Digitális asztrofotózás: kezdetek

Habár jó pár éve foglalkozok már amatőr csillagászattal (és már gyerekkoromban is egy binokulárral rohangáltam nyári éjszakánként), asztrofotózással csak az elmúlt pár hónapban kezdtem el foglalkozni. Miután már szereztem némi tapasztalatot a témában, úgy döntöttem, hogy azt ezen poszt keretében meg is osztom, főleg hogy a leírások jó része ugyan elmondja a lényeget, de azt nem hogy mégis milyen képekre számíthatunk adott eszközökkel és kamerákkal.
Előrebocsátom, hogy a következőkben nem a profi asztrofotózásról lesz szó és nem is fogom érinteni az asztrofotózás minden területét, sokkal inkább azt próbálom bemutatni, hogy egy kezdő milyen problémákkal szembesülhet és mire számíthat ezen a területen illetve hogy én miket tapasztaltam a saját próbálkozásaim során, milyen felszereléssel/technikával milyen képeket lehet készíteni.
Szóval ez inkább egy kezdőktől kezdőknek típusú leírás lesz. Mivel ezen a területen még én magam is kezdőnek számítok, nézzétek el ha valamit nem teljesen tökéletesen fejtettem ki.
Mielőtt azonban továbbmennénk, hagy hívjam fel a figyelmet, hogy az amatőr csillagászat során senki ne számítson olyan képekre mint amit a Hubble űrtávcső készít, de a saját kép – legyen akármennyire is életlen vagy gyenge – mindig rendelkezik azzal a tulajdonsággal, hogy tudjuk, mi magunk készítettük azt.
Mindazonáltal ha az ember nem is szeretne asztrofotózni, a sima vizuális távcsöves észlelés is elképesztő dolog tud lenni, nem igazán lehet leírni milyen élmény az, amikor az ember először pillantja meg élőben a saját szemével a Jupiter holdjait, vagy a Szaturnusz gyűrűit, és általában mindenki első felkiáltása az, hogy “jé, ez mozog…”.
A továbbiakban feltételezem, hogy azért némi csillagászati alapismeretekkel már rendelkezünk és volt már távcső a kezünkben, máskülönben először sajátítsuk el inkább az alapokat és csak ezután vágjunk bele az asztrofotózásba.

Nézzük is gyorsan a hozzávalókat:

A távcső

Ez mindig nehéz választás, más távcső alkalmas bolygómegfigyelésre, más mélyég objektumok megfigyelésére és megint más a Nap megfigyelésére és persze amelyik jó vizuális megfigyelésre, az nem biztos hogy jó fotózásra is. Persze bármely távcsővel meg lehet figyelni bármelyik objektumot, azonban minden távcsőnek vannak jellegzetességei, amik a méretéből, fókusztávolságából és a típusából (tükrös, lencsés stb.) fakadnak és ezeket a fotózás jelentősen felerősítheti akár negatív akár pozitív irányba. Az én esetemben egy Sykwatcher 150/750-es newton távcsőről beszélünk, ez azt jelenti hogy 15 cm a főtükör átmérője, és 75 cm a fókusztávolsága. Általánosságban elmondható, hogy ez a távcső egy belépő kategória az asztrofotózás területén, ez alatti méretben nem igazán érdemes próbálkozni. Ugyanakkor a távcsőválasztás mindig kompromisszum kérdése is, ugyanennek a távcsőnek a nagyobb változata az 150/1200-as, ez már több mint 1 méter hosszú, ez bizony már autóban is körülményesen szállítható ha a megfigyelés hely nem az udvarban van.
A hosszú fókuszú távcsöveket általában bolygókhoz ajánlják, a rövidebb fókuszúakat pedig inkább mélyég objektumok megfigyelésére de ez csak egy ajánlás, igazából mindkettővel megfigyelhető bármelyik objektum, maximum a kép nem lesz olyan szép.
Az én távcsövem a következőképpen néz ki:

A mechanika

Egy távcső esetén fotózásnál a mechanika legalább olyan fontos mint maga a távcső. 200-300x-os nagyításon egy pici légfuvallat is több centis kilengéseket tud okozni a távcsőben mutatott képen ami egy fotó esetén csak egy elmosódott, elétlen pacát eredményez. Ugyanakkor egy stabil mechanikának jelentős súlya lehet. Az én esetemben egy EQ-3as mechanikáról beszélünk, teljes felszereléssel (távcső, óragép stb) kb. 20 kilogrammot nyom az egész, ez már az a súly amit az ember nem szívesen cipel 10 méternél messzebb és ez még mindig csak egy belépő szintű mechanika az asztrofotózáshoz. Ennél komolyabb mechanikák (EQ-5, EQ-6) 200/1200-as távcsővel simán elérik a 30 kg-os súlyt, ezt bizony már egy vékonyabb ember nem biztos hogy elbírja, ha pedig tényleg nem az udvaron van a megfigyelés pont hanem egy sötét helyen egy domboldalon, akkor mire a felszerelést az ember a kocsiba be/ki pakolja, addig alaposan megizzadhat és még a kedve is elmehet. EQ-3 alatti mechanikák (EQ-1,2) viszont nem igazán alkalmasak fotózásra. Összegezve, minél jobb távcső összeállítást választunk, az annál nehezebb, nagyobb és persze drágább is lesz, viszont annál jobb minőségű fotókat fogunk tudni készíteni, így mindenképp nehéz döntés hogy melyik távcső-mechanika kombináció a legjobb a számunkra.

A vezérlés

A fentiek alapján már van egy távcsövünk, van hozzá egy mechanikánk, de ha fotózni is akarunk, akkor nem ússzuk meg a vezérlést. Erre azért van szükség, mert a Föld fordulása miatt az égbolton lévő csillagok, bolygók ugyanilyen ütemben mozognak, nagy nagyításon pedig ez még gyorsabb lesz. 200x-os nagyításon a Jupiter egy távcsőben körülbelül 20 másodperc alatt halad ki a látható zónából. Vizuális megfigyelés esetén a kézi vezetés is elegendő lehet, azonban minden egyes alkalommal amikor hozzáérünk a távcsőhöz, az be fog remegni és ez lehetetlenné teszik a fotózást. A vezérlések legegyszerűbb és legolcsóbb fajtája az óragép, ez nagyjából pont ugyanolyan ütemben fordítja a távcsövet, ahogy a Föld fordul, én is ezzel dolgozok jelenleg. Viszont minél jobb képet akarunk csinálni, annál jobb vezetés szükséges, ezért komolyabb felszerelés esetén már külön kisebb távcsövet és kamerát használnak a vezetésre, tehát a kisebb távcső képén lévő objektumot a kamerán keresztül egy automata követi, így fordítja a megfelelő mértékben a nagy távcsövet. Általában jellemző, hogy a mélyég objektumok megfigyeléséhez szükséges a legprecízebb vezetés.
A következő videó illusztrálja, hogy milyen gyorsan is mozog a Jupiter, ha nem használunk vezetést (az apróbb remegések az instabil légkör miatt vannak): A Jupiter követés nélkül

A fényképezőgép

Nos, határ a csillagos ég (főleg árban). Alapvetően két dolgot kell tudnunk:
bolygókat kamerával szokták “fotózni” (valójában filmet rögzítenek vele), majd az így felvett képkockákból (sokszor több száz képkockából) számítógépes szoftver segítségével állítják elő a végső képet. Ennek az az oka, hogy a kamera általában kevésbé érzékenyebb mint az ember szeme, ugyanakkor több tucat képkockából akár jobb kép is összeállítható, mint amit szabad szemmel meg lehet figyelni.
Én is ezzel a módszerrel dolgozok, ilyen kamerák kb 20 ezer forinttól kezdődően kaphatóak, a következőekben majd ezt fogom bemutatni.
Ezzel szemben, mélyég objektumokat (galaxisok, csillagködök stb) DSLR (digitális tükörreflexes) gépekkel szokták fotózni hosszú expozíciós idővel, ahol az expozíciós idő akár több perc is lehet. Erre azért van szükség mert ezek az objektumok nagyok halványak, így sok idő szükséges mire kellő mennyiségű fényt tud összegyűjteni az optika. A hosszú expozíciós idő miatt szükséges a pontos, precíz vezetés és a stabil mechanika. Nos, itt tényleg határ a csillagos ég, az asztrofotózásra használt gépek igencsak drágák, áruk sokszor összemérhető a távcső árával, így hacsak nem rendelkezünk már ilyen géppel, elsőre nem ajánlom hogy belevágjunk, amíg nem sajátítottuk el az alapokat és biztosan tudjuk hogy az elszántságunk sem fog csökkenni.
A mélyég fotózásról ebben a blogban nem fogok különösen kitérni, lévén én meg sem rendelkezem ilyen géppel, így a továbbiakban csak a kompaktokat és a kamerával való fotózást fogom bemutatni.

