| Metody fotografowania nieba

Astrofotografia

Artykuły | O stronie | Linki

Słońce | Księżyc | Zaćmienia | Planety | Komety | Koniunkcje | Gwiazdy | Obiekty mgławicowe | Zjawiska


Fotografowanie nieruchomym aparatem

Jest to najprostsza metoda fotografowania jasnych obiektów widocznych na niebie. Polega ona na użyciu aparatu fotograficznego umieszczonego na nieruchomym statywie. Najlepiej do tego celu zastosować aparat fotograficzny z krótkoogniskowym obiektywem oraz film o czułości przynajmniej 200 ISO. Aparat należy ustawić na statywie i skierować w odpowiednią część sfery niebieskiej. Za pomocą wężyka spustowego, lub poprzez specjalną blokadę należy otworzyć migawkę na czas, który może się wahać od kilkudziesięciu sekund do kilku godzin. Na zdjęciach otrzymanych tą metodą gwiazdy są widoczne w postaci koncentrycznych łuków. Wynika to z tego, że podczas naświetlania kliszy Ziemia obraca się wokół własnej osi o pewien kąt. Jeden pełny obrót trwa 23 godziny 56 minut i 4 sekundy i jest nazywany dobą gwiazdową.

Metodą tą można wykonywać efektowne zdjęcia dużych obszarów nieba ukazujące ruch sfery niebieskiej oraz zarysy gwiazdozbiorów, z powodzeniem można jej również użyć do fotografowania meteorów.


Zdjęcie przedstawia okolice północnego bieguna nieba sfotografowane nieruchomym aparatem z obiektywem szerokokątnym w czasie kilkudziesięciominutowej ekspozycji.


Gwiazdozbiory Kasjopei i Perseusza sfotografowane w sierpniu 2001 roku nieruchomym aparatem z obiektywem 4/29 z czasem naświetlania około 30 minut.


Fotografowanie nieruchomym aparatem z krótkim czasem naświetlania

Jest ona modyfikacją poprzedniej metody, różni się od niej tym, że stosuje się czas ekspozycji na tyle krótki, aby poruszenie sfery niebieskiej było niezauważalne. Ze względu na swą prostotę nie wymaga ona skomplikowanego sprzętu, wystarczający jest jedynie sytatyw fotograficzny i aparat. W praktyce przy fotografowaniu na kliszy stosowane czasy naświetlania wynoszą od około minuty przy zdjęciach przedstawiających okolice Gwiazdy Polarnej do kilkunastu sekund w przypadku zdjęć pozostałych obszarów nieba wykonanych obiektywem szerokokątnym. W przypadku teleobiektywów można stosować czasy maksymalnie kilka sekund bez obawy o rozmycie obrazu spowodowane ruchem nieba.

Aby zarejestrować na zdjęciu jak największą ilość gwiazd i słabych obiektów, należy maksymalnie otworzyć przysłonę obiektywu, a także zastosować negatyw o jak największej czułości lub ustawić wysoką czułość matrycy w aparacie cyfrowym.

Najkorzystniej jest fotografować niebo za pomocą tej metody obiektywami o jak najkrótszej ogniskowej, chociaż ich zasięg gwiazdowy nie jest duży. Aby zwiększyć ilość gwiazd widocznych na zdjęciu należy założyć do aparatu film o jak największej czułości, najlepiej od 800 do 3200 ISO. Przy wykorzystaniu tej metody można uzyskać ciekawe zdjęcia dużych obszarów nieba: całych gwiazdozbiorów, planet na tle gwiazd, koniunkcji, a przy zastosowaniu obiektywu o ogniskowej rzędu 1000 mm także kraterów księżycowych, gwiazd podwójnych i tarcz planet.


Zdjęcie powyżej stanowi przykład fotografii wykonanej nieruchomym aparatem z krótkim czasem naświetlania. Przedstawia ono Wenus, Saturna oraz Plejady nad zachodnim horyzontem sfotografowane przy zastosowaniu obiektywu 3,5/35 mm oraz kilkunastosekundowego czasu ekspozycji.


Tabela maksymalnych czasów naświetlania nieruchomym aparatem

Tabela podaje maksymalną długość czasu naświetlania gwiazd na kliszy fotograficznej, który nie grozi jeszcze rozmyciem obrazu przez ruch dzienny nieba, w zależności od ogniskowej obiektywu oraz deklinacji fotografowanego obszaru nieba. Czasy ekspozycji podane są w sekundach.


