کار با مقرهای استوایی

نویسنده: آلِن دایِر

مترجم: اویس محمودی

نیازی نیست با دیدن پیچ‌ها و اهرم‌های روی مقر نگران شوید.

در دوران کنونی که دوران تکنولوژی‌های پیشرفته است، مردم اغلب گمان می‌کنند برای آن‌که یک تلسکوپ بتواند ستاره‌ها را دنبال کند، به قدرت محاسباتی فوق‌العاده پیچیده‌ای نیاز دارد. با وجود این‌که این سطح از تکنولوژی در ابزارهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد، تنها چیزی که برای نگاه داشتن یک جرم در مرکز میدان دید تلسکوپ نیاز دارید، یک مَقَر استواییِ به‌خوبی قطبی شده و یک موتور ارزان‌قیمت است که تلسکوپ‌تان را با سرعت مناسب بچرخاند. حتی اگر مقر استوایی شما موتور ندارد، می‌توانید با چرخاندن یک پیچ به‌راحتی اجرام را در آسمان دنبال کنید.

کلمۀ "استوایی" از این واقعیت گرفته شده است که یکی از محورهای مقر، تلسکوپ را به موازات استوا می‌چرخاند و بدین ترتیب این امکان را به شما می‌دهد که چرخش زمین به‌دور خودش را با چرخاندن آهستۀ این محور با سرعتی برابر سرعت چرخش زمین به‌دور خودش، ولی در خلاف جهت آن، جبران کنید. نوع رایج دیگر مقر، یعنی مقرهای سمت-ارتفاعی، به‌صورت بالا-پایین (مختصۀ ارتفاع) و چپ-راست (مختصۀ سَمت) تلسکوپ را حرکت می‌دهند. با آن‌که حرکت در راستای این مختصات از برخی لحاظ ساده‌تر است، اما برای آن‌که بتوانید در هنگام رصد با تلسکوپی که روی یک مقر سمت-ارتفاعی قرار دارد، اجرام را درون میدان دید چشمی نگاه دارید، باید تلسکوپ را در هر دو جهت حرکت دهید. این کار در بزرگ‌نمایی‌های بالا ایجاد مشکل می‌کند و در بیشتر مواقع نمی‌توان برای عکس‌برداری از آن‌ها استفاده کرد. برخی مقرهای سمت-ارتفاعی می‌توانند اجرام را در آسمان به‌طور خودکار ردگیری کنند. اما برای آن‌که بتوانند این‌کار را انجام دهند، نیازمند موتورهای کامپیوتری روی هر دو محور هستند و این به‌نوبۀ خود سبب می‌شود قیمت‌شان بیشتر باشد.

داشتن مقر‌های استوایی که ردگیری را به‌خوبی انجام دهند نیز هزینه‌بر است. اما این هزینه مربوط به پولی که برای خرید آن‌ها می‌پردازید نیست، بلکه مربوط به سردرگمی‌ای است که بیشتر افراد در اولین استفاده از آن‌ها تجربه می‌کنند. مقرهای استوایی به‌جای دو محور، دارای چهار محور هستند که برخی یا همۀ این محورها انواع مختلفی از مکانیسم‌های قفل‌کننده و تنظیم ریز دارند. این خود سبب می‌شود تعداد زیادی دکمه، اهرم و پیچ به مقر اضافه شود. در نتیجه هیچ تعجبی ندارد که افراد دچار سردرگمی شوند! حال بیایید با بخش‌های متحرک مقرهای استوایی آشنا شویم.

انواع مختلفی از مقرهای استوایی وجود دارد. بااین حال در این‌جا تنها به رایج‌ترین نوع این مقر‌ها، یعنی مقر‌های استوایی آلمانی، اشاره می‌کنیم. این مقرها را می‌توان از روی وزنۀ تعادلی که در سمت مقابل لولۀ تلسکوپ قرار می‌گیرد، تشخیص داد. طراحی‌های کاملاً متفاوت دیگری از مقرهای استوایی وجود دارند که کارکرد همۀ آن‌ها مشابه است. تقریباً هرآنچه که در این‌جا بیاموزید، برای همۀ مقرهای استوایی صادق است.

