Переделываем телескоп в астрограф! Что нужно?
Почти каждый, у кого есть телескоп задавался вопросом:
- А могу ли я получить в свой инструмент фотографии Плеяд, Туманности Ориона, галактики Водоворот? Пусть не «супер-пупер», но такие, чтобы не стыдно было друзьям показать?
И я отвечу вам:
- Да! Сможете!
Сегодня любительская астрофотография шагнула настолько далеко, что получить красивые портреты «космических жителей» может каждый, кто хоть немного дружит с техникой и кто готов потратить свое время и средства. Но есть важный момент. Простой телескоп для астрофотографии не подойдет. Просто взять какую-нибудь камеру, прикрутить ее к телескопу... Нет, это не та история. Вам придется переоснастить свой инструмент и превратить его в астрограф — специальный телескоп, предназначенный не для визуальных наблюдений, а для съемки астрономических объектов.
Что такое современный астрограф? Это система из шести ключевых компонентов. Шести! Разберём их по порядку — от «сердца» до «мозга».
1. Телескоп — сердце
Телескоп (или специальный фотообъектив) — это главный элемент, без которого никакая астрофотография не состоится. Он собирает свет от объектов, которые находятся на расстояниях в тысячи и миллионы световых лет, и формирует их изображение.
Для съемки звездных скоплений, туманностей, галактик можно использовать разные инструменты: линзовые, зеркальные или зеркально-линзовые. Главное, чтобы они имели большое относительное отверстие. Да, это очень важная характеристика. Она показывает, сколько диаметров телескопа помещается в его фокусном расстоянии, записывают её так: 1/5, 1/7, 1/10 или так f/5, f/7, f/10.
Не будем вникать «почему», просто примите «как есть»: чтобы успешно заниматься астрофотографией нам нужен телескоп с относительным отверстием равным или более, чем 1/8: 1/8, 1/7, 1/6, 1/5 и т.д. Поэтому для для астрофото объектов далекого космоса не подходят зеркально-линзовые телескопы Максутова-Кассегрена, т.к. у них относительное отверстие очень маленькое: 1/15-1/12.
2. Камера — электронный глаз
Фотографировать можно и «зеркалкой», но специализированная астрокамера даст совсем другой уровень. Выбор камер сейчас огромный. Обратите внимание на следующие факторы:
а) В фокальной плоскости вашего телескопа на один пиксел чипа выбранной камеры должна приходиться примерно одна угловая секунда. Рассчитать этот параметр можно по формуле: 206,3 * A / F, где А – размер пикселя камеры в мкм, а F – фокусное расстояние телескопа в мм. Оптимальный диапазон: 0,8–1,2′′.
б) Желательно, чтобы камера имела систему охлаждения.
в) Если позволяет бюджет, выбирайте камеру с размером чипа побольше. Чем больше размеры чипа, тем больше неба поместится в кадре.
Астрономическая камера может быть цветной или монохромной. Но если если вы только начинаете заниматься астрофотографией, то начинайте с цветной, это проще. Есть у астрокамер и другие характеристики: глубина цвета (разрядность), квантовая эффективность, шум считывания... Но я указал три, на которые по моему мнению нужно обратить внимание в первую очередь. И еще, у астрономических камер нет никаких кнопок, процессом съемки мы управляем с компьютера, к которому подключаем камеру.
3. Монтировка — экваториальная
Для астрофотографии какая-либо монтировка не подойдет. Нужна монтировка экваториальная с приводами по обеим осям, с автоматическим наведением на объекты и с возможностью подключения к компьютеру. Почему?
Телескоп сам по себе не умеет следить за звёздами. Земля вращается, и уже через несколько секунд без ведения звёзды в кадре превратятся в короткие черточки. Именно поэтому нам нужна монтировка, которая будет вести телескоп за снимаемым объектом. Причем это должны быть не просто привод или приводы, монтировка должна быть оснащена системой автоматического наведения на объекты. Самим что-то искать, когда на телескопе стоит камера – это еще тот квест :)
Напомню, монтировки могут быть двух типов: азимутальные или экваториальные. Для астрофотографии объектов далекого космоса требуется экваториальная монтировка, не азимутальная. Даже, если азимутальная монтировка оснащена системой с автоматическим наведением на объекты и с последующим ведением за объектом: вести телескоп она будет, но... Такая монтировка в процессе ведения не сохраняет положение телескопа относительно звездного неба, а значит и камеры тоже. В итоге звезды в кадре будут водить «хоровод» вокруг центра кадра. Это называется эффект вращения поля зрения.
4. Гид — контроль
Даже самая дорогая монтировка имеет микроскопические ошибки в своей работе: то двигается чуть быстрее, то двигается чуть медленнее. Увы, какие бы не были внутри нее шестеренки — они не идеально круглые. Поэтому, если ничего не предпринять, звезды в кадре будут не точками, а черточками.
