| Sprzęt wykorzystywany w astrofotografii

Astrofotografia

Artykuły | O stronie | Linki

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


Sprzęt stosowany w astrofotografii


Obiektywy

Obiektyw tworzy obraz fotografowanego obiektu na kliszy fotograficznej lub matrycy detektora cyfrowego i przede wszystkim od jakości optyki zależy jakość zdjęcia. Parametrami charakteryzującymi obiektyw są: długość ogniskowej oraz jasność. Długość ogniskowej jest to odległość od soczewki lub zwierciadła do miejsca, gdzie powstaje ostry obraz obiektów astronomicznych. Warunkuje ona skalę odwzorowania fotografowanych obiektów na zdjęciu, wraz ze wzrostem ogniskowej zwiększa się skala zdjęcia. Jasność obiektywu w fotografii określa się poprzez liczbę przysłony. Niskie wartości przysłony, np. 1,8, 2,0 odpowiadają dużej jasności tworzonego obrazu, natomiast przy większych wartościach przysłony (4,0, 5,6, 8,0) tworzony jest dużo ciemniejszy obraz.

Obrazy dawane przez obiektyw obarczone są bardziej lub mniej uwidaczniającymi się wadami optycznymi. Jednym z nich jest koma, czyli rozmycie śladów gwiazd w miarę oddalania się od środka pola widzenia. Występuje najczęściej w jasnych obiektywach o krótkich ogniskowych. Można ją zmniejszyć poprzez niewielkie przymknięcie przysłony. Podobnie można ograniczyć winietowanie objawiające się pociemnieniem obrazu na brzegach kadru.

W astrofotografii stosuje się obiektywy o różnych ogniskowych, w zależności od rodzaju, jasności i rozmiarów kątowych fotografowanego obiektu, a także od dokładności prowadzenia montażu paralaktycznego za ruchem dziennym nieba. Ze względu na długość ogniskowej wyróżnia się różne typy obiektywów, poniżej znajduje się ich charakterystyka sporządzona dla metody tradycyjnej, czyli fotografowania nieba na kliszy fotograficznej:

  • Obiektywy typu "rybie oko" [f=8-16 mm] - posiadają bardzo duże pole widzenia, w którym może się zmieścić całe niebo.
  • Obiektywy szerokokątne [f=20-35 mm] - pozwalają zmieścić w polu widzenia obszar o rozmiarach około 40-70 stopni. Najbardziej nadają się do fotografowania większych obszarów nieba, Drogi Mlecznej, koniunkcji, meteorów oraz zórz polarnych. Krótka ogniskowa oraz duża jasność obiektywów szerokokątnych pozwalają na wykonywanie zdjęć nieruchomym aparatem z krótkim czasem ekspozycji bez obawy o rozmycie gwiazd przez ruch dzienny nieba.
  • Obiektywy standardowe [f=40-85 mm] - obejmują na niebie obszar o rozmiarach 20-30 stopni. Wykorzystać je można do fotografowania koniunkcji, gwiazdozbiorów, Drogi Mlecznej, większych obiektów mgławicowych oraz jasnych komet posiadających długi warkocz. Duża jasność obiektywów standardowych oraz ich krótka ogniskowa pozwalają na wykonywanie zdjęć nieruchomym aparatem z krótkim czasem ekspozycji.
  • Teleobiektywy [f=135-300 mm] - posiadają pole widzenia obejmujące obszar o rozmiarach kilku do kilkunastu stopni. Nadają się najlepiej do fotografowania fragmentów gwiazdozbiorów, Drogi Mlecznej, komet oraz obiektów mgławicowych, zwłaszcza mgławic emisyjnych posiadających duże rozmiary kątowe na niebie. Ze względu na dużą jasność (wartość przesłony najczęściej 2,8 - 4) średniej wielkości teleobiektywy nie wymagają bardzo długich czasów ekspozycji.
  • Obiektywy długoogniskowe [f=500-1000 mm] - posiadają małe pole widzenia, rzędu 1 - 2 stopnie, mogą być wykorzystane do fotografowania powierzchni Księżyca, tarcz planet, gwiazd podwójnych oraz obiektów mgławicowych. W przypadku umieszczenia obiektywu długoogniskowego na montażu paralaktycznym konieczne jest precyzyjne prowadzenie obiektywu za ruchem dziennym nieba oraz dokładne ustawienie osi montażu paralaktycznego na północny biegun nieba, gdyż nawet niewielkie błędy prowadzenia spowodują rozmycie obrazu na negatywie. Ze względu na długie ogniskowe obiektywy dają ciemny obraz, ich światłosiła najczęściej zawiera się w przedziale 1:8 - 1:11, przez co aby wystarczająco mocno naświetlić negatyw należy wydłużyć czas naświetlania. Często miłośnicy astronomii wykorzystują do celów astrofotografii teleskop jako obiektyw fotograficzny o długiej ogniskowej.