اگر چه ممکن است برخی جزئیات مقرهای استوایی سبک آلمانی با یکدیگر متفاوت باشد، بااین‌حال بیشتر قطعات آن‌ها مشابه است. بهتر است این گونه مقرها را ابتدا در خانه نصب کنید و چگونگی استفاده از آن‌ها را تمرین کنید. پیش از آن‌که در تاریکی شب دچار مشکل شوید، با چگونگی حرکت تلسکوپ روی مقر و مکان کنترل‌های آن آشنا شوید.

 نصب

اولین چیزی که باید بدانید این است که در طول یک برنامۀ رصد، دو محور از چهار محور مقرهای استوایی تنها یک مرتبه، آن هم در هنگامی که می‌خواهید در ابتدای کار تلسکوپ را نصب کنید، مورد استفاد قرار می‌گیرند. در واقع یکی از محورها، یعنی محور ارتفاع را تنها باید یک بار روی مقدار زاویۀ عرض جغرافیایی مکان رصد خود تنظیم کنید. پس از آن، دیگر لازم نیست آن‌را تغییر دهید، مگر آن‌که بخواهید به یک مکان دیگر بروید.

نصب اولیه را بهتر است در روشنایی روز انجام دهید. اگر مختصۀ ارتفاع مکان خود را نمی‌دانید، می‌توانید با مراجعه به یک نقشه یا اینترنت آن‌را بیابید. لازم نیست مقدار دقیق را پیدا کنید؛ حتی مقدار مختصۀ ارتفاع مربوط به یک شهر بزرگ در نزدیکی شما هم کفایت می‌کند. اکنون مفصلی را که نزدیک بالای سه‌پایه قرار دارد و می‌تواند کل تلسکوپ را بالا و پایین بچرخاند، پیدا کنید. احتمالاً یک مقیاس شبیه نقاله روی آن وجود دارد که از 0 تا 90 درجه، درجه‌بندی شده است . اگر درجه بندی وجود نداشت بطور تقریبی زاویه قرار گیری را حدود 45 درجه قرار دهید.

سازوکار تنظیم کردن و قفل کردن محور ارتفاع در مدل‌های مختلف مقر‌ها کمی متفاوت است. دو گونۀ رایج در زیر نشان داده شده‌اند. از آن‌جایی که این مفصل وزن کل تلسکوپ را تحمل می‌کند، پس از انجام تنظیمات باید پیچ‌ها را به‌خوبی سفت کنید. هیچ‌کس دوست ندارد در میانۀ شب تلسکوپ بچرخد و به زمین بیفتد.

نشانه‌گیری به سمت قطب

اگر چند ساعت آسمان را تماشا کنید، متوجه خواهید شد که ستاره‌ها روی مسیرهایی دایره‌ای- شکل دور ستارۀ قطبی می‌گردند. برای آن‌که یک مقر استوایی بتواند چرخش زمین به‌دور خودش را جبران کند، محور قطبی آن باید در راستای مرکز این دایره‌ها قرار گیرد. شما پیش از این با تنظیم محور ارتفاع روی عرض جغرافیایی مکان خود (زاویۀ بین ستارۀ قطبی و افق مکان رصد) اولین گام را برداشته‌اید (اگر می‌خواهید روی یک تپه به رصد بپردازید، احتمالاً باید پایه‌های سه‌پایۀ خود را طوری تنظیم کنید که مقر به‌خوبی تراز شود). گام بعدی این است که محور قطبی را رو به شمال قرار دهید.

همانند محور ارتفاع، سازوکار تنظیم مختصۀ سَمت نیز در مقرهای مختلف، متفاوت است. برخی مقرهای ارزان‌قیمت اصلاً محور سَمت ندارند؛ در این مواقع باید کل سه‌پایه را بلند کنید و آن‌را طوری زمین بگذارید که محور قطبی آن در جهت شمال قرار گیرد. در مقرهای دیگر، تنها زمانی می‌توانید مقر را روی سه‌پایه به اطراف بچرخانید که پیچ‌های قفل‌کنندۀ ویژه‌ای را شل کرده باشید (مقر سمت چپ در شکل پایین). پس از اتمام تنظیمات، پیچ‌های مربوطه را سفت کنید.

