Jacek Bobowik  Od laika do astrofotografika
22 września 2012
Część VI Komputer w służbie
astrofotografii
Komputer w naszym codziennym życiu, powoli
zaczyna odgrywać ważną rolę pozwalającą nadążyć za
tempem rozwoju, jaki serwuje nam otaczająca
rzeczywistość. W astrofotografii, aby zapewnić sobie
większy komfort pracy oraz co się z tym nierozłącznie
wiąże dokładność, powtarzalność i automatyzacje procesu, musimy wcześniej czy póz
niej
zaprzyjaz
nić się z tym urządzeniem oraz oprogramowaniem wykorzystywanym przy wsparciu naszego
hobby.
Spróbuję z mojego punktu widzenia zasygnalizować procesy, które wspierane informatycznie wydają
się przyjemniejsze i łatwiejsze w realizacji, oraz które rozwiązania w danym obszarze mi osobiście
przypadły najbardziej do gustu.
Aby cieszyć się z optymalnego wykorzystania warunków pogodowych podczas sesji fotograficznej,
a szczególnie, gdy taka sesja wymaga transportu na często niemałą odległość całego sprzętu
i następnie jego precyzyjnego ustawienia i skalibrowania, ważne jest abyśmy zamienili się w bardziej
skuteczniejszą niż często obserwowaną w popularnych programach informacyjnych pogodynkę.
Czynniki, jakie będziemy próbowali jak najdokładniej przewidzieć w krótkoterminowym jak na
prognozy pogody horyzoncie to, jakie najbliższej nocy będzie ciśnienie atmosferyczne, siła wiatru,
temperatura, punkt rosy, zachmurzenie, wilgotność, oraz jak długa będzie noc astronomiczna, czyli
okres, w którym słońce jest wystarczająco schowane za horyzont, aby nie przeszkadzało w pokazaniu
się ciemnego nieba. Ważny będzie również zmienny i niepożądany wpływ zaświetlenia nieba
pochodzący od naszego naturalnego satelity - Księżyca.
Skutecznie wykorzystanie pozyskanych informacji, które nam pomogą przewidzieć warunki, jakich
możemy się spodziewać podczas najbliższej sesji, wymaga zrozumienia kilku podstawowych
i ogólnych meteorologicznych zależności.
Ciśnienie atmosferyczne ma zasadniczy wpływ na kształtowanie się interesującej nas pogody.
Powietrze w obszarze wysokiego ciśnienia ulega kompresji i ociepla się podczas opadania, a to
przeciwdziała powstawaniu chmur (niebo zazwyczaj jest bezchmurne). Jednak warunki te nie
przeszkadzają np. w formowaniu się mgły. W obszarze niskiego ciśnienia sytuacja jest dokładnie
odwrotna. Mgła natomiast powstaje wtedy, gdy powietrze ochładza się do poziomu poniżej
temperatury punktu rosy tzn., kiedy para wodna zawarta w powietrzu ulega kondensacji.
Niektóre odczyty będą bezpośrednio wpływały na nasze przygotowania. Na przykład zwiększona
wilgotność powietrza, której zwykle towarzyszy brak wiatru powoduje przykucie naszej uwagi na
odpowiednie zabezpieczenie elementów optycznych. Silny wiatr naturalnie, mimo bezchmurnej
pogody może spowodować trudności w dokładności nadążania przez nasz montaż za
fotografowanym obiektem i wymaga zwrócenia większej uwagi na zabezpieczenie elementów
najbardziej narażonych na generowanie potencjalnych zakłóceń.
13 | S t r o n a
Jacek Bobowik  Od laika do astrofotografika
22 września 2012
Do zebrania potrzebnych i najbardziej
aktualnych informacji najlepiej sprawdzi się
Internet lub dedykowane aplikacje na
urządzenia mobilne. Większość potrzebnych
danych pogodowych znajduję w ogólnie
dostępnych meteorogramach (Model UM)
ICM Uniwersytetu Warszawskiego
[http://meteo.icm.edu.pl/] i weryfikuję
z innym z
ródłem prognozowanym przez
Norweski Instytut Meteorologiczny w
aplikacji YoWindow [http://yowindow.com/].
