wtorek, 21 września 2021

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).

niedziela, 19 września 2021

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.



czwartek, 16 września 2021

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.

środa, 19 marca 2014

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.

poniedziałek, 25 lutego 2013

pierwsze testy teleskopu

po zapoznaniu się z budową teleskopu, statywu, głowicy i akcesoriów przyszedł czas na testy. pogoda nie pozwala na prawdziwe testy astronomiczne, dlatego testy były na razie syntetyczne.

stosując różne kombinacje okularów, tulei, i innych akcesoriów można uzyskiwać różne powiększenia. można też poznać pierwsze ograniczenia teleskopu.

okazuje się, że nie wszystkie zestawienia okular + aparat dają się zastosować - w niektórych z nich odległość między aparatem a okularem jest za duża, żeby ustawić ostrość, inne kombinacje są fizycznie niemożliwe, bo np. okular nie mieści się w tulei, a to uniemożliwia podłączenie aparatu.

mimo tych przeszkód i tak udaje się uzyskać różne powiększenia, od najmniejszego, w którym aparat podłączamy bezpośrednio do teleskopu, bez okularu, aż do dużych powiększeń, z okularem o ogniskowej 10mm.

aby obliczyć powiększenie teleskopu należy podzielić ogniskową teleskopu przez ogniskową okularu. przykładowo, teleskop o ogniskowej 900mm z okularem 10mm da powiększenie 90x. jeśli zmienimy okular na 25mm, to uzyskamy powiększenie 900/25=36x.

do teleskopu dołączona jest soczewka Barlowa, która zmniejsza ogniskową okularu dwukrotnie (co przekłada się na dwukrotny wzrost powiększenia), jednak nie da się jej zastosować z aparatem, bo jest po prostu za długa i nie mieści się w wyciągu okularowym razem z aparatem (za bardzo wystaje z tulei). oznacza to, że jesteśmy ograniczeni do stosowania okularów bez barlowa, czyli nie możemy zwiększać ogniskowej 2x. możemy natomiast stosować dodatkowo konwerter 2x po stronie aparatu. konwertery takie są czasem dodawane do obiektywów, mój dostałem z obiektywem maginon 500mm. konwerter ma z jednej strony gwint T2, z drugiej m42, więc można go podłączyć z przejściówką do aparatu. taki zestaw w połączeniu z okularem 10mm daje bardzo duże powiększenie. należy jednak pamiętać, że wraz ze wzrostem powiększenia pogarsza się ostrość obrazu. wynika to z niskiej jakości soczewek zastosowanych w okularze i telekonwerterze. trzeba pamiętać, że dobrej jakości okular potrafi kosztować nawet kilkaset zł, czyli więcej niż opisywany tutaj teleskop BK1309EQ2. niemniej jednak, telekonwerter w połączeniu z okularem 25mm daje całkiem dobrej jakości obrazy, w dość dużym powiększeniu.

opisane tu ograniczenia nie są zaskoczeniem. teleskop jest wart tyle ile może pokazać i odwrotnie: im droższy teleskop, tym lepsza jakość obrazu. jednak dla początkującego astronoma ten teleskop jest idealny.

piątek, 22 lutego 2013

BK1309EQ2 - pierwsze wrażenia

teleskop mimo że wyprodukowany w Chinach sprawia dobre wrażenie. oczywiście za tą cenę (ok. 600 zł za newtona 130mm o ogniskowej 900mm) nie można spodziewać się takiej jakości jak np. w obiektywach Zeiss, z drugiej strony jednak, nie jest to plastikowa tandeta z marketu. statyw aluminiowy, solidny, lekki, ale wystarczająco sztywny, głowica do statywu (montaż równikowy) jest zrobiona z metalu, jest ciężka, w miarę precyzyjnie wykonana, solidna, nie ma zauważalnych luzów. plusem jest możliwość zamontowania nad teleskopem aparatu "na barana" (ang. piggy back). Wtedy, mając prowadzenie teleskopu można jednocześnie robić zdjęcie aparatem z normalnym obiektywem, który będzie podążał za obiektem tak samo jak teleskop.

tuba teleskopu jest zrobiona z blachy, dzięki czemu jest lekka, i ma wystarczającą sztywność. okulary dołączone do teleskopu są zadowalające (jeden 10mm, drugi 25mm, dodatkowo soczewka barlowa 2x), zresztą kupowanie lepszego okularu do tak taniego teleskopu pewnie i tak mijałoby się z celem, skoro maksymalne użyteczne powiększenie jest rzędu 200-250x (2x średnica zwierciadła w mm). można mieć zastrzeżenia do szukacza, jest plastikowy i nie wygląda na solidny, ale działa. do teleskopu kupiłem również uchwyt do kompaktowego aparatu cyfrowego za 135 zł - cena wysoka, ale jak się okazało, jest w całości metalowy i bardzo dokładnie wykonany. wart swojej ceny.

