架台の種類と構造

架台の種類と構造

架台の構造

架台とは、望遠鏡本体を支える台座で、望遠鏡の光学系と共に重要な部分です。
天体望遠鏡の架台には赤道儀式と経緯台式があります。赤道儀は地球の自転に伴って移動する天体を、一軸の動きだけで追い続けることができる方式です。経緯台は水平と垂直の二軸を同時に動かして目的の天体を追う方式です。

赤道儀の特徴

赤経軸と赤緯軸があり、赤経軸が北極点（南極点）に向くように傾けられています。この傾いた軸を極軸といい、傾斜角度はその観測地点の緯度と同じです。星は地球の自転によって東から西へ動くように見えますが、極軸を星の移動に合わせて動かすだけで常に視野の中に入れておくことができ、長時間の観測や写真撮影にも向いています。構造的に重く、移動式の場合は設置に多少時間がかかります。赤道儀の基本はドイツ式とフォーク式ですが、用途により改良され色々な方式があります。

経緯台の特徴

カメラの三脚のように水平軸と垂直軸からなり、軽く、操作が簡単で初心者でも迷うことなく扱うことができます。星はたいてい斜めに動くので、時間と共にずれて視野からはずれますが、視野内に留めておくには水平と垂直を同時に動かさなければならず面倒です。最近の経緯台式はコンピュータ制御された自動追尾装置が付いているものも多く、二軸追尾の煩わしさが解消されています。経緯台では時間とともに視野がゆっくり回転するため、長時間の写真撮影には向きませんが、月や惑星のような明るい天体なら撮影は可能です。

架台の種類

ドイツ式赤道儀

赤経と赤緯の2軸からなる構造で、鏡筒の反対側にバランスを取るための重りがある

• メリット　極軸を合わせるための極軸望遠鏡をつけられるため、移動式でも素早い設置が可能。
• デメリット　バランスウェイトが必要でその分重い。ニュートン式望遠鏡の場合、南中を境に東と西で接眼部の位置が大きく変わる
• 使用例　小口径から大口径まで最も多く普及している方式で、入手が簡単

イギリス式赤道儀

ドイツ式の極軸をのばして極軸を2点で支える方式

• メリット　死角がない
• デメリット　全体が大型化するため設置スペースも大きくなる
• 使用例　岡山天体物理観測所の188cm望遠鏡、堂平山天文台の91cm望遠鏡など

フォーク式赤道儀

極軸の先の望遠鏡を支える部分がフォークのようなU字アームになっている

• メリット　バランスウェイトが不要なので軽い
• デメリット　極軸方向に鏡筒があるため北極星が見えず、設置に多少時間がかかる
• 使用例　カセグレン式やシュミットカセグレン式で使用されることが多い。公開天文台の反射式望遠鏡の多くはフォーク式である
  U字アームの片側を省略したL字アーム（片持ちフォーク式）もある。しょさんべつ天文台はフォーク式

ヨーク式赤道儀

フォーク式のU字を極方向に延長し極軸を2点で支持する形。

• メリット　2点支持のため安定してバランスも良い。太陽・月・惑星など極付近の観測を必要としない場合は扱いやすい
• デメリット　南北に長くなるため広い設置スペースが必要。極方向に支持脚があるため極付近の観測ができない
• 使用例　リック天文台の2.5m望遠鏡、乗鞍コロナ観測所のコロナグラフ（廃止されている）など

ホースシュー（馬蹄形）式赤道儀

フォーク式の改良版で、フォークの先の部分を円形にして回転させる

• メリット　2点支持で安定している。鏡筒の自重による極軸のたわみを軽くしている
• デメリット　広いスペースが必要
• 使用例　パロマー天文台の5m望遠鏡、チリのセロ・トロロ天文台の4m望遠鏡など

経緯台

カメラの三脚のように水平と垂直の動きで追尾する方式で、基本構造はフォーク式になる

• メリット　極軸合わせの必要がないので、セットの時間が短くて済む。以前は手動で追尾していたが、今はコンピューターによる自動追尾できるのが普通になっている
• デメリット　追尾が水平、垂直の動きなので長い時間見ていると視野がゆっくりと回転して行く
• 使用例　構造が簡単なので軽く小型から大型までよく使われる。天文台にあるような巨大望遠鏡でも、軽量化と制御機能の進化により一般的になっている
  可動式電波望遠鏡もほとんどが経緯台式