Deklinacja [°] Ogniskowa obiektywu [mm]

8


16


20


28


35


40


58


85


135

0562822161311853
30653226181513964
60112564532262215106
80322161129927464443019

Kalkulator obliczający maksymalny czas naświetlania nieruchomym aparatem

Kalkulator oblicza maksymalny czas naświetlania na kliszy fotograficznej, który można zastosować bez obawy o rozmazanie obrazu spowodowane ruchem obrotowym Ziemi.




Ogniskowa obiektywu [mm]


Deklinacja obiektu [º]


Czas [s]


Fotografowanie z wykorzystaniem montażu paralaktycznego

Metoda ta jest najbardziej zaawansowana z przedstawionych metod, ale pozwala na uzyskanie dobrej jakości zdjęć słabo świecących obiektów. Polega ona na zastosowaniu montażu paralaktycznego umożliwiającego prowadzenie aparatu fotograficznego za ruchem dziennym nieba. Dzięki temu światło gwiazd pada ciągle w to samo miejsce negatywu i wraz z wydłużeniem czasu naświetlania nie zwiększa się długość śladu gwiazdy, lecz zaczernienie kliszy fotograficznej, co pozwala na rejestrację obiektów o niewielkiej jasności. Stosując tą metodę można uzyskać bardzo dobre zdjęcia mgławic, galaktyk i wielu innych słabo świecących obiektów.

Aparat fotograficzny z obiektywem standardowym lub teleobiektywem umieszcza się na montażu paralaktycznym w miejscu przeciwwagi lub przymocowany do tubusa teleskopu. Układ optyczny teleskopu wykorzystywany jest do kontroli prowadzenia obiektywu za ruchem dziennym nieba. W przypadku ręcznego prowadzenia montażu paralaktycznego w okularze teleskopu umieszcza się podświetlany krzyż celowniczy i za pomocą mikroruchów utrzymuje się wybraną gwiazdę zawsze na jego środku. W przypadku astrofotografii cyfrowej oraz przy elektrycznym napędzie montażu coraz bardziej popularne jest wykorzystanie tzw. guidingu czyli śledzeniu gwiazdy za pomocą kamery oraz automatycznym przesyłaniu poprawek do silniczków w przypadku, gdy pojawiają się odchyłki od właściwego położenia.

Po dokładnym ustawieniu montażu paralaktycznego na północny biegun nieba można przystąpić do fotografowania. Do tubusa lub przeciwwagi teleskopu należy przykręcić aparat fotograficzny z obiektywem standardowym lub z teleobiektywem. Jako materiał światłoczuły stosowane są filmy o czułości od 400 do 1600 ISO, które pozwalają uzyskać stosunkowo krótkie ekspozycje. W przypadku dłuższych czasów naświetlania mogą się ujawnić niedokładności ustawienia montażu paralaktycznego i gwiazdy na zdjęciach wykonanych obiektywami długoogniskowymi mogą być widoczne w postaci kresek. Przy fotografowaniu nieba za pomocą lustrzanek cyfrowych wykonuje się zazwyczaj kilka lub kilkadziesiąt krótkich pojedynczych ekspozycji, które następnie składa się w procesie obróbki w jeden obraz o zredukowanym szumie.

Patrząc do wizjera należy skierować aparat na odpowiednią część nieba, a następnie za pomocą mikroruchów lub elektrycznego napędu znaleźć gwiazdę prowadzenia i umieścić ją na przecięciu krzyża celowniczego. W dalszej kolejności należy ustawić pokrętło do wyboru czasu naświetlania w pozycji "B", pierścień ostrości ustawić na symbolu "nieskończoność" i otworzyć migawkę, najlepiej przy pomocy wężyka spustowego. Można także wykorzystać blokadę, którą posiada aparat "Zenit". Po wciśnięciu spustu migawki i obróceniu go w lewo następuje rozpoczęcie ekspozycji, którą można zakończyć obracając spust migawki w przeciwną stronę. Aby wyeliminować wszystkie drgania powstające w tym momencie, najlepiej zasłaniać obiektyw czarną pokrywką i odsłaniać go dopiero kilka sekund po otwarciu migawki. Od tej chwili światło gwiazd pada na negatyw, więc montaż paralaktyczny należy prowadzić uważnie, starając się utrzymać gwiazdę prowadzenia na przecięciu nitek krzyża przez cały czas ekspozycji.

Należy pamiętać, że istnieje graniczny czas naświetlania, po którego przekroczeniu nie będzie wzrastała ilość gwiazd na zdjęciu, lecz jasność tła nieba. Można go odczytać z tabelki znajdującej się poniżej lub obliczyć za pomocą specjalnego kalkulatora, który również znajduje się poniżej. Po jego upływie należy zasłonić obiektyw pokrywką i zakończyć naświetlanie.


