Teleskoplar: Kurgu (Kundak) Sistemleri

Kurgu sistemi bir teleskobun olmazsa olmazıdır. Hiçbirimiz teleskobun yalnızca tüpünü alıp gözlem yapma şansına sahip değiliz. Öncelikle teleskobu sağlam bir şekilde, yere oturtacak bir yapıya ihtiyacımız var. Bu yapı gerektiğinde, Dünya’nın dönüş hareketinden dolayı gece boyunca yer değiştiren yıldızları da takip etmeli. Aksi halde baktığımız bir bölgedeki yıldızlar sürekli görüntüden çıkacaktır. Eğer astrofotoğrafçılık yapıyorsanız, bu kesinlikle istemediğimiz bir şeydir.

Tüm bunlara değinmeden önce, gökyüzündeki koordinat sistemlerine biraz değinmeliyiz. Çünkü teleskobun baktığı yer gökyüzüdür ve her baktığınız noktanın bir koordinatı bulunur. Her ne kadar bunu düşünerek yapmasak da, teleskobun hareketini anlamak açısından oldukça önemli bir konudur.

1) Yükseklik ve Ufuk Açısı (Altitude & Azimuth kısaca Alt-Az) Koordinatlar

Türkçelerine genelde pek aşina değiliz fakat, kavramları anlamak açısından önemli olduğunu düşünüyorum. Yükseklik, bildiğimiz şekilde yüksekliği ifade eder. Gök cisminin yerden (ufuktan), dik açısal uzaklığıdır. Ufuk açısı ise, ufukta kuzeyden açısal olarak ne kadar doğuda olduğunu ifade eder.

alt_az_altitude_azimuth

Yukarıdaki görüntü Stellarium adlı programdan çekilmiş bir görüntüdür. Buradaki ufka paralel çizgiler ve ufka dik çizgiler bahsettiğimiz Yükseklik ve Ufuk Açısı (Altitude ve Azimuth ya da kısa adıyla Alt-Az) sistemini gösteriyor. Yere paralel çizilen çizgiler Yükseklik (Altitude), yere dik olan çizgiler ise kuzeyden doğuya doğru artan Ufuk Açısı'nı (Azimuth) temsil ediyor.

Bu sistemde, zaman geçtikçe yıldızın Alt-Az değerleri de değişir. Çünkü yıldızlar gece boyunca, Dünya’nın yaptığı dönüş hareketinden ötürü Kutup yıldızının etrafında dolanıyor gibi görünür. (Bkz. Kutup Yıldızı Neden Sabittir?) Bu koordinat sisteminin dezavantajları için tekrar bu konuya döneceğiz.

2) Eşlek (Ekvatoryal) Koordinatlar

Sistem hakkında bilgi vermeden önce şunu açıkça söyleyebiliriz ki, her ne kadar üstteki sistem basit ve pratik gibi görünse de profesyonel olan herkes ekvatoryal sistemi kullanır. Bu sistemin temelinde Dünya’nın kendisi vardır. Yukarıda bahsettiğimiz Alt-Az sisteminde tepe noktası sizin başucunuzdur. Fakat burada Kutup yıldızı, daha doğru ifade edecek olursak Dünya’nın dönüş ekseni referans alınır.

Dolayısıyla Dünya dönüş hareketi yaptıkça, koordinat sistemi de bir bütün olarak döner. Bu sistemin en büyük avantajı buradadır. Anlaşılması kolay olması açısından dönüş ekseninden uzaklığı demek yerine, aşağı yukarı bu noktaya denk gelen kutup yıldızından olan uzaklığı diye ifade edeceğim.

Bu koordinat sistemindeki iki yönden birisi dik açıklık (Declination-DE), diğeri ise sağ açıklıktır (Right Ascension-RA). Dik açıklık, kutup yıldızından olan dik uzaklığı ifade eder. Sağ açıklık ise, bir saat gibidir. Kutup yıldızı saatin merkezinde ise, saatin merkezinden uzaklık dik açıklıkken, saatin kaç olduğu sorusunun cevabı da sağ açıklıktır.

Başka bir ifadeyle, merkezi Kutup yıldızı olan bir çember çizdiğimizi düşünürüz. Bu çemberin yarıçapı, bizim dik açıklığımızdır. Çemberin neresinde olduğumuz ise sağ açıklığın ifadesidir.

equatorial_coordinate_system

Eğer Stellarium'u veya başka bir programı açıp yıldızların dik açıklık değerini kontrol edecek olursanız, dik açıklık değerinin kutup yıldızında 90’dan başlayarak, uzaklaştıkça 0’a gittiğini göreceksiniz. Halbuki ben yukarıda Kutup yıldızından olan uzaklık olarak ifade etmiştim. Esasında dik açıklığın tam tanımı, Ekvator düzleminden olan uzaklıktır. Fakat ben örneklendirmesi kolay olduğundan ve böyle daha kolay benimsendiğini düşündüğümden bu şekilde ifade ettim. Dolayısıyla Kutup yıldızından hesap yaparken bulduğumuz değeri 90’dan çıkarırız.