Чтобы звёзды оставались идеально точечными, используют гид — маленький телескоп с камерой, который следит за одной звездой и постоянно подправляет работу монтировки. Если контрольная звезда смещается «с прицела» камеры-гида, он дает команды на приводы монтировки, чтобы звезда всегда оставалась «на мушке». По сути гид корректирует работу монтировки, чтобы она идеально точно без каких-либо рывков вела телескоп с камерой за снимаемым объектом и чтобы звезды в кадре оставались именно звездами а не превращались в черточки. Без гида длинные экспозиции почти невозможны.
5. Привод на фокусировочный узел — гарант четкости
Телескоп есть, камера есть. Картинка, которую дает камера, должна быть резкая. Канули в лету те времена, когда резкость наводили «на глазок», сейчас этот процесс автоматизирован. Для данной цели на фокусировочный узел ставится привод, и он, получая команды, слегка поворачивает ручку наводки на резкость, а, значит, смещает камеру, которая установлена в фокусировочный узел.
Но все синхронизировано: небольшое смещение – делается кадр, еще небольшое смещение – еще кадр. В итоге в процессе поиска резкости, мы получаем серию из нескольких десятков кадров, которые анализируем и смотрим, на каком из кадров звезды имеют наименьшие размеры. Замечу, не мы смотрим. «Смотрит» компьютер, который в специальной программе и выбирает кадр с самыми резкими звездами. Выбирает сам, без нашего участия, и выбрав его, приводом устанавливает ручку фокусировочного узла именно в то положение, при котором и был получен самый резкий кадр.
6. Компьютер — мозг системы
Вот мы и подошли к последней составляющей астрографа – компьютеру, который будет всем процессом астросъемки управлять: превращать звезды из нерезких плюшек в точки, наводить трубу на нужный объект, центрировать, если объект съемки не оказался по центру кадра, контролировать работу гида, делать серии кадров, перефокусироваться, если нужно...
Что касается выбора компьютера, то здесь возможно два подхода. Можно все компоненты астрографа подключить к ноутбуку, установить на нем нужные драйверы, программы. Придется, правда, разобраться что к чему, т.к. нужна программа управляющая получением серии кадров, программа для управления гидированием, а еще нужно будет установить ASCOM-платформу, которая через драйверы свяжет все компоненты астрографа с этими программами.
Но можно пойти и другим путем. Можно купить мини-компьютер, который заточен под астрофотографию. Мы устанавливаем его на телескоп, подключаем к нему все оборудование, ставим на смартфон специальное приложение, подключаемся по Wi-Fi к этому компьютеру и... процесс пошел. Да, не нужно устанавливать программы, думать о драйверах и т.д., и т.п. Здесь только нужно помнить о следующем нюансе. Самый популярный астро-компьютер – это ASIAIR компании ZWO. И подключить к нему можно только оборудование ZWO, т.е. камера, камера гида, привод на фокусировочный узел – это все должно быть производства ZWO. Исключение монтировка, да, она может быть разных производителей и, конечно, сам телескоп :) Есть мини-компьютеры и других фирм, которые могут работать с оборудованием самых разных производителей. Например StellaVita компании ToupTek, но, объективно, ПО в нем еще немного «сыровато», хотя функционал в нем более интересный.
Какое бы вы решение не выбрали, без компьютера сейчас никуда. Зато когда вы все настроите, вы можете запустить систему, пойти пить чай, а через пару часов вернуться, чтобы забрать набор кадров для обработки.
Всё или ничего
Астрограф работает только тогда, когда все эти элементы собраны вместе и правильно настроены. Просто телескоп и камера — это лишь половина дела. Без экваториальной монтировки с приводами телескоп не навести на нужный объект, без гида — у вас будут не звезды, а колбаски, а без компьютера — это все равно, что оркестр без дирижера. Произведения не получится!
Поэтому, если если вы хотите заняться астрофото объектов глубокого космоса, то превращаем телескоп в астрограф. Напомню его составные части:
– Телескоп с отностительным отверстием 1/8, 1/7, 1/5 и более
– Специализированная астрокамера
– Экваториальная монтировка с приводами по обеим осям
– Гид
– Привод на фокусировочный узел
– Компьютер
Это чек лист, проверяйте, чтобы ничего не забыть.
Астрофотография захватывает невероятно — ведь на ваших глазах Вселенная перестаёт быть абстрактной и становится личной. И какой Вселенная предстанет перед вами зависит только от вас.
Хотя если вникать в эту тему серьезно, то это всего лишь вершина огромного айсберга, т.к. если вас затянет, то готовьтесь: блоки или колеса для установки фильтров, флет-панели, узлы регулировки установки камеры, корректоры комы, поля... Если же говорить о съемке Луны и планет, то это совсем другая техника и технологии.
А кто сказал, что будет легко?
-----------------------------
В стаье использованы фотографии ZWO, PlayerOneAstronomy, Trevor Jones, Phillip Jones.
