cierpliwość

W astronomii potrzeba cierpliwości. 

Z taką opinią można się często spotkać, i moje doświadczenia to potwierdzają.

Pozytywne jest jednak to, że pomimo dobrych i złych doświadczeń, wszystkich frustracji i drobnych sukcesów, jest zawsze jakiś postęp, jakieś wnioski.

Mój dzisiejszy wniosek jest taki, że lepiej byłoby mieć sprzęt (głównie chodzi o montaż i statyw) w jednym, stałym miejscu. To oczywiście rodzi szereg problemów, ale też ułatwia obserwacje i skraca czas przygotowań.

W obecnych okolicznościach statyw wystawiam na balkon, próbuję robić alignment, a to niezawsze działa tak jakbym się spodziewał, ale, uwaga, jest pierwszy sukces: nareszcie udało mi się włączyć śledzenie! Ustawiłem teleskop na Księżyc, i faktycznie, przez długi czas Księżyc był w centrum kadru.

Później jednak całość musiałem schować do domu, co oznacza, że następnym razem procedurę będę musiał powtórzyć... a może nie?

Sprawdzę następnym razem.

teleskop mak

 Kupiłem malutki teleskop Mak: Celestron 90 o ogniskowej 1250mm i średnicy 90mm.

Jest naprawdę mały, co jest wadą i zaletą: wadą, bo zbiera mało światła, jest naprawdę ciemny. Zaletą dlatego, że jest lekki i zajmuje mało miejsca, stanowi też mniejsze obciążenie dla montażu.

Jest ciemny. Teraz rozumiem, dlaczego w opisach kamer planetarnych często jako zaletę podaje się wysoką czułość: jest to niezbędne, przy tak ciemnych obiektywach (odpowiednik f/14). 

Pierwsze testy przy użyciu aparatu i kamerki są obiecujące, ale też pokazały ograniczenia sprzętu.

Już teraz widzę, że podstawą dobrego prowadzenia jest odpowiedni alignment, a do tego (w AZ) potrzebne jest dokładne wypoziomowanie statywu.

Mam to w planach, póki co, pogoda znów się popsuła.

Kolejny cel: wiadomo, Księżyc, Jowisz, a po dokładnym alignmencie może jakaś gromada otwarta.

kamery astro

Na razie korzystam z tego co mam: obiektyw 135mm f/2 oraz aparat Sony a6000 lub kamerka Logitech. Aparat - wiadomo, duża matryca, co za tym idzie niewielkie 'powiększenie'. Kamerka natomiast ma malutką matrycę, zatem 'powiększenie' jest większe. Niestety, rozdzielczość i czułość są bardzo niskie, prędkość (3FPS) również, co za tym idzie, ta kamerka nie nadaje się do astrofotografii. Prawdę mówiąc, aparat z obiektywem wypada lepiej, bo mimo małego powiększenia, ilość szczegółów jest większa dzięki rozdzielczości i czułości. Ta sama liczba pikseli pokrywa ten sam obszar. Crop daje to samo pole widzenia.

Teraz rozumiem dlaczego dedykowane kamery astro są czułe i szybkie. 

Szybkie dlatego że im szybciej zapiszemy dużo klatek tym większa szansa na ostre obrazy (lucky imaging).

Czułe dlatego, że teleskopy do planet często są dość ciemne.

Oczywiście można używać zwykłej kamerki usb do planet, ale tylko w połączeniu z dużym, jasnym teleskopem (większa ilość światła, więc czułość nie stanowi problemu). 

Podsumowując: wygląda na to, że wchodzę w obszar w którym nie ma miejsca na kompromisy: wydaje się, że najlepszym wyjściem będzie kamera astro w połączeniu z niewielkim teleskopem.

DIY

 Jednym z niezbędnych elementów do astrofotografii jest montaż paralaktyczny (a nie azymutalny).

Można kupić klin paralaktyczny albo zrobić samemu:

http://robroy.dyndns.info/astropics/ETX-wedge/

Planety

 Czy do astrofotografii planet potrzebny jest tracking?

Z jednej strony nie, bo czasy naświetlania/nagrywania filmów są dość krótkie.

Z drugiej strony, powiększenia są ogromne, więc obiekt może opuścić pole widzenia.

