Камера для астрофотографии своими руками

Камера для астрофотографии своими руками

Астр ономическая фотография представляет собой самую интересную область для любителей астрономии. Это великолепная возможность запечатлеть красоту ночного неба, а также разделить свое увлечение с друзьями, даже при отсутствии под рукой телескопа.

Раньше считалось, что астрономическая фотография очень сложна для астрономов-любителей. Но это не совсем так, к тому же после появления цифровых и специальных астрономических камер, съемка астрономических объектов стала более доступна.

Существуют несколько видов астрономической фотографии, которые различаются по сложности и стоимости необходимого оборудования. И для того чтобы получить первые снимки вам не потребуются серьезные материальные вложения.

Астрономическая фотография с использованием объектива фотокамеры

Большинство людей считают, что для получения снимков звездного неба требуется дорогой телескоп, но это не так. Некоторые варианты съемки астрономических объектов возможны вообще без телескопа. Например, обзорный снимок звездного неба может быть получен с использованием старой пленочной фотокамеры и надежного штатива. Таким способом вы можете фотографировать созвездия, метеорные дожди, а также сближения небесных тел Солнечной системы.
Такие снимки не требуют серьезных затрат и специальных навыков. Все, что вам потребуется — это надежный штатив и фотокамера, позволяющая получать снимки с выдержкой от 1 до 30 секунд.
Во время получения снимков с такими выдержками важны максимальная жесткость фотоштатива, а также чувствительная пленка или использование больших значений ISO для цифровых фотокамер.

Таким образом вы можете получать наиболее детальные изображения с небольшими выдержками. Помните, что при установке фотокамеры на штатив, фотокамера не поворачивается вслед за видимым вращением ночного неба, и при слишком длительных выдержках изображения звезд будут выглядеть в виде полос или дуг. Чем больше фокусное расстояние объектива фотокамеры или телескопа, тем меньшие выдержки доступны, и для определения приемлемых выдержек следует поэкспериментировать.

В некоторых случая вы можете захотеть получить снимки, на которых будет видно видимое перемещение звезд на ночном небе. Пути движения звезд образует дуги на ночном небе, и для получения таких снимков фотокамера на штативе подходят лучше всего. В таких случаях даже старая фотокамера позволяет получить превосходные результаты. Просто установите фотокамеру на штатив и наведите ее на Полярную звезду. Затем, выберите режим съемки «С выдержкой от руки» (Bulb), и получите снимок с выдержкой от нескольких минут до часа или больше. Вы получите великолепный снимок, на котором звезды будут выглядеть в виде дуг на ночном небе из-за вращения Земли, свет звезд формируют светлые полосы на пленке или матрице фотокамеры.

Астрономическая фотография с ведением используется при работе с экваториальной монтировкой. Экваториальная монтировка нужна для того, чтобы следить за видимым перемещением небесных объектов. При правильной настройке монтировки, фотокамера поворачивается вслед за движением ночного неба, при этом объекты остаются в поле зрения фотокамеры неподвижными. Телескоп может выполнять функцию объектива фотокамеры, или фотокамера с объективом устанавливается на корпус оптической трубы телескопа.
Сделать это достаточно просто, а результаты будут просто поразительными. Для этого подойдет даже экваториальная монтировка начального уровня, оснащенная приводом по часовой оси. Например, экваториальная монтировка EQ1 позволяет получать детальные снимки с выдержкой в несколько минут. 130-мм телескоп-рефлектор Ньютона на экваториальной монтировке EQ2 — это превосходный выбор для начинающего астронома-наблюдателя, а также для первых шагов в астрономической фотографии.

Основы астрономической фотографии с использованием видеокамеры (цифровой окулярной камеры)

Наведите телескоп на объект. Если вы используете экваториальную монтировку с приводом по часовой оси и правильной полярной настройкой, дальнейшее слежение за объектом телескоп производит автоматически. Если экваториальная монтировка не оснащена приводом по часовой оси, или вы используете азимутальную монтировку (например, телескоп системы Добсона), потребуется в процессе съемки вручную наводить телескоп на объект (гидировать). Это несколько усложняет задачу.
Рассмотрим случай, когда для съемки используется экваториальная монтировка с приводом по часовой оси. После наведения на объект, снимите окуляр с фокусировочного узла телескопа и установите вместо него цифровую окулярную камеру. Сфокусируйтесь, контролируя изображение объекта на экране подключенного к цифровой окулярной камере компьютера или другого видеоустройства. После достижения резкости изображения, вы можете либо наблюдать изображение на экране, либо сохранять изображения в памяти компьютера. Если вы сохраняете изображения, вы можете потом воспользоваться различным программами для их сложения и обработки. Более сложные платные программы обеспечивают большие возможности в обработке изображений. Цифровая окулярная камера, ноутбук и практически любой телескоп станут прекрасным комплектом для наблюдений. С таким оборудованием могут наблюдать одновременно несколько человек, это великолепная возможность разделить свое хобби с близкими.
Но существует и особая область астрономической фотографии — фотографирование в главном фокусе телескопа с использованием видео- или фотокамеры.