اگر هدف شما تنها مشاهدۀ اجرام درآسمان است (رصد تفننی)، همین که محور قطبی را در راستای نقطه‌ای در نزدیکی ستارۀ قطبی قرار دهید، کافی است. شما می‌توانید تلسکوپ را آن‌قدر حول محور مِیل بچرخانید تا آن‌که در نهایت لولۀ تلسکوپ به موازات محور قطبی قرار گیرد. به این ترتیب می‌توانید به محدودۀ چند درجه‌ای از ستارۀ قطبی برسید (در شکل پایین، تلسکوپ را در وضعیتی می‌بینید که همواره در تصاویر تبلیغاتی دیده می‌شود. با این حال به‌ندرت در هنگام رصد آسمان تلسکوپ را در این وضعیت قرار می‌دهید). سپس مختصات سَمت و ارتفاع را طوری تنظیم کنید که ستارۀ قطبی درون میدان دید چشمی قرار گیرد.

اگر درخت یا بنایی مانع مشاهدۀ ستارۀ قطبی می‌شود، یا اگر آسمان هنوز به اندازۀ کافی برای دیدن ستارۀ قطبی تاریک نشده است، می‌توانید با استفاده از یک قطب‌نما شمال را پیدا کنید. این روش خیلی دقیق نیست، چون شمال مغناطیسی در بسیاری از نقاط کرۀ زمین در جهتی متفاوت با جهت شمال جغرافیایی قرار دارد. با این حال برای بیشتر اهداف رصدی این دو جهت به‌اندازۀ کافی به یکدیگر نزدیکند.

اگر می‌خواهید با استفاده از موتور ردیاب اجرام را ساعت‌ها در مرکز میان دید نگاه دارید، یا اگر می‌خواهید عکاسی نجومی با نوردهی طولانی انجام دهید، باید جهت شمال را دقیق‌تر بیابید. بسیاری از مقرهای استوایی گران‌قیمت، در نقطه‌ای که مقر به سه‌پایه متصل می‌شود، دارای پیچ‌های تنظیم ریز هستند. با کمک یکی از پیچ‌های تنظیم می‌توانید کل مقر را در جهت مختصۀ سَمت بگردانید تا سر آن به‌طور دقیق در جهت شمال قرار گیرد. با استفاده از پیچ تنظیم دیگر، می‌توانید محور قطبی را اندکی بالا و پایین ببرید (راستای مختصۀ ارتفاع).

درون محور قطبی برخی مقرها برای قطبی کردن دقیق‌تر، یک جویندۀ ویژه وجود دارد. اگر از درون آن نگاه کنید، یک الگوی راهنما خواهید دید که جایی که ستارۀ قطبی باید قرار داشته باشد را نشان می‌دهد. به این ترتیب می‌توانید مکان دقیق قطب سماوی را با دقت 1 درجه بیابید.

تنظیم‌های قطبی کردن ریز برای مختصات سَمت و ارتفاع، برای تنظیم دقیق راستای محور قطبی در راستای ستارۀ قطبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با انجام این تنظیمات ریز، محور قطبی به‌طور دقیق با ستارۀ قطبی هم‌خط می‌شود. برای حرکت دادن لولۀ تلسکوپ در طول شب از پیچ‌های تنظیم ویژۀ هم‌خطی استفاده نکنید. همچنین، برای نشانه‌گیری یک جرم جدید با تلسکوپ، سه‌پایه را بلند نکنید و آن‌را نچرخانید. این کار سبب می‌شود هم‌خطی محور قطبی و قابلیت ردگیری تلسکوپ از بین برود (هزینۀ زیادی که برای خرید تلسکوپ پرداخت کرده‌اید، برای استفاده از قابلیت ردگیری آن است). به بیان دیگر، هیچ ضربه‌ای به سه‌پایه وارد نکنید!

اگر بخواهید مکان رصدی خود را تغییر دهید، چه؟ اگر به سمت شرق یا غرب می‌روید، لازم نیست کاری انجام دهید. اما اگر مسافت زیادی را به سمت شمال یا جنوب طی کردید، این بدان معناست که عرض جغرافیایی شما تغییر کرده است و باید یا با استفاده از تنظیم‌های ریز، و یا با شل کردن پیچ‌های بزرگ مرکزی که احتمالاً در هنگام نصب اولیۀ تلسکوپ آن‌ها را تنظیم کرده‌اید، زاویۀ محور قطبی را روی عرض جغرافیایی مکان جدید تنظیم کنید. با این حال به یاد داشته باشید که کارکرد موتور تلسکوپ به‌خوبی قبل خواهد بود. سرعت زاویه‌ای چرخش زمین در تهران و بندرعباس یک مقدار است!

