Jacek Bobowik „Od laika do astrofotografika”

3 września 2012

5 |

S t r o n a

Część III Optyczne szaleństwo

Najlepszy zestaw do astrofotografii to taki, którego się

często z powodzeniem używa. A więc naszym priorytetem w
poszukiwaniu rozwiązania na miarę naszych możliwości
powinny być nie tylko parametry optyczne i techniczne, ale
także względy praktyczne oraz wygoda obsługi.

A wszystko musi się zacząć o ustalenia, co chcemy sfotografować i gdzie będziemy to robić.

W warunkach miejskich na bardzo dobrym poziomie efekty osiągniemy w astrofotografii planetarnej i
księżyca, a także w fotografowaniu obiektów mgławicowych kamerami monochromatycznymi przy
użyciu filtrów wąskopasmowych.

W warunkach podmiejskich i wiejskich satysfakcjonujące efekty można uzyskać już praktycznie w
całym zakresie astrofotograficznych dziedzin, z wykorzystaniem detektorów kolorowych i
monochromatycznych. Przy astrofotografii obiektów głębokiego nieba wpływ zanieczyszczenia
sztucznym światłem i możliwości techniczne oraz optyczne zestawu będą przekładały się na ilość
obiektów w naszym realnym zasięgu,.

Jeżeli zdecydujemy się na fotografię planet, musimy uświadomić sobie, że są to dość jasne obiekty o
małych rozmiarach kątowych. Aby uzyskać obraz tych największych w przyzwoitych rozmiarach
musimy użyć często kilkumetrowych ogniskowych, a aby próbować wyłapać możliwie jak najwięcej
subtelnych szczegółów, powinniśmy się starać fotografować na początku tak, aby stosunek
ogniskowej do apertury (światłosiła) był w granicach 15-20. Determinuje to niestety wybór większego
teleskopu i zastosowanie dodatkowo soczewek Barlowa, stąd bardziej popularne w tej dziedzinie ze
względu również na cenę i praktyczne rozmiary są reflektory (teleskopy zwierciadlane).

Technika fotografowania planet i szczegółów księżyca będzie w większości przypadków polegała na
zarejestrowaniu krótkich ekspozycji, rzędu milisekund w ilości pozwalającej w późniejszym procesie
obróbki na wyeliminowanie maksymalnej ilości niepożądanego szumu i odpowiednie uwydatnienie
pożądanego sygnału fotografowanego obiektu. W zależności, od jakości zebranego materiału często
będzie to nawet kilkaset ujęć. W wielu wypadkach, aby uchwycić obraz planety z jej ciekawymi
szczegółami będziemy mieli ograniczony czas na zarejestrowanie takiej ilości materiału, związany z
rotacją fotografowanej planety.

Uwzględniając, więc powyższe aspekty najpraktyczniejsze w uzyskiwaniu pożądanych efektów będą
urządzenia rejestrujące pozwalające zarejestrować jak najwięcej klatek w ciągu sekundy (15-30)
i które potrafią je w tym czasie zapisać w formacie niepowodującym strat jakości obrazu. Lepsze do
tego celu są kamery monochromatyczne, ale wymagają dodatkowego osprzętu pozwalającego na
szybką zmianę filtrów, jeżeli chcemy uzyskać w efekcie kolorowy obraz.

Jeżeli będziemy chcieli naszym zestawem spenetrować zakamarki kosmosu znajdujące się poza
naszym Układem Słonecznym, będziemy mieli do czynienia z obiektami, których rozmiary już mogą
być różne.

Jacek Bobowik „Od laika do astrofotografika”

3 września 2012

6 |

S t r o n a

Aby świadomie ocenić możliwości wykonania astrofotografii naszego zaplanowanego celu musimy na
początek umieć ocenić jego jasność powierzchniową i rozmiary kątowe, które będą osiągalne w
większość dostępnych map nieba, a następnie umieć obliczyć pole widzenia naszego zestawu i jego
rozdzielczość.

Mając podane rozmiary matrycy naszego detektora (np. 13,5mm X 18mm), aby uzyskać jego pole
widzenia przy danej ogniskowej (np. 900mm) możemy skorzystać dla każdego boku ze wzoru:

rozmiar boku pola widzenia [arcmin] = 3436 * rozmiar boku matrycy [mm] / ogniskowa [mm]

Dla naszego przykładu pole widzenia wynosi 51,5’ X 68,7’ co pozwoli nam przy odpowiednim
wykadrowaniu zmieścić np. galaktykę M33, która ma rozmiar 68.7’ X 41.6'.

Rozdzielczość naszego zestawu określimy znając rozmiar piksela matrycy (np. 5,4um) i ogniskową (np.
900mm) za pomocą wzoru:

Rozdzielczość zestawu [arcsec/piksel] = 206,256 * rozmiar piksela [um] / ogniskowa [mm]

Dla naszego przykładu rozdzielczość zestawu wynosi 1,24 arcsec/piksel

Im mniejsza wartość wyliczona powyższym wzorem tym rozdzielczość jest lepsza, co pozwoli na
rozdzielenie i uwydatnienie na zdjęciu większej ilości szczegółów, ale im lepsza rozdzielczość tym
bardziej rosną wymagania, co do dokładności prowadzenia obiektu przez nasz montaż w całym czasie
naświetlania pojedynczej klatki. Ograniczeniem jest również stabilność atmosfery (seeing), który w
naszym kraju oscyluje w granicach 2 arcsec.

Obiekty głębokiego nieba są obiektami ciemnymi w porównaniu do obiektów Układu Słonecznego, w
związku z tym technika ich fotografowania będzie polegała na zarejestrowaniu dłuższych ekspozycji,
rzędu minut w ilości pozwalającej w późniejszym procesie obróbki na wyeliminowanie maksymalnej
ilości niepożądanego szumu i odpowiednie uwydatnienie pożądanego sygnału fotografowanego
obiektu. Zwykle będzie ich w okolicach 20-30.

Na dobór czasu naświetlania pojedynczej klatki będzie miała wpływ, czułość matrycy, jasność naszego
nieba i światłosiła naszego układu optycznego. Im jaśniejsze niebo tym czas pojedynczej klatki będzie
krótszy, ale ilość pożądanego sygnału zarejestrowanego na matrycy mniejsza. Im jaśniejszy teleskop
czy obiektyw to czas pojedynczej klatki będzie mógł ulec skróceniu, ale bez utraty ilości szczegółów
fotografowanego obiektu. Jaśniejszy układ optyczny, pozwoli nam szybciej zbierać materiał, a
bardziej zaświetlone niebo będzie eliminować z naszego zasięgu ciemniejsze obiekty lub szczegóły.

Do obiektów o dużych rozmiarach kątowych, szczególnie rozległych obszarów mgławicowych
najpopularniejsze stają się refraktory (teleskopy soczewkowe), a do bardzo szerokich pól nawet
obiektywy używane w fotografii dziennej.

Jasne reflektory, pozwalające w rozsądnych cenach posiadać dłuższe ogniskowe, są dość popularne
do obiektów o mniejszych rozmiarach kątowych, takich jak np. galaktyki czy mniejsze mgławice
planetarne.