Некоторые астрономы-любители также с успехом используют для съемки на видеокамеры телескопы системы Максутова-Кассегрена. Оптическая схема Максутова-Кассегрена особенно хорошо подходит для съемки на видеокамеру благодаря того, что такие телескопы имеют большие фокусные расстояния и обеспечивают высокую контрастность изображений. Кроме того, такие телескопы очень портативны, легко собираются и удобны в транспортировке.

Многие считают что это самый высокий уровень астрономической фотографии. Таким способом можно получить великолепные снимки практически любого объекта глубокого космоса. Если вы вспомните какой была самая красивая астрономическая фотография из всех, которые вы видели, то скорей всего окажется, что она была получена именно таким способом. Возможно, что наиболее известные такие снимки были получены в рамках проекта “Глубокого обзора Хаббла” (Hubble Deep Field), в главном фокусе космического телескопа Хаббл с суммарной выдержкой более 100 часов! Компания Sky-Watcher предлагает большое количество высококачественных монтировок и телескопов, позволяющих получать снимки любых объектов. Мы предлагаем очень популярные экваториальные монтировки SynScan, входящие в серии «Standard» и «Pro». Эти высокоточные компьютеризированные экваториальные монтировки осуществляют автоматический поиск 14 000 объектов, включенных в стандартную базу данных, а при подключении монтировки к компьютеру с установленной программой-планетарием, возможно автоматическое наведение телескопа на любой известный объект во Вселенной!

Источник

Путь чайника в астрофото. Часть 1 — Оборудование

Без преувеличения можно сказать, что астрофотография — один из самых технически сложных разделов фотографии. Сложности состоят не только в некоторой удаленности объектов наблюдений, но и в различных моментах организационного характера.

Астрономия как хобби интересовала меня давно, и наконец появилась практическая возможность попробовать себя в этом деле. Количество граблей на этом пути можно пересчитать десятком, и возможно подобная статья убережет новичков от ненужных трат.
«Как это работает», подробности под катом.

Выбор телескопа

Монтировка

Если говорить сильно упрощенно, то телескопы бывают 3х разновидностей, в зависимости от типа используемой монтировки. Ведь как давно было сказано еще Галилеем, все-таки Земля вертится, и телескоп должен поворачиваться вслед за звездами на небосводе. Поэтому монтировка — это не менее важная часть телескопа, чем собственно оптическая труба.
Итак, есть 3 типа монтировок:

— Экваториальная монтировка

Самый правильный тип монтировки применительно к астрофото. Ось монтировки направлена в направлении Полярной звезды (ось вращения земли), таким образом в идеале телескоп вращается «синхронно» с небом. «В идеале», т.к. в реальности механика неидеальна, да и наведение на полярную звезду тоже, в общем тут зарыты грабли N1, которые решаются во-первых, покупкой хорошей монтировки (около 1000$) и опционально, дополнительной гидирующей камеры, более точно удерживающей звезду в центре (200-300$). Еще могут понадобиться всякие крепежи и прочие железяки, которые в комплекте с телескопом не идут, но весьма прилично стоят.

Грабли N2 — как можно видеть из фото, монтировка достаточно громоздкая и тяжелая, помимо телескопа есть еще и противовесы, суммарный вес конструкции может быть 20-30кг.

— Альт-азимутальная монтировка

Данный тип монтировки полегче и попроще, требует меньше места и в целом весьма неплох. Однако как нетрудно догадаться, наблюдатель проигрывает в качестве, в частности из-за того что ось телескопа вращается несинхронно с осью земли, имеет место так называемое «вращение поля», из-за чего длинные выдержки невозможны. Это грабли N3.

Впрочем для коротких выдержек это не так уж критично, а при желании можно докупить так называемый «экваториальный клин». При помощи него азимутальная монтировка по сути превращается в экваториальную, а телескоп будет стоять раскорякой примерно так:

Цена этого клина около 300$, что есть грабли N4, так что имхо оно того не стоит — если ставить целью делать качественные фото, проще купить экваториальную монтировку сразу, чем делать такой сомнительный апгрейд.

В моем случае, все было решено за меня — экваториальная монтировка банально не помещается на моем балконе, так что выбора в общем-то и не было, пришлось брать альт-азимутальную.

— Монтировка Добсона

Самый простой и дешевый тип монтировок. Для астрофото по большому счету не подходит вообще, кроме Луны и планет. Сейчас есть компьютеризированные монтировки Добсона с электромоторами, однако их цена совсем немалая, и смысла в этом для астрофото в общем, нет.

Однако, плюс монтировки Добсона в ее дешевизне — например, за ту же цену можно купить 125мм телескоп с электроникой, или 200мм телескоп на монтировке Добсона. Очевидно, что второй покажет гораздо больше. В общем, если денег мало то об этом тоже можно подумать.

Апертура (диаметр объектива)

По большому счету, для астрофотографии апертура не так уж критична — в отличие от глаза, камера может накапливать свет. Но ведь в телескоп хочется еще и смотреть, так что этот параметр весьма важен. Все зависит исключительно от цены и финансовых возможностей покупающего. Примерно, можно выделить несколько вариантов:
— до 120мм: по сути больше игрушка, в которую кое что можно посмотреть, но выбор объектов будет сильно ограничен. Цена вопроса до 600$.
— 120-160мм: средний уровень, вполне пригодный как для начала, так и для дальнейшего «роста». Цена вопроса 600-1200$.
— 200мм и выше: для сильно продвинутых любителей, тут уже встают вопросы как цены так и габаритов.

В целом, тут есть грабли N5 — это масса и габариты телескопа. Можно купить просто отличный телескоп массой 30кг, и желание выносить его на улицу отпадет на 3й раз наблюдений. Телескоп с диаметром 5-8″ вполне неплохой компромисс для начала, позволяющий с одной стороны, много чего увидеть, с другой стороны, это не так уж напряжно в плане габаритов и цены.

Разумеется, есть другие параметры, такие как оптическая схема, светосила, фокусное расстояние, но все в целом не описать в одной статье.

В моем случае, исходя из требования компактности, был приобретен телескоп Celestron Nexstar 6″.

Выбор камеры

Когда-то давно, лет 5-10 назад, любители астрономии ставили на телескопы цифромыльницы через переходники и переделывали веб-камеры. Сейчас это стало неактуально, появились более-менее готовые решения, основных производителей любительских камер два: QHY и ZWO. Камера подсоединяется к телескопу вместо окуляра, в качестве интерфейса используется USB2 или USB3.

Как и в любой другой фототехнике, цена здесь зависит от размера матрицы и количества мегапикселов. Еще камеры бывают монохромные и цветные, модели с охлаждением и без. Примерная цена вопроса — от 200$ до 2000$, более-менее средней ценой для любителя можно считать 400-500$: за эти деньги можно купить камеру с разрешением 2-6МПкс и выдержками до 1000с. Больше в принципе и не надо, даже такие параметры не обеспечит телескоп среднего ценового диапазона.

Если в наличии есть DSLR камера со сменной оптикой, то можно использовать и ее, докупив соответствующий адаптер.

Выбор ноутбука

Как упоминалось выше, астрономические фотокамеры в основном, подключаются по USB. Камера пересылает на компьютер несжатый видеопоток (сжатие здесь неуместно, т.к. мы хотим рассматривать детали объектов а не артефакты mpeg). Так что желателен ноутбук с USB3.0 и достаточным местом на диске (1 минута несжатого видео занимает около гигабайта).

Выбор места наблюдений

Для всей любительской астрономии это самый сложный момент. По большому счету, слабых звезд в городах уже давно не видно, как писали здесь же на geektimes, выросло поколение людей, не видевших Млечный Путь (я сам его первый раз увидел лет в 25). В общем, это грабли N6 — в городе телескоп покажет от силы на 10% своих возможностей. В идеале, чтобы увидеть темное небо, в случае Москвы или Питера, надо отъехать километров на 80. Более точно можно узнать, посмотрев на сайте свое местоположение на сайте www.lightpollutionmap.info. Конечно, мотаться каждую ясную ночь на 80км никто не будет, так что остается смириться с тем что есть, и выбирать из доступных вариантов. Счастливые владельцы личного дома могут наблюдать на заднем дворе, это самый лучший вариант, для остальных остается либо дача, либо балкон (экстрим типа выноса оборудования суммарной ценой 2500$ на уличный двор я не рассматриваю).

В случае наблюдений на балконе имеют место грабли N7 — это тепловые потоки от здания. В холодное время года теплый воздух из окон поднимается вверх, и заметно «мылит» изображение. Это не видно глазом, но при увеличении 100-200х атмосфера уже критично влияет на качество.
При большом увеличении звезда может быть видна примерно так:

Что как видно, сильно отличается от изображения звезды в Stellarium. К счастью, для фотографии это не так уж критично, т.к. софт позволяет отбирать лучшие кадры из длинной серии.

Что наблюдать?

Всего для астрономических наблюдений/фотографий доступны следующие объекты:
— Луна и Солнце (обязательно с фильтром)
— планеты
— туманности и галактики
Если говорить про наблюдения из города, то наблюдателю доступны по сути, первые 2 пункта (из туманностей видны только наиболее яркие). Исходя из этого, в моем случае был сделан выбор в пользу «планетного» телескопа, с большим увеличением но небольшой светосилой.

Заключение

На этом краткий обзор «железа», необходимого для астрофото, можно закончить. Как можно видеть, не все просто, и нюансов здесь много, как для кошелька, так и для вопросов «что выбрать», так и для организационных моментов.

О софте для фотосъемки и обработке результатов будет рассказано в следующей части.

PS: Сразу хочется ответить на вопрос, который наверняка последует — «зачем это надо». В общем-то ответ прост — просто потому что интересно. Разумеется, никакой научной, общемировой или высокохудожественной ценности большинство любительских наблюдений и фотографий не имеют. Даже с 14″ телескопом не получить фото лучше чем это делают проф.обсерватории в Чили. Однако как хобби, это ничем не «хуже» дайвинга, катания на лыжах или собирания марок. К тому же, изучение технологий обработки изображений также весьма интересно, и может пригодиться и в других областях.

Источник