Do bieżącego śledzenia powstałego na niebie
zachmurzenia, z możliwością dokładnego oznaczenia na mapie
własnej lokalizacji najlepiej dla mnie sprawdza się serwis
informacyjny Sat24.com, prezentujący z niewielkim opóz
nieniem
aktualne zdjęcia satelitarne rozkładu chmur nad wybranym
obszarem [http://sat24.com/pl?ir=true].
Informacje o wschodach, zachodach i fazach Księżyca są dość
szeroko dostępne w sieci, natomiast informacje określające
długości nocy astronomicznej w interesującej mnie lokalizacji
najwygodniej uzyskuję za pośrednictwem mobilnej aplikacji
Sunrise Clock + [http://www.appxpress.net/apps/sunrise-clock].
Pozwala to na dość dokładne zaplanowanie najbardziej
efektywnej długości naszej sesji w pozyskiwaniu materiału
w zależności na przykład od położenia fotografowanego obiektu
i używanych ew. filtrów.
Gdy sesja jest zaplanowana, sprzęt ustawiony i gotowy do pracy, jedno z pierwszych działań, jakie
wykonujemy jest wycelowanie naszego zestawu w obiekt na niebie, aby ostatecznie znalazł się on
w oczekiwanym kadrze naszego przyszłego zdjęcia. Dokładność, a przede wszystkim powtarzalność
kadru w przypadku, gdy zbierany materiał na jedno zdjęcie rozkłada się na kilka sesji, będzie dla nas
pierwszym wyzwaniem.
Wsparciem w tym zakresie będą wszelkie rozwiązania sprzętowe i programowe klasy  GOTO .
Wymagają one zwykle dwóch kroków w osiągnięciu celu. Najpierw skalibrowania systemu z wybrany
dowolnie fragmentem nieba, najczęściej gwiazdy, polegającym na wybraniu wskazanego
w programie/systemie obiektu, a następnie manualnym jego wyrównaniu tak, aby znajdował się
dokładnie w centralnej części kadru w celu synchronizacji. Zsynchronizowany  GOTO w większości
przypadków następnie powinien podążać dokładnie do wybieranego celu, jednak czasami ta precyzja,
wynikająca z innych niedokładności jest zachowana jedynie w pobliskim obszarze obiektu, na którym
następowała synchronizacja.
14 | S t r o n a
Jacek Bobowik  Od laika do astrofotografika
22 września 2012
Wygodnym rozwiązaniem programowym są Mapy nieba, które na przykład za pośrednictwem
sterowników ASCOM (uniwersalnej platformy informatycznej pozwalającej na standaryzację
integracji sprzętu  astro z dedykowanymi do tej dziedziny programami) pozwalają się
zsynchronizować z naszym montażem. W takim rozwiązaniu, na wybrany na mapie obiekt możemy
skierować nasz zestaw i śledzić jego położenie na niebie w ciągu całej sesji.
Ja do tego celu z powodzeniem w swoim zestawie używam oprogramowania Cartes du Ciel
[http://www.ap-i.net/skychart/start], które pozwala mi jak wiele tego typu rozwiązań, poza
konfiguracją interesujących mnie map, również na jednoczesną ocenę rozpiętości planowanego
kadru.
Większą dokładność i automatyzację do powrotu do tego samego kadru z poprzedniej sesji
zapewniają rozwiązania pozwalające na astrometryczne powiązanie szczegółów sfotografowanej
wcześniej klatki z odpowiednią bazą danych, co pozwala dokładnie zidentyfikować jej współrzędne
i automatycznie zsynchronizować  GOTO , oraz ustawić zestaw dokładnie na wybrany obiekt.
Jednym z takich rozwiązań jest oprogramowanie PinPoint [http://pinpoint.dc3.com/] zapewniające
dokładność identyfikacji kadru i integracji z funkcjami na przykład oprogramowania MaximDL.
Wycelowany na wybrany kadr teleskop wymaga następnie ustawienia i często korekty wraz ze
zmieniającą się temperaturą ostrości w naszym zestawie.
Proces ustawiania ostrości będzie polegał najogólniej na wykonaniu wielu ekspozycji kadru
z nieprześwietloną gwiazdą w czasach (do 1s) eliminujących do minimum wpływ niekorzystnej
atmosfery oraz takiej regulacji ostrości, aby jej kształt osiągną najmniejszy możliwy rozmiar.