Tabela czasów naświetlania

Tabela podaje optymalną długość czasu naświetlania słabo świecących obiektów na kliszy fotograficznej przy ciemnym tle nieba w zależności od światłosiły obiektywu oraz czułości filmu, który można zastosować bez obawy o zaświetlenie przez tło nieba. Czasy ekspozycji podane są w minutach.


Czułość filmu Przysłona

1,0


1,4


1,8


2,0


2,8


3,5


4,0


4,5


5,6


8,0


11,0

1001020284080112160225320640900
2005101420405680112160320450
4002,557102028405680160225
8001,252,53,55101420284080112
16000,621,251,752,5571014204056
32000,310,620,881,252,53,557102028

Kalkulator obliczający czas naświetlania

Kalkulator oblicza optymalną długość czasu naświetlania słabo świecących obiektów na kliszy fotograficznej przy ciemnym tle nieba w zależności od światłosiły obiektywu oraz czułości filmu.




Przysłona


Czułość filmu


Czas [min]

Jasność graniczna

Tabela podaje przybliżoną graniczną jasność obiektów możliwych do zarejestrowania na kliszy fotograficznej w zależności od ogniskowej obiektywu. W przypadku zdjęć obiektów mgławicowych zasięg gwiazdowy jest nieco mniejszy, gdyż obiekty mgławicowe nie są obiektami punktowymi, lecz rozciągłymi, zajmującymi na sferze niebieskiej pewną powierzchnię. Wartości w tabeli podane są dla maksymalnych czasów ekspozycji nie powodujących jeszcze zaświetlenia przez tło nieba.


Ogniskowa obiektywu [mm] 20 29 35 58 85 135 200 300 500 1000
Jasność graniczna [mag] 8 8,5 9 10 11 12 13 13,5 14 15

Zasięg gwiazdowy uzyskany w praktyce może się nieco różnić od podanego w tabeli, gdyż ma na niego wpływ wiele czynników, między innymi dokładność prowadzenia obiektywu za ruchem dziennym nieba, czas ekspozycji, jasność tła nieba, przejrzystość atmosfery, wielkość ziaren filmu oraz rozdzielczość obiektywu.


Ustawienie montażu paralaktycznego

Najważniejszą czynnością przed przystąpieniem do fotografowania jest odpowiednie ustawienie montażu paralaktycznego. Musi być on odpowiednio zorientowany względem stron świata i właściwie nachylony do horyzontu. Oś biegunową teleskopu należy skierować ku północnej części nieba i nachylić pod kątem zależnym od szerokości geograficznej miejsca obserwacji. Dla obserwatora w Polsce wynosi on od 49 do 55 stopni. Jeżeli do fotografowania nieba ma być używany obiektyw krótkoogniskowy, to wtedy wystarczy skierować oś biegunową teleskopu na Gwiazdę Polarną. Jednak w przypadku fotografowania gwiazd obiektywem średnio- lub długoogniskowym montaż paralaktyczny musi być ustawiony precyzyjnie na podstawie obserwacji dryfu gwiazd w polu widzenia. Po skierowaniu przyrządu optycznego na gwiazdę widoczny jest jej powolny ruch spowodowany obrotem Ziemi wokół własnej osi. Jeżeli gwiazda jest obserwowana za pomocą teleskopu umieszczonego na niedokładnie ustawionym montażu paralaktycznym, to po pewnym czasie mimo dogonienia jej mikroruchem osi godzinnej wyjdzie ona z pola widzenia okularu. W zależności od tego w którą stronę montaż jest skręcony, gwiazda przemieści się w górę lub w dół względem krzyża celowniczego. Przy obserwacjach gwiazdy teleskopem umieszczonym na dokładnie ustawionym montażu paralaktycznym taka sytuacja nie ma miejsca.

Aby dokładnie ustawić montaż paralaktyczny należy wybrać jasną gwiazdę znajdującą się w południowej części nieba i za pomocą mikroruchów doprowadzić ją do takiego położenia, aby znalazła się na przecięciu nitek krzyża celowniczego. Po upływie kilku minut gwiazda przemieści się na zachód, więc trzeba ją dogonić kręcąc mikroruchem osi godzinnej. Jeżeli okaże się, że gwiazda obserwowana przez instrument optyczny odwracający obrazy przemieściła się w górę to znaczy, że oś biegunowa montażu jest wycelowana w prawo w stosunku do bieguna i montaż trzeba obrócić o niewielki kąt w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W wypadku, gdy gwiazda jest widoczna poniżej krzyża, teleskop powinien być obrócony zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Następnie należy ustawić środek krzyża celowniczego na gwieździe świecącej nad wschodnim horyzontem. W przypadku, gdy zacznie się ona przesuwać w górę, należy zwiększyć kąt nachylenia montażu do horyzontu poprzez podniesienie statywu od strony północnej. Gdy gwiazda "ucieka" w dół, teleskop trzeba nieznacznie opuścić. Czynności te należy wykonać kilkakrotnie, do chwili gdy przemieszczenie gwiazdy względem krzyża nitek będzie niezauważalne. Jeżeli do ustawienia montażu wykorzystywany jest instrument optyczny nie odwracający obrazów, zmian ustawienia montażu należy dokonywać w odwrotnych kierunkach.