Nawet jeśli obiekt nadal jest w polu widzenia, zwykle jest tak, że jakość obrazu w centrum kadru jest najlepsza, a im bliżej krawędzi/narożników tym gorzej, dlatego najlepiej jest mieć obiekt w centrum. Ułatwi to też postprocessing.

Poza tym, tracking przydaje się nie tylko do planet ale również do głębokiego nieba, nawet jeśli czas ekspozycji jest krótki. Przykładowo, przy ogniskowej rzędu 135mm (odpowiednik 200mm dla pełnej klatki), maksymalny czas naświetlania to 1-2" bez trackingu. Z trackingiem można ten czas wydłużyć do 20-30", dłuższe czasy natomiast wymagają już autoguidingu. Plusem jest to, że można zacząć od trackingu a dopiero potem rozbudować go o autoguide. 

Wniosek z tego, że niezależnie od kierunku, tracking na pewno się przyda, zatem może to być dobry pierwszy krok.

Na rynku dostępnych jest kilka opcji, od małych, tanich trackerów (~1000zł), aż po pełne montaże takie jak NEQ5 (~5500zł). Niestety, na polskim rynku dostępnych jest niewiele produktów tego typu, a w dodatku pandemia spowodowała, że dostępność jest bardzo ograniczona.

Na szczęście ostatnio pojawiły się produkty Sky Watcher: Star Adventurer oraz AZ GTI.

Co prawda AZ GTI jest montażem azymutalnym, ale po aktualizacji firmware oraz zastosowaniu dodatkowych akcesoriów (klin paralaktyczny, przeciwwaga, szyna), można go używać nawet do głębokiego nieba. Nośność obu montaży jest taka sama (5kg).

Sprzęt

Trudno rozmawiać o astrofotografii nie rozmawiając o sprzęcie. W klasycznej fotografii godzinami można dyskutować o jednym zdjęciu nie wiedząc nawet czym i jak zostało zrobione. Tutaj tak się nie da.

Podstawowe elementy to:

1. montaż
2. teleskop
3. kamera

Montaż to ten element na którym montujemy teleskop z kamerą. Czyli statyw i głowica. Statyw najlepiej jak jest ciężki i solidny. Głowica... to zależy. Głowica może być azymutalna albo equatorial. Może być ręcznie sterowana albo komputerowo. Może mieć tracking lub nie. Może też mieć auto guiding.

Teleskop: tu do wyboru mamy kilka konstrukcji, od najprostszego teleskopu Newtona, przez Maksutova, Schmitta-Cassegraina, aż do bardziej zaawansowanych konstrukcji. Każda z nich ma swoje mocne strony.

Kamera: może to być zwykły aparat, albo dedykowana, chłodzona kamera do głębokiego nieba. Może to być przerobiona kamerka internetowa albo smartfon. Cokolwiek. Wszystko ma mocne i słabe strony.

Mam statyw, aparat, obiektyw. Już teraz mogę robić astro fotografię. Jednak żeby pójść o krok dalej, muszę zainwestować w sprzęt. A żeby to zrobić muszę wybrać kierunek, bo nie ma uniwersalnego rozwiązania.

Skoro już wiem, że dotyka mnie light pollution, mam "ułatwiony" wybór: skupię się na planetach. Pytanie tylko czy potrzebny mi do tego jest tracking...

Wybór

Research. Robię 'research'.

Astrofotografia to kosztowne hobby, dlatego zanim coś kupię, zastanawiam się co kupić.

W przypadku astrofotografii, decyzja nie jest łatwa, bo zależy od wielu czynników. Im dalej wchodzę w ten temat, tym więcej zaczynam rozumieć, i moje wnioski się potwierdzają.

Astrofotografia w mieście jest utrudniona przez zanieczyszczenie światłem (light pollution), które powoduje, że zdjęcie nieba przy czasie naświetlania rzędu 60 sekund będzie całkiem białe. Wyklucza to robienie zdjęć obiektów, które emitują bardzo słabe światło*. Można stosować odpowiednie filtry, ale są one tylko częściowo skuteczne (i drogie). Alternatywą jest podróż do miejsca, gdzie zanieczyszczenie światłem jest mniejsze.

Zostają więc wszelkie inne obiekty, które świecą relatywnie jasno: Księżyc, Słońce i planety.