oprócz tego dokupiłem standardową przejściówkę z gwintu T2 do aparatu canon, tuleję do projekcji okularowej firmy GSO (bardzo wysoka jakość i precyzja wykonania), oraz najtańszy napęd do teleskopu. ten ostatni będzie testowany dopiero jak będzie odpowiednia pogoda.

po krótkich testach okazało się, że teleskop działa prawidłowo, daje poprawne, ostre obrazy, podłączenie lustrzanki też nie sprawia problemów, mimo, że aparat swoje waży. z drugiej strony od razu widać, że jest to bardzo podstawowy teleskop, który ma 'swoje niebo'. raczej nie będzie się nadawał do obserwacji mgławic czy innych odległych obiektów, jednak jako pierwszy teleskop jest idealny.

do przetestowania pozostało robienie zdjęć w ognisku głównym (a nie w projekcji okularowej) i podłączenie aparatu kompaktowego.

wtorek, 19 lutego 2013

astrofotografia za pomocą registax

astrofotografia z powierzchni ziemi jest problematyczna z wielu powodów: skażenie światłem, falowanie atmosfery, ruch obiektów na nieboskłonie, itd. jeden z tych problemów, falowanie atmosfery można rozwiązać za pomocą programu registax.

ponieważ temperatura gazów w atmosferze nie jest jednorodna, atmosfera faluje, tak samo jak powietrze faluje latem nad rozgrzaną autostradą. przy obserwacjach o małym powiększeniu nie jest to uciążliwe, jednak im większe powiększenie, tym falowanie staje się bardziej widoczne. gdybyśmy przy takim dużym powiększeniu spróbowali zrobić zdjęcie z długim czasem naświetlania, to nawet przy idealnym prowadzeniu teleskopu i idealnym ustawieniu ostrości zdjęcie i tak będzie nieostre. z pomocą przychodzą aparaty i kamery, dzięki którym można nagrać film, z którego później można utworzyć zdjęcie za pomocą odpowiedniego programu, na przykład registax czy deep sky stacker. programy tego typu analizują poszczególne klatki nagranego filmu a następnie odtwarzają oryginalny obraz wykrywając kierunki i siłę falowania. najczęściej stosuje się filmy składające się z kilkuset nawet do kilku tysięcy klatek. programy te jednocześnie mogą niwelować przesunięcie obiektu w polu widzenia (np. gdy prowadzenie teleskopu jest obarczone niedokładnościami), a nawet obrót. w efekcie otrzymujemy bardzo ostre, kontrastowe zdjęcie, na którym widać o wiele więcej szczegółów, niż na zdjęciu klasycznym.

właśnie dlatego bardzo często w astrofotografii stosuje się nie aparaty a specjalne kamery, które pozornie mają bardzo słabe osiągi jak na dzisiejsze standardy (rozdzielczość 640x480, 30 klatek na sekundę, czarno-biała, cena rzędu kilku tys. zł), jednak w astrofotografii są niezastąpione, również dlatego, że mają dość dużą czułość i nie mają zbędnych filtrów (aparaty cyfrowe odfiltrowują podczerwień).

oczywiście nie trzeba od razu nagrywać filmu, istnieją również inne metody redukowania falowania; można na przykład wykonać aparatem serię zdjęć w pełnej rozdzielczości, a następnie złożyć je odpowiednim programem tak samo jak film. efekty jednak nie będą tak zadowalające jak w przypadku filmu (mimo większej rozdzielczości). prawdopodobnie wynika to z faktu, że w filmie zawartych jest więcej informacji o falowaniu i są one bardziej kompletne, ciągłe: odstęp czasu pomiędzy poszczególnymi klatkami jest mały, w przypadku 30fps jest to 1/30 sekundy, natomiast dla pojedynczych zdjęć, odstęp wynosi przynajmniej 1/5s (przy szybkich lustrzankach, które robią zdjęcia seryjne z prędkością 5fps), czyli 6x dłuższy.

opisane powyżej metody składania wielu zdjęć w jedno można stosować nie tylko do astrofotografii, i nie tylko do zdjęć robionych teleskopem. metoda ta świetnie się sprawdza np. do wykonywania zdjęć księżyca zwykłą lustrzanką z obiektywem 500mm. jeśli do tego dodamy telekonwerter 2x, ogniskowa zwiększa się do 1000mm, natomiast w przypadku lustrzanek typu crop, ogniskowa dodatkowo jest zwiększona, w przypadku canona jest to 1,6x co w efekcie daje odpowiednik ogniskowej 1600mm. może nie są to imponujące osiągi, jednak jeśli dodamy do tego powiększenie live view 5x, falowanie jest już wyraźnie widoczne. nawet jeśli lustrzanka nie ma opcji nagrywania filmów (jak na przykład canon 450d) można ten problem obejść, za pomocą programu eos camera movie record. jest to znakomity program, dzięki któremu możemy nagrywać filmy na komputer bezpośrednio z live view aparatu.