Örneğin Vega, kutup yıldızından 52 derece kadar uzakta, dolayısıyla dik açığı 90-52=38 derece olur.

Bu sistemi anlatırken kutup noktası ve ekvator tanımlarını kullandık, Dünya referanslı olduğunu söyledik. Bunu daha iyi anlamak için aşağıdaki şekli inceleyebilirsiniz.

Ekvatoryal koordinat sistemi
Ekvatoryal koordinat sistemi

*Yazının amacı bu koordinat sistemlerini açıklamak olmadığı için, terimlerin bilimsel açıklamaları yerine anlaşılabilir olması açısından farklı ifadeler kullandım. Dolayısıyla eğer bu koordinat sistemleri ile ilgili bilgi edinmek istiyorsanız bu yazıyı referans almamanızı öneririm.

Teleskoplarda Kurgu Sistemleri

Alt-Azimuth (Alt-Az) Kurgu

Teleskop denilince akla gelen ilk görüntüdeki basit kurgu sistemidir. Teleskop Alt-Az koordinat sisteminde dolaşır. Yani daha basit ifade edecek olursak, teleskop sağa-sola ve yukarı-aşağı hareket eder. Oldukça basit ve pratik görünmesine karşın çok kullanışsızdır.

Teleskop tüpünün altında görünen alt-az kurgu
Teleskop tüpünün altında görünen Alt-Az kurgu.

Çatal Kurgu (Alt-Az)

Bu kurgu türü de Alt-Az kurgu sistemini kullanır, fakat birazdan bunun bir istisnasına değineceğiz. Bu kurgu yapısı itibariyle bir çatal gibi teleskobu tuttuğu için bu şekilde anılır. Bu kurgular da Alt-Az kurgudur, fakat mekanik sistemi bakımından daha farklı tasarlanmışlardır. Çoğu profesyonel teleskop ve gözlemevlerindeki devasa teleskoplar bu tarz kurgu üzerine kuruludur. Çünkü söz konusu büyük ağırlıklar olunca dengeyi en iyi şekilde sağlamak şarttır, bu da yapısı bakımıyla çatal kurgularda daha kolaydır. Bu teleskoplar çoğunlukla bir Go-To sistemine sahiptir. Birazdan buna ayrıca değineceğiz.

*Ufak teleskoplarda ikinci bir kol denge için gerekli olmadığından bunlar tek kollu da olabilir. Her ikisini de temel olarak Alt-Az olarak düşünebiliriz. Önemli olan hareketin gerçekleştiği koordinat sistemidir.

Bir Schmidt-Cassegrain türü teleskobu tutan Çatal Kurgu
Bir Schmidt-Cassegrain türü teleskobu tutan Çatal Kurgu.

Dobson Kurgu

Bu kurgu türü de Alt-Az koordinat sistemini kullanır. Özellikle amatör teleskop yapanların tercih ettiği kurgu türüdür, çünkü yapımı son derece basit ve düşük maliyetlidir. Dolayısıyla sadece gözlem amaçlı bir teleskop alacaksanız bu kurgu türüne sahip bir teleskop alabilirsiniz. Çünkü teleskobun fiyatına kurgu sistemi de dahildir. Dobson kurgular ucuz olduğundan verdiğiniz paranın çoğu teleskoba gider, dolayısıyla aynı fiyata daha büyük bir teleskop alabilirsiniz.

Bir dobson türü kurgu
Bir Dobson türü kurgu.

 

Eğer amacınız astrofotoğrafçılık ise bu yukarıdaki üçlüden hiçbiri sizin için uygun değildir. Bunun için aşağıdaki kurgu türlerini incelemelisiniz.

Ekvatoryal (Eşlek) Kurgu

Eğer amacınız astrofotoğrafçılık ise sahip olmanız gereken kurgu türüdür. Bunun yanında bir de birazdan değineceğimiz takip motoru gereklidir. Bu kurgu türü ekvatoryal (eşlek) koordinat sisteminde hareket ettiğinden ötürü, gece boyunca Dünya dönüş hareketi yaparken tam tersi yönde kendisi de döner (takip motoru olduğunda). Dolayısıyla baktığı noktadaki yıldızları yalnızca tek bir eksende hareket ederek sorunsuzca takip edebilir. Fakat belirtmekte fayda var ki, bu takip için bir takip motoru gereklidir. Burada değinmeye çalıştığımız şey, bu sistemin bu takip için uygun olan sistem olduğudur.

