说说赤道仪

天狼星YAN

说说赤道仪
作者：覃育
一套标准备置的天文望远镜往往由望远镜、赤道仪、脚架等部件组成，而望远镜、脚架相信大家都见过。没接触过天文望远镜的朋友，恐怕对赤道仪是最陌生的，因为它也是天文中特有的一个东东。这里我就给大家简单介绍一下。
要说赤道仪，应该先说一下地平式的装置（如左图）。
地平式的装置很常见，是一种具有两根轴的支架，望远镜装在上面，可以很方便地调整指向的方向和高度。初学者使用地平式装置找星应该没什么问题：想看哪儿就指向哪儿好了！不知道要找的星的位置？看星图好了，按图索骥嘛。通过星图找星是不是很困难？其实不难。当然，前提就是你应该熟悉全天的一些亮星较多或有指向功能的星座。比如小熊、大熊、天鹅、人马、天蝎、天鹰、天琴、猎户、飞马、仙女、天狼、狮子（顺便透露一下，其实我也只认识那么多了，再问我就去查星图了）。反正我就是这样找到c/2001 A2彗星的。通过已认识的星座再去认别的星座，难度会小很多。所以我建议，初学者在开始认星时最好找一个已经认识星座的朋友指导。
但用地平式的望远镜看星的时候，有一个明显的缺点：本来对准了一颗星，可一会以后，这颗星就跑到了视场外了，并且使用的放大倍率越高，这种现象越明显。这是因为每天星星都在做东升西落的运动。在地平坐标中，描述每颗星位置的两个值——方位角和地平高度都是随时间变化的。如果望远镜要一直指向某颗星，就必需同时调整望远镜的仰角和方位角。由于两个方向变化的量完全不一样，用这样的装置跟踪一颗星会相当困难（当然，现在用计算机导星的系统是可以做到在地平式装置下精确导星的）。
于是赤道仪就应运而生。赤道仪（如右图）是为了改进地平式装置的缺点而制作出来的。它的主要目的就是想克服地球自转对观星的影响。大家知道，正是由于地球自转，星星才产生东升西落的现象。
知道了原因，要解决这个问题就不难了，地球不断由西向东自转，24小时转360度，我们只要设计一个装置，让望远镜转动的速度和地球一样，而方向正好相反（由东向西），就可以消除地球自转的影响了。
从理论上说，赤道仪使用的坐标系是赤道坐标系。它相当于一个和星星一起旋转运动的大网格。由于它和星星一起转动，所以描述每颗星位置的两个值——赤经和赤纬是不变的。通俗地说，赤道仪就是一个试图让望远镜和这个网格一起转动的装置。
赤道仪使用时首先要将其极轴对准北天极。（理想的情况下）完全对准后，望远镜对向任何的星星，赤纬都不需要再调整，只需要让望远镜在赤经（或称时角）方向按星星的行进速度匀速转动，就可以让这颗星一直保持在望远镜的市场内。这个速度就是每天360度（因为地球每天转一圈嘛）。这就是所谓的自动跟踪。当然，如果你使用的是手动的赤道仪，你就得每隔一定时间调整一下赤经（或时角）旋钮，赤纬则无需调整（当然这是理想状况，如果极轴对得不够准，还要适当微调一下赤纬）。毋须同时调整两个轴，便于跟踪，这就是要使用赤道仪的根本原因。
很多天文普及书籍会教大家通过计算时角来找星，而根据我的经验，真正做业余观测时使用时角并不方便，因为得先算出恒星时，还要知道你想观测天体的赤经赤纬值。加上时角盘的精度的问题，这样找星远不如用星图直接找星方便。
所以，只有对于那种有固定底座、极轴已经对准的固定望远镜，以及对星座很不熟悉的人，它才有优势（我在南京大学天文系的时候就是这么玩法，老师从不教怎么看星座。要看星？先算恒星时，再算时角……哈哈，烦！所以天文系毕业的学生在天上找不到星座一点也不奇怪呀……）。
另外，直接用天文望远镜找星的确是有点困难的，因为主镜的视场往往很小。所以天文望远镜通常都有一个寻星镜，它的视场比较大，用于辅助找星。当然，如果有一架双筒镜帮忙，会轻松很多。这就是很多有经验的爱好者建议初学者先买双筒望远镜的缘故。