Gdy wybierzemy takie cele, zmieniają się porządane parametry sprzętu. Ładnie jest to podsumowane w tej tabelce:

W skrócie chodzi o to, że do planet nie potrzebujemy długich czasów naświetlania (bo są jasne), nie potrzebujemy chłodzenia (bo czasy naświetlania są krótkie a co za tym idzie szum również), oraz nie potrzebujemy wysokiej rozdzielczości.

Ważne natomiast jest to, aby kamera była szybka (dużo klatek na sekundę - FPS), po to, aby możliwe było zarejestrowanie dużej liczby obrazów w krótkim czasie. Następnie, tak zarejestrowane krótkie filmy są przetwarzane przez oprogramowanie, które analizuje je klatka po klatce, wybiera najlepsze klatki a następnie je składa w jeden obraz (stacking). 

Robimy to dlatego, że przy fotografowaniu planet czy Księżyca używamy ogromnych powiększeń, poniważ są to bardzo małe obiekty. To oznacza, że na rejestrowany obraz duży wpływ ma temperatura powietrza i wszelkie zanieczyszczenia. Mimo falowania obrazu, zdarzają się bardzo krótkie momenty, w których obraz jest wyraźny - właśnie te momenty wykrywa oprogramowanie i wybiera tylko najlepsze klatki do składania. 

Obraz nie jest zapisywany w kamerze, tylko na komputerze, przez kabel USB. Do tego potrzebny jest w miarę szybki dysk, ponieważ w krótkim czasie przesyłana jest duża ilość (nieskompresowanych) danych.

Co więcej, w przypadku planet czas rejestrowania materiału jest krótki, zaledwie kilka minut, w przeciwieństwie do obiektów głębokiego nieba, gdzie rejestrowanie może trwać nawet kilka godzin (stąd potrzeba chłodzenia). 

W mojej sytuacji, gdzie nie mam możliwości podróżowania do miejsc gdzie jest ciemne niebo, oraz przy ograniczonej ilości czasu wolnego, astrofotografia planet wywaje się najlepszym wyborem.

* Są wyjątki - za pomocą filtrów wąskoprzepustowych można robić zdjęcia niektórych mgławic - filtry  te przepuszczają bardzo wąskie pasmo światła, blokując resztę, w tym całe zanieczyszczenie światłem. Są to jednak specjalistyczne filtry, które w dodatku są bardzo drogie.

krok dalej

Gdy teraz patrzę na moje poprzednie wpisy na tym blogu (2013/2014 rok), dochodzę do wniosku, że długą drogę przebyłem od tego czasu. Tamten teleskop dawno sprzedałem, sporo też się nauczyłem.

Kolejny krok to napęd/montaż. Jak zwykle zaczynam od tanich opcji, co w tym przypadku oznacza napęd za 2000zł. To jest właśnie dolna półka. Kolejna półka to kwota rzędu 3000-5000zł. 

Do tego trzeba doliczyć teleskop, filtry, kamerę, śledzenie... astrofotografia to kosztowne hobby.

Fascynujące natomiast jest to, że wszystko to jest dzisiaj dostępne. Nie trzeba być milionerem, żeby zacząć. Inwestując konkretne kwoty można uzyskiwać obrazy podobne do tych z teleskopu Hubble. 

Ważniejsze natomiast jest to czego się nauczyłem. Dowiedziałem się, czym się różni astrofotografia planetarna od DS, jakie są zalety dedykowanych kamer astro i po co chłodzenie. Dowiedziałem się, że są filtry, które kosztują więcej niż mój pierwszy teleskop (Ha - 1200zł i więcej). 

W moim przypadku przeszkodą będzie 'light pollution', które można 'łatwo' zniwelować za pomocą filtrów narrow band, ale to wymaga kamery mono, która jest droga. Alternatywnie można stosować filtry dedykowane do light pollution, które dają średnie rezultaty.

Możliwości jest mnóstwo, ale wszystko wymaga napędu. Dzięki Sly Watcher Star Adventurer powinno być możliwe robienie zdjęć z czasem rzędu 30 sekund przy umiarkowanych ogniskowych (poniżej 300mm).