Ekvatoryal (eşlek) kurgu sistemine sahip bir teleskop
Ekvatoryal (eşlek) kurgu sistemine sahip bir teleskop.

Bu kurgu sistemi eşlek koordinat sistemini kullandığından ötürü kutup ayarı (polar alignment) dediğimiz ayar yapılmalıdır. Kurgunun bakış doğrultusu, kutup yıldızına denk getirilmeli ve gözlem boyunca hareket ettirilmemelidir (aslında Dünya'nın dönüş eksenine denk getirilmelidir fakat Kutup yıldızı aşağı yukarı bu eksen üzerinde yer alır). Çünkü Dünya gece boyunca dönüş hareketini sürdürürken, siz de kurgunuzu bu eksene göre ayarlayıp ters yönde hareket yaparsınız. Yani Dünya ile aynı dönüş eksenine sahip bir sistem oluşturursunuz, böylece tersine hareket yaparak yıldızı gece boyunca olduğu yerde duruyormuş gibi izleyebilirsiniz.

Ekvatoryal (eşlek) kurgu sisteminin çalışma prensibi
Ekvatoryal (eşlek) kurgu sisteminin çalışma prensibi.

Yukarıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi kutup ekseni (polar axis) Kutup yıldızına doğru yönlendirilir. Kutup yıldızı bulunduğunuz yerin enlemi kadar yerden yüksekliğe sahip olduğundan ötürü, sizin sisteminiz de bir eğime sahip olur. Bundan sonra yapılan hareket sağ açıklık ekseni (RA) boyunca dönmektir. Yani kurgu sistemi bir çember çizer. Dik açıklık (DEC) hareketi ise, teleskobu sağa sola doğru döndürmektir. Bir diğer anlamıyla bu eğim verilmiş Alt-Az sistemdir.

Ekvatoryal (Eşlek) Çatal Kurgu

Az önce bahsettiğimiz çatal kurguyu eşlek koordinat sistemine göre uyarlayabilirsiniz. Böylece Alt-Az kurgu sisteminden eşlek kurgu sistemine geçersiniz ve artık astrofotoğrafçılık ve gözlemler için uygun bir teleskobunuz olmuş olur. Normalde ekvatoryal kurgunun avantajları da olmasına karşın gözlemevlerindeki devasa teleskoplarda bu sistem tercih ediliyor. Bunun sebebi de teleskobu iki yönden tutarak iyi bir denge sağlamasıdır. Çünkü denge, takipte oldukça önemlidir ve devasa bir teleskobu devasa bir ekvatoryal sistem üzerine oturtmak pek de akla yatkın değildir.

Eşlek kurgu sistemine uyarlanmış bir çatal kundak
Eşlek kurgu sistemine uyarlanmış bir çatal kundak.

Takip Sistemi

Alacağınız bir teleskop hangi kurgu sistemine sahip olursa olsun, eğer astrofotoğrafçılık yapmak istiyorsanız haricen başka şeyler de olması gereklidir. Teleskobunuzdan baktığınızda Dünya’nın dönüş hareketinden ötürü yıldızlar bir süre sonra görüntüden çıkacaktır. Ne kadar çok yakınlaştırırsanız görüntü o kadar hızlı kayar. Çıplak gözle geniş bir alanı gördüğümüzden ötürü bunu pek fark edemeyiz, fakat yakınlaştıkça hareket barizleşir.

Neden Astrofotoğrafçılık İçin Takip Motoruna İhtiyacım Var?

Astrofotoğraf çekmek için gerekli olan en önemli unsur uzun pozlama yapabilmektir. Burada basitçe uzun pozlama kavramına değinmemiz gerekiyor.

Bir fotoğraf makinesinin deklanşörüne bastığınız zaman bir ses duyarsınız. Bu, oradaki perdenin (diyaframın) açılıp kapanma sesidir. Her ne kadar anlık gibi olsa da, eğer dikkat ederseniz karanlık bir ortamda bu ses biraz gecikmeli olur. Bunun sebebi görüntünün görünebilir olması için ortamda yeterli ışık olmamasından dolayı pozlama süresinin artmasıdır. Siz deklanşöre bastığınız anda sensörün üstüne ışık düşmeye başlar, yeterli olduğu anda ya da sizin belirlediğiniz bir anda kapanır. Bu arada belirli bir süre geçer bu süre genellikle en düşük olarak saniyenin 4000’de 1’idir. En uzun olarak ise, istediğiniz kadar olabilir. İşte uzun pozlama budur.