15 | S t r o n a
Jacek Bobowik  Od laika do astrofotografika
22 września 2012
Niekorzystny wpływ, szczególnie przy dużych rozdzielczościach, na dokładność i szybkość ustawienia
poprawnej ostrości może mieć konieczność regulacji związana z fizycznym dotykaniem zestawu.
Dlatego często stosuje się zautomatyzowane rozwiązania pozwalające na regulację zdalną za
pośrednictwem na przykład komputera. Na analizę optymalnego docelowego kształtu naszej gwiazdy
negatywny wpływ będzie miała stabilność atmosfery, która nie zawsze pozwoli nam jednoznacznie
dokładnie wizualnie określić punkt docelowy. Z pomocą przychodzą albo rozwiązania sprzętowe, na
przykład w postaci Maski Bahtinova, która odpowiednio dobrana do parametrów teleskopu
i założona na obiektyw w trakcie ustawiania ostrości, pokazuje obraz gwiazdy w postaci
symetrycznych refleksów, pozwalających na precyzyjniejsze określenie docelowego punktu
ustawianej ostrości, albo rozwiązań programowych wspierających dokładny pomiar rozmiaru
uzyskanego obrazu gwiazdy i znalezienia jej pożądanego stanu.
Rozwiązaniem programowym, które stosuję w tym zakresie jest FocusMax
[http://www.focusmax.org/], który w połączeniu ze zdalną i dokładną regulacją ostrości jest w stanie
automatycznie na podstawie analizy szerokiego zakresu pomiaru rozmiarów gwiazdy w różnych
położeniach regulacji ostrości wyznaczyć liniową zależność i matematycznie obliczyć optymalne
położenie, eliminując znacznie między innymi wpływ zmienności atmosfery na dokładność pomiaru.
Komputer stanie się niezbędny w zakresie sterowania obsługą kamer dedykowanych do
astrofotografii, będzie obsługiwał funkcje związane z planowaniem, wyzwalaniem i kontrolą całego
cyklu ekspozycji, przejmowania wyników i zapisywaniem ich w postaci wynikowych plików oraz
często sterowaniem chłodzeniem komory matrycy, która pracując w niższych temperaturach odbiera
mniej zakłóceń. Niezbędny w mojej ocenie stanie się także, (choć istnieją rozwiązania niewymagające
komputera) do wsparcia w osiąganiu większej dokładności prowadzenia naszego montażu (guiding).
W obu przypadkach, zarówno do sterowania kamerą główną i prowadzącą oraz do wsparcia
prowadzenia wykorzystuję z powodzeniem oprogramowanie MaximDL, które daje mi kompleksowe
i stabilne rozwiązanie w tym zakresie.
Na okoliczność walki z dyskomfortem, który niektórym może doskwierać przy długiej i monotonnej
sesji astrofotograficznej, związanym na przykład z nadmiernym chłodem, którego czasami nie da się
wyrównać płynnym czynnikiem rozgrzewającym, lub komarami, których nie da się chyba niczym
skutecznie wyeliminować, warto rozważyć konfigurację pozwalającą na zapewnienie kompleksowego
zdalnego sterowania naszym zestawem. Rozwiązań, których podstawą jest komputer podłączony do
zestawu pozwalający się zdalnie sterować z innego urządzenia jest dostępnych wiele. Ja stosuję
proste, darmowe i stabilne rozwiązanie TeamViewer [http://www.teamviewer.com/pl/index.aspx],
które pozwala za pośrednictwem Internetu, lub lokalnej sieci na sterowanie innym komputerem.
Obróbka zebranego materiału to także działania z użyciem dedykowanego oprogramowania,
pozwalające na odpowiednie złożenie pozyskanego w czasie sesji materiału i wydobycie z niego jak
najwięcej pożądanych cech związanych z fotografowanym obiektem, a wyeliminowaniem tych, które
psują jego ostateczny pozytywny odbiór.
Ja do obróbki stosuję oprogramowanie MaximDL i Adobe Photoshop CS3, na których będę w dalszych
rozważaniach związanych z przetwarzaniem zebranego materiału w astrofotografię głównie się
koncentrował.
16 | S t r o n a