiken?
Om een equatoriale montering goed te kunnen gebruiken heb je allereerst de montering zelf nodig, inclusief contragewichten voor de GEM en een robuust statief. De keuze van de montering hangt sterk af van de telescoop die je wilt monteren: het draagvermogen (payload) van de montering moet minimaal het dubbele bedragen van het gewicht van de telescoop en camera-uitrusting voor stabiel gebruik. Voor astronomisch gebruik heb je een telescoop nodig die past bij de montering. Voor astrofotografie zijn refractoren populair vanwege hun geen-onderhoud-spiegel-vrije optiek en beeldkwaliteit, maar ook reflectoren en catadioptische systemen worden veelvuldig gebruikt. Ook bij het gebruik van smart telescopes zoals de SeeStar of Dwarf heeft het gebruik van een equatoriale montering grote voordelen en kan je deepsky objecten langer belichten.
Een camera is voor astrofotografie vanzelfsprekend. Dit kan een aangepaste DSLR zijn, een spiegelloze systeemcamera of een speciale astronomische CCD- of CMOS-camera. Speciale astrophotografiecamera's zijn afgekoeld om ruis te minimaliseren en missen het IR-filter van consumentencamera's, wat beter is voor emissienevels. Een goede poolzoeker of polarscope is sterk aanbevolen voor nauwkeurige uitlijning. Voor serieuze fotografie wil je bovendien een guidingtelescoop of off-axis guider met bijbehorende guidingcamera en software zoals PHD2. Een planetarium-softwarepakket zoals Stellarium, Cartes du Ciel of SkySafari helpt bij het plannen van observaties en het identificeren van objecten. Voor GOTO-monteringen is de bijgeleverde handcontroller of pc-software via ASCOM-protocol de standaard manier van aansturen. Tenslotte is een stabiele stroomvoorziening essentieel: een portabel accu of een stroomkabel naar het stopcontact, afhankelijk van de locatie.
kan je foto's maken van de sterrenhemel met langere sluitertijden.
Voordelen van de equatoriale montering
Het grootste voordeel is ongetwijfeld de mogelijkheid voor langdurige astrofotografie zonder beeldrotatie. Dit opent de deur naar het fotograferen van zwakke nevels, sterrenstelsels en andere objecten die alleen zichtbaar worden bij het optellen van vele minuten of zelfs uren aan belichtingstijd. Het volgen van hemellichamen vereist slechts één as in beweging, wat de motoraandrijving eenvoudiger en nauwkeuriger maakt dan bij een alt-azimutale montering. De directe koppeling tussen de assen en de equatoriale hemelcoördinaten maakt handmatige goto mogelijk via de uurhoekschalen en declinatieschalen die op veel monteringen zijn aangebracht. Professionele equatoriale monteringen zijn bijzonder stabiel en nauwkeurig, met een periodieke fout van slechts enkele boogseconden voor topmodellen. Tenslotte is de equatoriale montering een doorontwikkeld ontwerp met uitgebreide kennis, compatibele accessoires en een grote gemeenschap van gebruikers.
Fabrikanten van equatoriale monteringen
Takahashi is een van de meest gerespecteerde namen in de astronomie. Hun EM- en EM-serie monteringen (zoals de EM-11 en EM-400) staan bekend om uitzonderlijke bouwkwaliteit en minimale periodieke fout. Ze zijn prijzig maar worden gezien als een levenslangs investering. Vixen is een andere gerenommeerde Japanse fabrikant met een breed gamma, van de betaalbare Polarie Star Tracker tot de professionele AXJ-montering. Unitron en Pentax hebben historisch ook equatoriale monteringen geproduceerd, al zijn die merken in de astronomie minder actief geworden. Sky-Watcher is waarschijnlijk de meest verkochte fabrikant ter wereld in het middensegment. Hun EQ3, EQ5, HEQ5 en EQ6-R Pro zijn enorm populair bij amateurs en beginners in de astrofotografie. De HEQ5 en EQ6-R worden vaak gezien als de beste prijs-kwaliteitverhouding in hun klasse. iOptron is een andere sterke Chinese fabrikant met innovatieve producten zoals de CEM (Center Balanced EQ Mount) serie, waarbij het zwaartepunt centraal is geplaatst voor betere balans en minder statiefbelasting. Hun CEM25P, CEM40 en CEM70 zijn populair bij astrofotografen. ZWO, vooral bekend van astronomische camera's, is recent ook de monteringmarkt opgegaan met de AM3 en AM5, harmonische aandrijvingsmontering zonder tandwielen die veel aandacht trekken vanwege hun compactheid en nauwkeurigheid. Bresser, Meade en Celestron bieden instapmodellen aan die geschikt zijn voor beginners die hun eerste stappen zetten in de equatoriale astronomie. Celestron is ook bekend van hun Advanced VX en CGEM II monteringen, die een goede middenweg bieden tussen prijs en prestatie. Explore Scientific heeft eveneens een assortiment equatoriale monteringen dat populair is bij beginners en gevorderde amateurs.
Tutorial