To kolejny ciekawy temat: powiększenie. Wydawałoby się, że im większe tym lepiej, jednak nie zawsze to prawda. W przypadku obiektów DS, są one często na tyle ogromne, że potrzebna jest mała ogniskowa. Planety natomiast - zupełnie odwrotnie - im więcej, tym lepiej, ale tam nie robi się zdjęć, tylko filmy, za pomocą szybkich kamer z małymi sensorami. 

To wszystko to tak naprawdę dopiero początek drogi.

rok z teleskopem

po ponad roku używania (i nieużywania) teleskopu przyszedł czas na podsumowanie.

pogoda: do obserwacji niezbędna jest idealna pogoda. parę dni temu warunki do obserwacji były dobre przez kilka wieczorów z rzędu. niestety, w naszym położeniu geograficznym takich dni jest bardzo mało. temperatura też ma znaczenie, zimą trudno jest prowadzić obserwacje.

lokalizacja: ustawienie teleskopu na balkonie bardzo ogranicza możliwości obserwacyjne. jeśli to możliwe najlepiej byłoby ustawić teleskop pod gołym niebem, w miejscu gdzie jest widoczna jak największa część nieba. idealnie byłoby ustawić i wyregulować teleskop raz, na stałe, w jednym miejscu.

teleskop: sam teleskop jest bardzo dobry: lekki, prosta konstrukcja, wystarczająco dobry. najslabszym ogniwem są elementy optyczne dostarczone razem z teleskopem: okulary i soczewka barlowa. z okularów do obserwacji nadaje się tylko ten szerokokątny, pozostałe są bezużyteczne bo dają obraz bardzo nieostry. teoretyczne maksymalne powiększenie nie ma znaczenia, bo użyteczne jest tylko minimalne. dobrze byłoby dokupić dobrej jakości okular, ale to jest koszt porównywalny z ceną teleskopu. ogólnie zakup teleskopu uważam za udany, cieszę się, że nie kupiłem modelu bardziej zaawansowanego, bo i tak nie miałbym kiedy go używać.

napęd: jak dotąd nie miałem okazji użyć napędu, udało mi się jedynie popsuć jedną ze śrub (łeb ukręcony) - słaba jakość. idealny byłby teleskop z pełnym napędem albo systemem goto.

aparat: najlepsze rezultaty daje bezpośrednie podłączenie lustrzanki do teleskopu. bezpośrednie, czyli w ognisku głównym, bez użycia okularu czy innych soczewek. obraz wtedy jest bardzo dobry, jednak powiększenie nie jest zbyt duże: tarcza księżyca zajmuje ok. połowę obrazu. ułatwieniem był by aparat, który może nagrywać filmy, lub dedykowana kamera astronomiczna (koszt powyżej 1000 zł).

filmowanie: mój aparat, canon 450d nie umożliwia nagrywania filmów, więc pozostaje mi podłączenie aparatu do komputera i nagrywanie obrazu z live view. zaletą takiego rozwiązania jest możliwość dokładnego ustawienia ostrości z podglądem na ekranie komputera. wadą jest to, że trzeba mieć kabel usb poprowadzony do teleskopu oraz fakt, że rozdzielczość live view jest dość mała (szerokość 848 pikseli).

oprogramowanie: ostatnia wersja programu registax była wydana w 2011 roku. są na szczęście alternatywy takie jak stakertt, dss, i inne. kluczowe jest tutaj posiadanie dobrej jakości filmu.

kamera: potencjalnie kamera byłaby idealnym rozwiązaniem do nagrywania filmów. są dwie opcje do wyboru: przerobiona kamerka internetowa albo dedykowana kamera astro. internetowa kosztuje grosze, daje obraz słabej jakości w niewysokiej rozdzielczości. dedykowana kosztuje ponad 1000 zł, nagrywa obraz w znakomitej jakości z prędkością rzędu 30 lub 60 fps. ma bardzo dobry stosunk sygnału do szumu i wysoką światłoczułość.

podsumowanie: za pomocą tego teleskopu można bez problemu obserwować księżyc, słońce, jowisza i jego cztery największe księżyce. do obserwacji obiektów głębokiego nieba konieczny by był dobry napęd, większy teleskop, dobry okular i niebo nieskażone światłem. w warunkach miejskich, w bloku pozostają tylko obserwacje dużych obiektów, które też dostarczają wielu niezapomnianych wrażeń.