Urządzenia rejestrujące obraz w postaci cyfrowej posiadają zazwyczaj dużo mniejsze matryce w porównaniu z wielkością klatki negatywu. W wyniku tego pozwalają zarejestrować mniejsze pole widzenia niż przy wykorzystaniu tych samych obiektywów w fotografii tradycyjnej.


Aparat fotograficzny

W astrofotografii znajduje zastosowanie wiele rodzajów aparatów fotograficznych zarówno tradycyjnych jak i cyfrowych, a także innych urządzeń do rejestracji obrazu. Nie wszystkie jednakowo dobrze nadają się do wykorzystania przy fotografowaniu różnych obiektów astronomicznych.

Jednym z podstawowych kryteriów jest możliwość wykonywania dowolnie długich ekspozycji, czyli oznaczenie "B" przy nastawianiu czasów naświetlania. Jeżeli aparat nie daje takich możliwości, nie uda się wykonać zdjęć słabo świecących obiektów, jak gwiazdy, komety czy obiekty mgławicowe, ale pozostaje możliwość fotografowania jaśniejszych ciał, takich jak jak Słońce, Księżyc czy planety.

Kolejną sprawą jest kwestia wymiany obiektywów, aparat typu "lustrzanka" niezależnie czy cyfrowa czy na kliszę pozwala wykręcić fabryczny obiektyw, a na jego miejsce zamontować inny o odmiennych parametrach: na przykład teleobiektyw, obiektyw szerokokątny, lub nawet istnieje możliwość przykręcenia aparatu fotograficznego do teleskopu. Nieco gorzej wygląda sprawa w przypadku aparaty fotograficzne z grupy tzw. kompaktów, które posiadają fabrycznie zamontowany obiektyw. W wyniku tego ich użycie ogranicza się do fotografowania większych obszarów nieba za jego pomocą lub obiektów takich jak Księżyc czy planety poprzez przyłożenie aparatu do okularu instrumentu optycznego.

Najbardziej popularnym typem aparatów nadającym się do wykorzystania w astrofotografii są lustrzanki jednoobiektywowe, np. Zenit, Praktica w fotografii tradycyjnej oraz Canon 300D oraz podobne modele w fotografii cyfrowej. Posiadają szeroki wybór czasów ekspozycji wraz z czasem "B", możliwość stosowania wymiennych obiektywów, możliwość skadrowania i ustawienia ostrości na matówce, a także są wyposażone w gniazdo pozwalające na przykręcenie do statywu lub montażu teleskopu.

Do wykorzystania w astrofotografii w zasadzie nie nadają się aparaty automatyczne na klisze z wbudowanym obiektywem szerokokątnym, gdyż nie mają możliwości wykonania długoczasowych ekspozycji i zmiany obiektywów. Jedynie nieliczne z tej grupy aparatów pozwalają na wykonywanie ekspozycji o długości rzędu kilku do kilkunastu sekund, jednak mimo tego możliwości ich użycia są mocno ograniczone.

Za to cyfrowe kompakty z powodzeniem można wykorzystać w amatorskiej astrofotografii, posiadają zazwyczaj manualny tryb ustawiania parametrów ekspozycji, maksymalne czasy nawietlania rzędu kilkunastu do kilkudziesięciu sekund, a także podgląd wykonanego zdjęcia na wyświetlaczu, co pozwala na uzyskanie zadowalających rezultatów.

Poza aparatami fotograficznymi istnieją również inne urządzenia, za pomocą których można zarejestrować obraz ciał niebieskich: są to różnego rodzaju kamery internetowe, przemysłowe, video, a także kamery bardziej zaawansowane kamery CCD.