Stanowisko obserwacyjne

W astrofotografii poza posiadanym sprzętem bardzo ważny jest wybór miejsca z którego można fotografować obiekty widoczne na niebie. W przypadku fotografowania Księżyca, planet oraz koniunkcji nie jest konieczne idealnie ciemne tło nieba, zdjęcia można wykonywać praktycznie z dowolnego miejsca. Natomiast do fotografowania gwiazd, obiektów mgławicowych, komet, oraz innych słabych obiektów konieczny jest wybór stanowiska obserwacyjnego z dala od świateł miejskich oraz miejsc zalegania nocnych mgieł. Zdjęcia większości słabych obiektów wykonywać można tylko w bezksiężycowe noce na ciemnym tle nieba. Korzystne jest także, aby horyzont był w jak najmniejszym stopniu przesłonięty przez przeszkody terenowe. W przypadku fotografowania słabo świecących obiektów również bardzo ważna jest dobra przejrzystość i czystość atmosfery.


Przebieg fotografowania


Kadrowanie

Patrząc przez wizjer należy wycelować obiektyw na obiekt i upewnić się, że znajduje się w polu widzenia. Aby w momencie wciskania migawki lub w czasie trwania ekspozycji aparat z obiektywem nie przesunął się należy go mocno przykręcić do montażu paralaktycznego lub statywu. Jeżeli przy fotografowaniu słabych obiektów przy użyciu montażu paralaktycznego jasność obiektu jest zbyt mała aby obiekt był widoczny na matówce, należy ustawić równolegle osie optyczne obiektywu i instrumentu prowadzącego (na przykład na jasnej gwieździe). Następnie należy znaleźć obiekt w polu widzenia instrumentu prowadzącego, a na pewno znajdzie się on na zdjęciu.


Ustawienie ostrości

Przy fotografowaniu z użyciem obiektywów fotograficznych należy przesunąć pierścień ustawienia ostrości na położenie "nieskończoność" oznaczone symolem obróconej ósemki. W przypadku wykorzystania teleskopu lub lunety jako obiektywu fotograficznego lub zastosowania innej techniki fotografowania (projekcja okularowa, itp.) najlepiej ustawić ostrość na jasnym obiekcie, takim jak na przykład Księżyc, planeta czy jasna gwiazda. W przypadku użycia bardziej zaawansowanego sprzętu jak na przykład kamery CCD lub aparaty cyfrowe połączone z komputerem ustawienie ostrości może być ułatwione poprzez specjalne oprogramowanie.


Ustawienie przysłony

Przy fotografowaniu słabych obiektów (gwiazdy, obiekty mgławicowe) należy maksymalnie otworzyć przysłonę ustawiając pierścień na najmniejszą liczbę. W celu zmniejszenia niektórych wad optycznych obiektywu stosuje się czasem przysłanianie obiektywów poprzez niewielkie przymknięcie przysłony. W obiektywach zwierciadlanych nie ma wcale możliwości zmiany przysłony.


Otwarcie migawki

Aby uniknąć wstrząsów powstających przy otwieraniu migawki należy zakryć obiektyw przykrywką, otworzyć migawkę, odczekać kilka sekund i dopiero wtedy zdjąć przykrywkę z obiektywu. Podobnie przy kończeniu ekspozycji, najlepiej zasłonić obiektyw przykrywką (a nawet ręką) a następnie zamknąć migawkę. Takie postępowanie pozwoli uniknąć rozmazania obrazu spowodowanego ruchem migawki i lusterka w aparacie fotograficznym.


Artykuły

» Podstawy astrofotografii
» Sprzęt wykorzystywany w astrofotografii
» Metody fotografowania nieba





Astrofotografia

Artykuły | O stronie | Linki

Słońce | Księżyc | Zaćmienia | Planety | Komety | Koniunkcje | Gwiazdy | Obiekty mgławicowe | Zjawiska

Andrzej Binkiewicz | andre.b@poczta.fm

www.astrofotografia.dl.pl