چگونگی حرکت دادن لولۀ تلسکوپ

حالا که محور قطبی را هم‌خط کرده‌اید، باید با کنترل‌هایی که برای حرکت دادن تلسکوپ برای یافتن و ردگیری اجرام در آسمان مورد استفاده قرار می‌گیرند، آشنا شوید. یکی از کنترل‌ها برای حرکت دادن تلسکوپ در راستای شرق و غرب حول محور قطبی است (این مختصه در آسمان با نام بُعد یا R.A. شناخته می‌شود). کنترل دیگر مربوط به راستای شمال و جنوب (مختصۀ مِیل) است. همان‌طور که در شکل زیر می‌بینید، هر دو محور مجهز به گیره‌های قفل‌کننده (یا کلاچ)، پیچ‌های حرکت آهسته، و احتمالاً موتور هستند. می‌توانید یک برچسب روی هر کدام از پیچ‌های تنظیم یا پیچ‌های قفل‌کننده قرار دهید تا تشخیص آن‌ها از یکدیگر راحت‌تر شود.

برای حرکت دادن تلسکوپ به سمت بخش متفاوتی از آسمان، پیچ‌های قفل‌کنندۀ محورهای بُعد و مِیل را شل کنید. اولین بار که این کار را انجام می‌دهید، احتیاط کنید. اگر تلسکوپ به‌شدت شروع به چرخش کرد، مطابق آن‌چه در زیرنویس شکل قبل گفته شد، باید آن‌را تراز کنید. با شل کردن پیچ‌های قفل‌کننده، هم کنترل‌های حرکت آهسته و هم موتور در حالت خلاص قرر می‌گیرند. به‌این ترتیب می‌توانید لولۀ تلسکوپ را با دست بگیرید و آن‌را به هر سمتی که می‌خواهید بچرخانید.

در ابتدا ممکن است به‌نظر برسد که گویی با مقر در حال کشتی گرفتن هستید. اما خیلی زود خواهید توانست به‌راحتی تلسکوپ را به اطراف بگردانید. به یاد داشته باشید که باید گردش آسمان را در نظر بگیرید، نه زمین. گرداندن تلسکوپ حول محور مِیل سبب می‌شود تلسکوپ به ستارۀ قطبی نزدیک، یا از آن دور شود. این در حالی است که گرداندن تلسکوپ حول محور (قطبی) بُعد تلسکوپ را در دایره‌ای دور ستارۀ قطبی به حرکت در‌می‌آورد.

حالا کاملاً آماده شده‌اید. تلسکوپ را از جرمی به جرم دیگر می‌گردانید، تا آن‌که... تَق! لولۀ تلسکوپ به سه‌پایه برخورد می‌کند. و تازه متوجه ایراد مقرهای استوایی آلمانی می‌شوید. هنگامی که یک جرم را از آسمان شرقی به سمت آسمان غربی ردگیری می‌کنید، ممکن است لولۀ تلسکوپ در یک مسیر کمانی‌شکل حرکت کند و به سه‌پایه برخورد کند و به‌این ترتیب تلسکوپ نتواند ردگیری را ادامه دهد.

برای اجتناب از این وقوع این اشکال، ابتدا خطی را تصور کنید که از شمال شروع می‌شود، از ستارۀ قطبی و بالای سر شما می‌گذرد و به افق جنوبی ختم می‌شود. این خط، نصف‌النهار نام دارد. اگر می‌خواهید با یک مقر استوایی آلمانی جرمی را رصد کنید که در شرق نصف‌النهار قرار دارد، لولۀ تلسکوپ باید در سمت غرب پایه قرار داشته باشد، و بالعکس.