Materiał światłoczuły

W astrofotografii istnieją dwa sposoby uzyskiwania obrazów: metodą tradycyjną czyli na kliszy fotograficznej i coraz bardziej popularną w ostatnich latach metodą cyfrową, czyli za pomocą różnego rodzaju detektorów cyfrowych: aparatów cyfrowych, kamer internetowych, video oraz CCD.


Klisza fotograficzna posiada tę właściwość, że potrafi kumulować światło. Dzięki temu nawet niewielka ilość światła dochodząca od ciał niebieskich padająca na kliszę przez dostatecznie długi czas może utworzyć na niej obraz.

W astrofotografii wykorzystuje się różne rodzaje materiałów światłoczułych w zależności od jasności fotografowanego obiektu. Można je podzielić na trzy grupy pod względem czułości:
* niskoczułe [50 - 100 ISO] - nadają się do fotografowania Słońca oraz Księżyca.
* średnioczułe [200 - 400 ISO] - do fotografowania Księżyca, planet, koniunkcji oraz gwiazd.
* wysokoczułe [800 - 3200 ISO] - do fotografowania gwiazd, obiektów mgławicowych oraz komet.

Materiały światłoczułe różnych firm i o różnych czułościach różnią się między sobą, jednak istnieje tendencja do spadku kontrastu i wzrostu ziarnistości filmu wraz ze wzrostem jego czułości. Najbardziej godne polecenia do zastosowania w astrofotografii są materiały światłoczułe znanych firm, jak np. Fuji, Kodak, Konica, Agfa. Jednym z najbardziej popularnych negatywów wśród osób fotografujących niebo jest Fuji 800 ISO.

Najbardziej popularne wśród miłośników astronomii są materiały negatywowe, z których wykonuje się odbitki na papierze fotograficznym. Istnieje również inny rodzaj filmów fotograficznych: slajdy, które po wywołaniu można oglądać za pomocą rzutnika, lub po przekopiowaniu rónież na odbitce. Przewyższają one materiały negatywowe pod względem kontrastu obrazu oraz ziarnistości, lecz są dużo droższe i mają mniejszą czułość.

Najczęściej używane są materiały światłoczułe o formacie klatki 24x36 milimetrów, lecz istnieją także klisze o większym formacie, np. 6x6 centymetrów. Posiadają one tą zaletę, że ziarno nie uwidacznia się tak wyraźnie jak w przypadku filmów standardowych.


Podczas fotografowania za pomocą urządzeń rejestrujących obraz w postaci cyfrowej również można ustawić odpowiednią czułość matrycy, będącą wielkością wzmocnienia rejestrowanego obrazu. Wielkość szumów matrycy rośnie wraz ze wzrostem czułości urządzenia, dlatego też o ile to możliwe lepiej jest korzystać z czułości niższych. Istnieją komputerowe metody nakładania wielu pojedynczych ujęć tego samego obiektu, dzięki czemu szumy zostają uśrednione, a przez to zmniejszone, a obraz fotografowanego obiektu staje się wyraźniejszy.


Montaż paralaktyczny

Montaż paralaktyczny jest urządzeniem umożliwiającym wykonywanie zdjęć astronomicznych na bardzo długich czasach naświetlania, rzędu kilku - kilkudziesięciu minut. Poprzez obrót z prędkością kątową równą prędkości ruchu dobowego sfery niebieskiej kompensuje on rozmazanie obrazu pozwalając na uzyskanie punktowych obrazów gwiazd. W ostatnim czasie w astrofotografii coraz bardziej popularne są montaże paralaktyczne z napędem elektrycznym w jednej lub dwóch osiach, dzięki czemu fotografowanie staje się bardziej zautomatyzowane i wygodniejsze, a dokładność ruchu montażu za ruchem dziennym nieba jest większa niż w przypadku ręcznego prowadzenia. Ze względu na rozmiary i ciężar sprzętu fotograficznego, który można umieścić na montażu paralaktycznym wyróżniamy kilka typów montaży paralaktycznych.

W przypadku braku montażu paralaktycznego prostym urządzeniem do fotografowania nieba jest tzw. koziołek, czyli wykonana w warunkach amatorskich konstrukcja spełniająca zadanie prowadzenia aparatu fotograficznego za ruchem dziennym nieba.


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