モータードライブ (望遠鏡)

モータードライブとは

モータードライブは、天体望遠鏡の赤道儀式架台に取り付けられるアクセサリーで、星の日周運動に合わせて望遠鏡を自動で追尾させるための装置です。地球の自転により、星は時間とともに動いて見えるため、手動で追尾する場合は微動ハンドルを常に操作する必要があります。モータードライブを使用することで、観測者はより観測に集中でき、天体写真撮影では星が点として捉えられるようになります。

モータードライブの歴史

星は日周運動によって動くため、放置すると観測視野から外れたり、天体写真では星が線として写ってしまいます。これを防ぐために、従来は赤経微動ハンドルを操作して追尾が行われていましたが、手動操作は手間がかかり、特に天体写真撮影では結果に影響を及ぼす可能性がありました。そのため、自動追尾の必要性が認識され、開発が進められました。

初期の追尾装置としては、錘が重力で下がる力を利用した運転時計が使用されました。これは調速機で減速させ、等速運動を実現するものでしたが、非常に大型であったため、天文台に設置された大型望遠鏡にしか利用できませんでした。

モーター化の進展

1970年代に入ると、小型望遠鏡向けのモータードライブ装置が市場に登場し始めました。初期にはサーボモーターやシンクロナスモーターが使用されていましたが、次第に水晶発振によるステッピングモーターが主流となりました。ステッピングモーターは、より正確な制御が可能であり、自動ガイド技術と組み合わせて使用されることが一般的になりました。

自動導入装置の登場

1984年4月には、ビクセンが赤経軸だけでなく赤緯軸にもモーターを取り付け、コンピュータ制御によって天体を自動導入・追尾する「スカイセンサー」を発売しました。この製品の登場以降、赤道儀は二軸モーターを内蔵することが一般的になりました。これにより、天体観測や撮影がより手軽になり、多くの人に天体観測の楽しみが広がりました。

モーターの種類と特徴

モータードライブに使用されるモーターには、主に以下の種類があります。

シンクロナスモーター: 家庭用AC100V電源を使用し、商用電源の周波数（50Hz/60Hz）に同期して回転します。精度は電源の精度に依存するため、短時間で見ると回転にバラつきが見られます。また、回転数の可変範囲も狭く、野外での使用には不向きです。

DCモーター: 比較的トルクが高く、高速回転が可能ですが、低速域で不安定になりがちです。負荷変動に弱いため、過去にはタコジェネレーターを組み合わせて使用されることもありました。しかし、タコジェネレーターは回転ムラを検知するのに時間がかかり、追尾精度に課題がありました。近年では、エンコーダとフィードバック回路に水晶発振子を用いることで、精度を高めたサーボ方式が利用されています。

ステッピングモーター: モーター自体の回転精度が非常に高く、大気差やギアの精度よりも高いため、追尾精度において問題になりません。駆動回路の工夫により電池駆動が可能で、速度も恒星時の数百倍まで対応できます。また、増減速スイッチへの反応が速いため、多くの市販望遠鏡に採用されています。

まとめ

モータードライブは、天体望遠鏡の観測・撮影において非常に重要な役割を果たす装置です。技術の進歩とともに、より正確で使いやすい製品が開発され、天体観測の楽しみを広げています。

出典

天文と気象別冊『天体望遠鏡のすべて'75年版』地人書館
天文ガイド編『増補天体写真テクニック』誠文堂新光社 ISBN 4-416-28706-2
西条善弘・渡辺和明『天体望遠鏡ガイドブック』誠文堂新光社 ISBN 4-416-28909-X

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