Kompakt fényképezőgépek
Sokan szeretnének fotózni hagyományos digitális kompakt fényképezőgéppel, kétségkívül ez a megoldás a legegyszerűbb mivel általában ilyen gép ma már szinte minden családban megtalálható, de a hiányosságai miatt általában kevésbé alkalmas komolyabb fotózásra, se mélyégre se bolygókra. Mindazonáltal, a Hold ezeknek a gépeknek is kiváló témát nyújt, meglepően szép képeket lehet vele készíteni főleg. A továbbiakban bemutatom, hogy nekem mit sikerült alkotnom a saját kompakt fényképezőgépemmel összehasonlítva egy bolygókamerával.

Első fotóink

Összegezve, én a következő felszereléssel dolgozok: Sykwatcher 150/750 newton távcső és hozzá való okulárok, barlow lencsék, EQ-3-as mechanika, óragép+12Ah akkumulátor, Scopium kamera plusz egy kompakt fényképezőgép (Samsung s760) illetve egy laptop a film rögzítéséhez.
Első körben nézzük hogy milyen képekre számíthatunk ha szimplán belefotózunk a távcsőbe (afokális fotózás) egy mezei kompakt fényképezőgéppel (Samsung s760) és a Hold a célpont(sorrendben: 80x, 160x, 240x nagyításon):

A fentiek képek egész jól sikerültek, lévén a Hold egy ideális célpont az égen fotózás szempontjából, mivel látszólag nem forog a tengelye körül és jelentős fényerővel is rendelkezik. A Hold azért is jó célpont a kompaktok számára, mivel a nagy felbontás miatt a teljes Hold belefér a látómezőbe, ami nem igaz a kamerák számára. Az én tapasztalataim alapján a rövid záridő használatával (1/30, 1/45) szebb, élesebb képeket lehet készíteni mint hosszabb expozíciós idővel.

Azonban nézzük mi történik ha a Jupitert szeretnénk fotózni:

Igen, sajnos már a Jupiter (az egyik legfényesebben, legjobban látható bolygó) esetén is meglátszanak a problémák. Kompakt használata esetén a fényképezőgép lencséje nem távolítható el, és ez miatt a távcsőben is egy okulárt kell használni, a több lencse pedig több hibát és torzítást okoz. A bolygó részletei nem igazán figyelhetőek meg, bár a gép finomhangolásával (már amennyire ezt a gép lehetővé teszi), lehet javítani a képek minőségén, nekem a következő kép lett ezzel a géppel a legjobb képem (további digitális utómunkával persze még az ilyen képek is javíthatók valamennyire):

A következő lépésben nézzük meg hogy milyen képet készíthetünk az említett Scopium kamerával. Ez a kamera tulajdonképpen nem más mint egy speciális CCD webkamera, ami gyárilag el van látva infraszűrővel illetve olyan tokozással ami lehetővé teszi a távcsőhöz való csatlakoztatást. A kamerán nincs lencse, és a távcsőhöz sem kell okulárt alkalmaznunk, így a lencsehibákat minimalizálni tudjuk. A kamera felbontása 640×480 és maximum 30 fps-t tud, ez a két adat elsőre kevésnek tűnhet, ugyanakkor ez a speciális kamera képes arra hogy a videót nyers tömörítetlen formában vegye fel (erre azért van szükség hogy a lehető legjobb képet tudjuk később előállítani), ez azt jelenti hogy egy képkocka nagyjából 1 MB helyet igényel, tehát egy 10 másodperces videó 150-300 MB helyet fog igényel a számítógépünkön és egy éjszaka ilyenből több tucatot kell készítenünk. Az infra szűrőre egyébként azért van szükség, mert az égitestek nem csak a látható tartományban sugároznak fényt hanem a szemünk számunkra láthatatlan infra tartományban is, ezt azonban a kamera látja és jelentősen le tudja rontani a keletkező képet.
Ahhoz hogy a kamerával a megfelelő “nagyításban” tudjunk fotózni, szükségünk van egy megfelelő fókusznyújtóra, jelen esetben én egy 3x barlow lencsét használtam, ez azt jelenti hogy a távcsövem fókusza több mint két méter, pontosan 225 cm lett. Erre azért van szükség, mert a kamerában lévő CCD chip mérete kicsi, így ahhoz hogy nagy nagyítást (valójában felbontást) érjünk el, hosszú fókusztávolságra van szükségünk. Korábban említettem a vezetés fontosságát is, mivel nagy nagyításon az égitestek rettentő gyorsan mozognak, a következőkben óragép nélkül készült képeket fogok mutatni (a felvett videókból az ingyenes Registax nevű programmal készültek el a végső képek):

Nos ezek a képek már lényegesen jobban mint a kompakttal készültek, de még nem az igaziak.