برای دنبال کردن یک جرم از یک سمت نصف‌النهار به سمت دیگر آن، اغلب باید تلسکوپ را از یک سمت پایه به سمت دیگر آن ببرید. برای این‌کار، باید تلسکوپ را (همان‌طور که در شکل‌های زیر دیده می‌شود) حول هر دو محور بگردانید (ممکن است در ابتدا سخت به‌نظر برسد. بنابراین بهتر است ابتدا در خانه انجام این کار را تمرین کنید). پس از انجام آن، تلسکوپ در سمت دیگر محور قطبی خواهد بود و همان نقطه‌ای از آسمان که پیش از این تلسکوپ به سمت آن نشانه رفته بود را نشان می‌دهد (در برخی از مدل‌ها، "نقاط کور"ی در آسمان وجود دارد که صرف‌نظر از این‌که تلسکوپ را به کدام  سمت می‌گردانید، نمی‌توانید تلسکوپ را به سمت آن‌ها نشانه‌گیری کنید).

ممکن است چشمی تلسکوپ شما گاهی در وضعیت نامناسبی قرار گیرد. اگر چشمی به یک چپقی متصل است که در عقب تلسکوپ قرار دارد، احتمالاً می‌توانید این ایراد را تنها با چرخاندن چپقی رفع کنید. اگر تلسکوپ شما یک بازتابی نیوتونی است، باید کل لولۀ تلسکوپ را درون حلقه‌های نگه‌دارنده بچرخانید. پیش از انجام این کار، باید لولۀ تلسکوپ را در وضعیت افقی قرار دهید. در غیر این‌صورت، ممکن است هنگامی که آن‌را می‌چرخانید، به سمت پایین بلغزد. 

قرار دادن اجرام در مرکز میدان دید چشمی و ردگیری آن‌ها

هنگامی که جرم مورد نظرتان در میدان دید جوینده مشاهده شد، پیچ‌های قفل‌کننده را سفت کنید و با استفاده از پیچ‌های تنظیم ریز، آن را در مرکز علامت + قرار دهید. اگر جوینده به‌خوبی هم‌خط شده باشد، هدف مورد نظر باید هم‌اکنون درون چشمی تلسکوپ قابل مشاهده باشد. اگر از هم‌خط بودن دقیق جوینده مطمئن نیستید، ابتدا از یک چشمی با کمترین بزرگ‌نمایی استفاده کنید (چشمی‌ای که بزرگ‌ترین عدد روی لولۀ آن نوشته شده باشد). با کمک میدان دید وسیع این چشمی می‌توانید اجرام را راحت‌تر بیابید و راحت‌تر در مرکز میدان دید قرار دهید.

مقری که دارای موتور است، جرم مورد نظر شما را در آسمان دنبال می‌کند (اگر صدای موتور را می‌شنوید، ولی تلسکوپ اجرام را ردگیری نمی‌کند، باید دوباره پیچ‌های قفل‌کننده را بررسی کنید تا از سفت بودن آن‌ها مطمئن شوید). اگر هم‌خطی تلسکوپ با ستارۀ قطبی خوب نبود، ممکن است لازم باشد هر از گاهی کمی پیچ‌های تنظیم ریز را بچرخانید (یا از دکمه‌های مربوط به موتور روی کنترل دستی استفاده کنید) تا اجرام در مرکز میدان دید باقی بمانند. اگر مقر شما موتور ندارد، باید پیچ تنظیم بُعد را هر چند دقیقه یک‌بار بچرخانید تا اجرام در مرکز میدان دید باقی بمانند. حتی اگر کمی استراحت کنید و بگذارید اجرام از میدان دید خارج شوند، می‌توانید با چرخاندن همان یک پیچ دوباره آن‌ها را در میدان دید قرار دهید.

ممکن است این‌کارها پیچیده باشند، اما بااین حال جای نگرانی نیست؛ چون بسیار راحت‌تر از آن‌چه به‌نظر می‌رسند، قابل انجامند. پس از چند شب کار کردن با تلسکوپ در زیر آسمان، می‌توانید همانند یک فرد خبره با مقر استوایی‌تان کار کنید.

آلِن دایِر تولیدکنندۀ نمایش (Show Producer) در مرکز علوم کَلگری است. او همکار تألیف راهنمای منجمین آماتور (The Backyard Astronomers Guide) نوشتۀ تِرِنس دیکِنسون است.