Diyaframı açarsınız ve istediğiniz süre boyunca ışık toplarsınız. Bu sayede çok sönük şeyleri görmeniz mümkün olur. Çünkü saniyede 100 foton alıyorsanız ve görmeniz için 1000 foton gerekiyorsa, 10 saniye pozlamanız yeterli olacaktır. Eğer aydınlık bir ortamda bunu yaparsanız görüntü ışığa aşırı doyarak bembeyaz olur.

Yıldızlar da çok sönük objeler olduğundan, daha sönük olanları görebilmek için uzun pozlama yaparız. Bu bazen 10 dakika hatta 1 saat bile olabilir. Eğer bu hareket boyunca görüntü hareket ederse, yıldızınız bir çizgi gibi uzar. Çünkü başlangıçta görüntünün ortasından size foton yollarken, zamanla hareket ettiği noktalardan yollayarak ilerlemesine devam eder. Bu sayede yıldız izi fotoğrafları çekebilirsiniz. Fakat eğer daha sönük objeleri görmek istiyorsanız yıldız olduğu yerde durmalıdır. Yani iyi bir takip şarttır.

Bir yıldız izi fotoğraf çalışması
Bir yıldız izi fotoğraf çalışması.

Go-To Sistemler ve Takip Motoru

Eğer işleri biraz daha kolaylaştırmak istiyorsanız, teleskobunuzu Go-To özelliğe sahip olarak seçebilirsiniz. Bu özellik, teleskobunuzu kumanda ederek, gerek bilgisayardan gerek el kumandasından istediğiniz yere yönlendirebilmenizi sağlar. Gerekli ayarları yaptıktan sonra "şu cisme git" dediğinizde, teleskop yazılımı sayesinde oraya gider ve o gök cismini takip etmeye başlar. Fakat takdir edersiniz ki, böyle bir sistemin maliyeti oldukça fazladır.

Çatal kundağa sahip neredeyse her teleskopta bu sistem bulunur. Daha önce Alt-Az sistemlerin astrofotoğrafçılık için uygun olmadığını, astrofotoğrafçılık için takip gerektiğini söylemiştik. Bu sistem takip yapıyor, fakat astrofotoğrafçılık için uygun değil. Bu nasıl oluyor?

Koordinat sisteminizi eşlek koordinat sistemine göre ayarlamazsanız, gök cismi gece boyunca Kutup yıldızı etrafında döneceğinden, görüntü de kendi etrafında döner. Buna alan dönmesi (field rotation) adı verilir. Her ne kadar bu hareket çok bariz olmasa da belirli sürede pozlama süresinin üstüne çıkmanıza engel olur. O sebeple en iyi takip için sisteminiz ekvatoryal sistem olmalıdır. Fakat yine de normal çatal kurgularla da hedefi yüksek tutmayacağınız fotoğraflar çekebilirsiniz.

Alt-az kurguya sahip çatal kundakta alan dönmesi
Alt-Az kurguya sahip çatal kundakta alan dönmesi.

Eğer sisteminiz ekvatoryal olursa, teleskop da objeyle birlikte döneceğinden görüntüde hiçbir değişiklik olmaz.

Sonuç olarak, kurgularda iki çeşit önemli unsur bulunur. Bunlar, tasarımı-mekaniği ve kullandığı koordinat sistemidir. Sizin takip yapıp astrofotoğraf çekip çekemeyeceğini belirleyen, kullandığı koordinat sistemidir. Eğer astrofotoğrafçılık yapmak istiyorsanız, öncelikle ekvatoryal sisteme sahip bir teleskop almalısınız. Ayrıca bu teleskobun bir Go-To özelliği olmasa bile bir takip motoru bulunmalıdır. Tasarımı-mekaniği ise bu noktadan sonra sizin tercihinize kalıyor.

Ögetay Kayalı

Referanslar
1. Varol Keskin, Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü, Pratik Astronomi Ders Notları

Ögetay Kayalı

Astronom. Özel ilgi alanı teorik kozmoloji, özellikle Einstein'ın görelilik kuramının modifiye edilmesi (modified gravity) üzerine uğraşıyor. Bunların yanında ender bulduğu zaman aralıklarında kafasına esince programlama, 3B modelleme, makineler, tasarım, fotoğrafçılık, resim ve satranç ile de ilgileniyor.

Ögetay Kayalı 120 makale yazdıÖgetay Kayalı tarafından yazılan tüm makaleleri gör