Lássuk hát végül a legjobbakat. A következő képeket Scopium kamerával, 3x barlow-val, és óragépes vezetéssel készítettem (a negyedik képen még a Jupiter híres a Nagy Vörös Foltja is látható):

Azt hiszem a képek önmagukért beszélnek bámulatos a különbség a kompakthoz képest, de még a vezetés nélkülihez képest is. Itt jegyzem meg, hogy nem árt ha bírjuk az éjszakázást, mivel a fenti képek közül az első, ami életem eddigi legjobb Jupiter fotója lett, hajnal 3-kor készült, mivel ekkor volt optimális magasságon a Jupiter az égbolton. Igen, ez az egyik aprósága a csillagászatnak, az égitestek fénye pont úgy viselkedik mint a Nap fénye, tehát minél vastagabb légrétegen jön át, annál halványabb és vöröses árnyalatú és kevésbé részletgazdag lesz. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy minél közelebb van egy égitest a horizonthoz annál rosszabb képet tudunk csak készíteni és annál jobb megfigyelést tudunk végezni, minél magasabban jár felettünk az égitest.
Megjegyzem, a fenti képekhez hasonló részletességű és szépségű képeket láthatunk egy ilyen kaliberű távcsőben akkor is, ha szabad szemmel tekintünk a távcsőbe, tehát a Jupitert szabad szemmel is pont ugyanúgy láthatjuk, mint ahogy a fenti képeken is látható (sőt igazából még élesebben, még kontrasztosabban, ezt azért jó tudni, mert a mélyég objektumok viszont sokszor csak a képeken olyan szépek a hosszú expozíciós idő miatt, a távcsőbe betekintve már kevésbé látványosak).

Mélyég fotózás kompakttal

Korábban említettem, hogy erre DSLR gépeket használnak, én azonban kipróbáltam, hogy milyen képeket lehet elérni kompakt fényképezőgéppel is. A képek meglehetősen csúnyácskák, mindazonáltal az asztrofotós fórumokon olvasottak után mégis meglepődtem hogy ilyen képek is sikerültek, én rosszabbra számítottam. A tapasztalataim alapján arra kell figyelni hogy hosszú záridőt válasszunk (már amennyiben ez állítható a gépen), de ne többet mint amennyit a vezetés még korrigálni tud, továbbá a fényérzékenységet (ISO) is állítsuk magasabb értékre, nálam kb. 400-800-as ISO-val lettek a legjobb a képek (túl magas ISO-val viszont sok zaj is a képre fog kerülni, mint az majd látható az Andromeda galaxisról készült képemen).
A következő képek Samsung s760-al készültek, 50x nagyítás, 8 másodperces expozíciós idő és óragépes vezetés mellet.

Az első kép a Fiastyúk nyílt halmazról készült 200-as ISO-val, a második pedig az Andromeda galaxisról 1000-as ISO-val.

A továbbiakban még néhány képet mutatok be, amik a Scopium kamerával készültek a Holdról, jól látható hogy a Holdnak csak egy töredéke fér bele a látómezőbe ilyenkor, viszont maga a kép élessége és minősége sokkal jobb főleg nagy nagyításon is (gyakorlatilag fókuszreduktort kéne alkalmazni hogy nagyobb látómezőt érhessünk el és így az egész Hold beleférjen a képbe). A harmadik kép nagyobb nagyításon készült, a középen lévő kráter átmérője “mindössze” 100 km (Theophilus kráter), a mellette jobbra lévő apróbbé pedig 24 km (Madler kráter).

Frissítés: Feltöltöttem a csillagászati képeimet a Flickr-re: pzolee’s sky photos

Advertisements

2 Responses to Digitális asztrofotózás: kezdetek

  1. Visszajelzés: Mélyég asztrofotózás kezdőknek « PZolee blogja

  2. Kriszta says:

    Kedves Zoltán!
    Magam részéről ezen a nyáron kezdtem a 150/750 EQ3-as távcsővel. Még csak alap felszerelésem van, de nem is ez a lényeg! Eddig ennél hasznosabb oldalt és információkat sehol sem leltem. Ilyen részletesen kezdem érteni, hogy honnan indulok és mi a haladási irány. Köszönöm a segítséget!

Comment hozzáadása

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Google+ kép

Hozzászólhat a Google+ felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Kapcsolódás: %s

%d blogger ezt kedveli: