M33 Galaxia Triangulum

OK, deci ai trecut prin fazele de inițiere despre bolta cerească și acum vrei să pozezi. Sau poate nu vii dinspre astronomie, ești și tu un fotograf care știe ce e f/2 și ai văzut și tu niște poze Hubble și de ce nu, vrei și tu să-ți încerci norocul, priceperea și aparatul, sau să-ți iei ceva scule – fără să te faci om de știință, dar totuși. Vrei să pozezi: stele, planete, Calea Lactee, comete, meteori, nebuloase, roiuri, galaxii, obiecte ale căror nume nici nu le știi… Și ai făcut deja un prim pas important. Ai ajuns la concluzia că trebuie să ai puțină răbdare, să te documentezi, să pui întrebări, să înveți.

În primul rând, ai ajuns la locul potrivit citind acest articol. Mă ocup de astronomie de două decenii, în calitate de astronom amator recunoscut în domeniu, fac observații, pozez, conduc grupuri organizate și nu am niciun interes economic legat de bolta cerească. Iată cum cred eu că ar trebui să începi fotografia obiectelor cerești: astrofotografia.

Acesta e un hobby care dacă făcut bine, îți permite să călătorești prin spațiu și timp, la un nivel de accesibilitate fără precedent în istoria umană: nu prin fantezie ci prin știință și tehnică, dintr-un buget chiar și modest. Te ajută să înțelegi pozele populare în care apar obiecte cerești, ce sunt și ce nu sunt acestea, și să respecți întunericul naturii. Pasiunea te va ține departe de vicii: astrofotografia poate deveni un hobby foarte scump.

În această postare voi aborda următoarele:

  • istoria astrofotografiei,
  • etica astrofotografului,
  • principalele tehnici și prețul de intrare,

fără însă a intra în prea multe detalii precum tehnicile de ghidaj, banda îngustă sau spectroscopia.

Scurtă istorie

Manuscris de Galileo Galilei, despre sateliții lui Jupiter

Înainte de a avea echipament pentru a înregistra ce se vede acolo sus, oamenii notau, desenau, pictau – cu sau fără acuratețe științifică. Să reamintim nașterea Nebuloasei Crabului, primul obiect din catalogul lui Messier: rămășițele unei stea care a explodat în 1054, supernovă documentată de către astronomii chinezi. Sunt foarte cunoscute desenele lui Galileo Galilei care, pentru prima oară în istoria umanității, a observat și documentat fazele lui Venus, existența și mișcarea unor “steluțe” în jurul lui Jupiter (sateliții Io, Europa, Ganymede și Callisto) și inelele lui Saturn.

Au mai trecut niște secole până la apariția tehnologiei de a desena cu lumina, de a foto-grafia. Depinde și de obiect, dar în general un desen bun necesită multă răbdare, disciplină și nu în ultimul rând, un instrument de calitate sub un cer negru. Lord Rosse, în 1845 – înainte ca astrofotografia să existe – a schițat faimoasa Galaxia Volburei, dar desenele bazate pe observații vizuale nu au dispărut.

Lord Rosse, 1845 vs astronom amator contemporan

Primele astro-fotografii reușite au apărut în a doua parte a secolului XIX și au demonstrat că sunt detalii vizibile dincolo de limitele ochiului uman. Apoi, iată că după un secol și ceva avem telescoape spațiale și instrumente de amatori mult mai avansate decât își imaginau astronomii profi în urmă cu doar căteva decenii. Articolul wiki în engleză e un bun punct de pornire pentru cei care vor să citească mai multe detalii, în stilul impersonal de wiki, noi să ne păstrăm vocea amicală. Ești un hobbyist care se bagă în întunericul (sau nu) al cerului, și speră să fotografieze ceva frumos.

Nebuloasa Orion, Andrew Ainslie Common, 1883 – fotografia arată mai multe detalii decât poate vedea ochiul uman

Etica astrofotografului, limitele artistice

Etica, limite

  • foto, nu pictură
  • nu falsifica
  • respectă natura
  • învață să vezi

Mai ales în era internetului e greu să reziști ispitei să mai aplici filtre, să mai desenezi puțin sau chiar foarte mult, ajungând câteodată la ceea ce numim: fals. Să nu mă înțelegi greșit, astrofotografia poate însemna foarte multe ore în fața softului de prelucrare/editare foto, acest domeniu e cât se poate de departe de point and shoot, și rezultatul tot nu se va considera fotoșopat.  Se face accentuarea culorilor existente, detaliilor existente, de multe ori introducem informație în poze (deconvoluția de exemplu e presupunerea că o sursă de lumină este punctiformă, deci o imagine ștearsă poate fi corectată în acest fel) – dar nu desenăm.

Ești vânător de stele, nu de like-uri.

Un astrofotograf care se respectă are o atitudine modestă față de obiectele cerești, are și venă de om de știință, și încearcă să redea fidel ceea ce se observă, nu ”o interpretare” ruptă de realitate sau cu detalii adăugate (adică false). Mai pe română, indiferent de metoda folosită pentru a obține și prelucra datele (lumina), și chiar dacă estetica și ochiul artistului sunt factori decisivi, astrofotografia e poza din buletin, nu o pictură trippy de Picasso. A mări o poză e o transformare matematică, numărul de pixeli nu e înrudit cu creșterea rezoluției: când nu ai date, micșorează poza. E important să menționăm aceste aspecte, mai ales când până și APOD publică picturi de o calitate îndoielnică care sunt poate faine ca picturi, dar nu mai sunt astrofotografii (nu, nu sunt faine, sunt forțate și urâte dacă ai cunoștință de subiect). De referință e felul artistic, dar totuși riguros, în care “se produce” o “poză Hubble”.

Primii pași

Astrofotografia, în funcție de natura obiectului țintă, necesită o varietate de tehnici radical diferite. Totuși, cunoștințele de bază sunt aceleași. Nu prea scapi fără cunoștințe teoretice despre geometria cerului, despre instrumentele folosite, puțină fizică în general, puțină biologie a ochiului uman — o lanternă albă și una roșie slabă, ah, și haine groase și mănuși, chiar și vara, trust me. Stellarium e un soft care te ajută, dar eu unul am nevoie de mai multe, deci mi-am dezvoltat propriul program de planificare astrofoto. Mai sunt programele de realitate augmentată (Google Sky de exemplu) și programele undeva poate dincolo de curiozitate și mai spre narcisism (PhotoPills, “Easily plan images nobody has taken before” — ehem, mda, sigur).

Hai să pornim de la tehnicile folosite. Marile categorii ale astrofotografiei ar fi cam următoarele:

  • astropeisajul – peisaj cu bolta cerească,
  • deep sky de unghi larg – constelații, Calea Lactee în ansamblu, dar și pozele cu meteori
  • deep sky spre ținte concrete – roiuri, nebuloase și galaxii, dar și comete
  • fotografia planetară – planetele, dar și Soarele, Luna și stelele duble

Astropeisajul

Astropeisajul

minim:

  • trepied foto
  • DSLR
  • obiectiv (rapid)
  • €500

Cum numele arată, e o fotografie de peisaj în care cerul de noapte capătă un rol poate chiar central, și nu e nevoie de telescop. Luna, planetele și Calea Lactee apar în foarte multe cadre. Se poate face cu un DSLR oarecare, cu o focală scurtă (de până la, să zicem, 50mm), f cât mai rapid și ISO cât permite zgomotul de mare. În loc de DSLR, un Raspberry Pi cu camera dedicată poate fi un prieten bun. Cu expuneri mai scurte poate că scapi doar cu un trepied foto, dar stelele, din cauza rotației Pământului, se vor mișca. Startrails (dâre de stele) e genul de poză prin care trec mulți începători și la care revin cu drag și cei cu multă experiență, adică lăsăm ca Pământul să miște stelele, se evidențiază astfel polul și trecerea timpului. Astropeisajele sunt deseori un colaj, din motive tehnice sau artistice (cu cerul urmărit și peisajul suprapus dintr-un cadru static – dar cu același instrument, aceeași focală). În afară de tehnica știută și de un elev de clasa a patra, de a localiza polul, adică steaua Polaris, nu e prea mult de știut, dar e binevenit să știi de sistemul de coordonate alt-azimutal și cel ecuatorial, să te poți orienta pe cer.

Astrofotografia de peisaj e introducerea perfectă, peisaj și teme bune să alegi, cam atât. Astropeisajele se practică la un standard foarte ridicat de către membrii TWAN. Alții, pentru că au văzut pe facebook și cred că e cool, abuzează de lanterna albă — don’t be that guy: orice astrofotograf știe cât de prețios e întunericul.

Încălzirea la obiectiv e ceva despre care vei dori să afli mai multe. Google dew heater. Acum, sau după prima experiență proastă cu obiectivul aburit.

Iată niște exemple de astropeisaje realizate de mine.

Carul Mic și cel Mare

Carul Mic și cel Mare

Polaris (în maghiară Sarkcsillag)

Polaris (în maghiară Sarkcsillag)

 

 

Casa Roșie, Namibia

Casa Roșie, Namibia

Căpița și nucleul Căii Lactee, România

Căpița și nucleul Căii Lactee, România

Astronom amator, Namibia

Astronom amator, Namibia

Lumina zodiacală, Namibia

Lumina zodiacală, Namibia

selfi cu Calea Lactee

selfi cu Calea Lactee

Startrails, lângă Cluj

Startrails, lângă Cluj

selfi cu startrails, lângă Căpiță

selfi cu startrails, lângă Căpiță

 

Deep Sky de unghi larg

Deep Sky de unghi larg

minim:

  • cunoștințe de geometrie cerească, constelații
  • montură ecuatorială ușoară, motorizată
  • DSLR sau cameră astro dedicată
  • obiectiv ~rapid, focală până la ~300 mm
  • €1000-1500

Trepiedul foto nu mai ajunge, ne rupem de Pământ, avem nevoie de întuneric, departe de oraș. Timpul de expunere crește, la ordinea minutelor, chiar dacă folosim obiective de unghi larg și luminoase. Lucrăm în RAW, dar probabil știai deja asta. Ce poate nu știai e prezența matricei Bayer de care trebuie să ținem cont: un pixel nu e un pixel.

Unele obiecte cerești sunt foarte mari, Calea Lactee dăăăă, dar și Galaxia Andromeda pare să fie de mai multe ori mai mare decât Luna. Nebuloasa Voalul la fel, mare dar nu prea tare. Norii lui Magellan, doar că citești articolul în română deci nu prea ai (încă?) tangență cu emisfera sudică. Lumina e puțină, și cum crește lungimea focală e din ce în ce mai greu să obții optica de f/2-f/3 de exemplu, deci expunerile lungi sunt esențiale și se resimte nevoia de o montură motorizată dar încă merge și fără ghidaj.

Ploaia de meteori din august de exemplu, pentru a fi surprinsă cu mai mulți meteori în același cadru, necesită urmărirea cerului și suprapunerea mai multor cadre – chiar dacă se combină cu un peisaj, caz în care se realizează un colaj, vezi la astropeisaj. Deci e nevoie de o montură care urmărește cerul cât de cât, să o aliniezi grosso modo — alinierea polară.

Panoramele vor prezenta distorsiuni mari la margini, combinarea pozelor necesită ceva cunoștințe. Unii vor insista că e o idee bună a converti aparatul DSLR (pentru a înregistra mai clar roșul de hidrogen alfa), dar merge și fără. A converti: a desface aparatul DSLR, și a elimina/schimba un filtru din fața senzorului. Cel din fabrică taie mult din lumina roșie, firmware-ul compensează dacă are din ce, iar hidrogenul ionizat emite o nuanță de roșu din care obții de trei ori mai mult după conversie, și oricum, lucrăm cu raw. Conversia se face sub microscop…

Apar softurile specifice astronomiei de amatori, precum Deep Sky Stacker și poate ai sesizat că stiva de poze nu prea are sens… deci stacking e un proces nou pentru tine: înseamnă suprapunerea mai multor cadre, scăderea diferențelor extreme (trece un avion) și calcularea mediei, pentru a crește nivelul de semnal față de zgomot. Cadrele de calibrare (dintre care dark-ul e cel mai important) seamănă cu ce știe DSLR-ul, programele de editare, ce vine în firmware-ul obiectivului etc. Dar nu mai avem încredere în setările de fabrică, bune poate pentru nuntași dar nu și pentru astronomie. Dacă ești atent la detalii, ai observat deja că aproape orice aparat foto mai simplu, după un cadru de noapte, afișează că procesează, și cum cum nu dar procesarea durează cam cât dura expunerea – aparatul te-a mințit, a mai facut o poză, de data aceasta cu obiectivul  închis, și a scăzut-o din poza cu lumină, eliminând astfel foarte mult zgomot. În astrofoto ne facem propriile darkuri, propriile cadre de calibrare. Trebuie să ne cunoaștem instrumentele.

Vena artistică e esențială în a compune un cadru reușit, iar prelucrarea va diferi în funcție de gust, context și calitatea cerului, cum se vede în cele două poze cu nebuloasa America de Nord (în Cygnus).

Antares Region

Antares Region

Calea Lactee, panoramă de cam 180°, proiecție cilindrică, am fotografiat-o în Namibia

Calea Lactee, panoramă de cam 180°, proiecție cilindrică, am fotografiat-o în Namibia

Cassiopeia, 23×3 min, ISO 1600, Canon 1100D mod, 50 mm f/1.8 @ f/4, HEQ5, Dângău Mare

Cassiopeia, 23×3 min, ISO 1600, Canon 1100D mod, 50 mm f/1.8 @ f/4, HEQ5, Dângău Mare

The Milky Way in Cygnus

The Milky Way in Cygnus

The Milky Way in Chepheus and Cygnus – 50×3 min at 50mm

The Milky Way in Chepheus and Cygnus – 50×3 min at 50mm

M31, 30x90sec, ISO 800

M31, 30x90sec, ISO 800

Cen A, ω Cen

Cen A, ω Cen

Crucea Sudului și complexul de nebuloase din Carina

Crucea Sudului și complexul de nebuloase din Carina

 

Deep Sky, ținte concrete

Deep Sky, ținte concrete

minim:

  • cunoștințe de geometrie cerească, star-hopping
  • M, NGC, IC…
  • montură ecuatorială mai robustă, motorizată, preferabil cu ghidaj, poate cu goto
  • DSLR sau cameră astro dedicată
  • tub optic cu focala 400-1200 mm, câmp plan
  • cunoștințe de prelucrare
  • €1500 … cerul înstelat

Sunt doar câteva obiecte mari, pentru teleobiective, majoritatea strigă după o focală de peste 400mm, preferabil pe la 800mm. Mai puțin, și obiectul se pierde în câmpul prea larg, mai mult și devine dificil să ții telescopul ghidat (și/sau în brațe) deși ținte sunt destule (și te simți tare… un telescop newtonian de 250/1200 e mare și greoi, când îl montezi singur, te va umili, îți promit).

Aici începe delicatețea acestui hobby, și aici mă voi opri cu explicatul prea multor detalii, de exemplu ce e banda îngustă, paleta Hubble etc. Rezoluția angulară e un termen cu care vei face cunoștință, vei afla că atmosfera, ultimii kilometri din drumul lung al luminii strică tot, că lungimea focală de pe la 750-1200 mm e un sweet spot și că mai sus stelele se vor pufoși rău de tot.

Aici încep improvizațiile și în general, atitudinea când te uiți sub capotă, te raportezi la un produs anume nu ca la un întreg indivizibil ci ca la un obiect compus din piese mici, o compoziție mai mult sau mai puțin reușită. DSLR-ul devine un sensor într-o cutie, cu controller și ceva ecran plus alimentare, aproape cere să fie desfăcut. Camerele dedicate, poate chiar răcite sunt la fel până la urmă, poate sunt mono, au usb în loc de mmc și laptop în loc de ecran și butoane… Aici e când începem să lucrăm (și/sau să plătim) mult pentru rezultate doar puțin mai bune. Sunt multe accesorii fără de care întrebi dacă merge și răspund, mdaa, dar – și cam așa e treaba.

Se poate poza ceva cu o montură EQ1? Mdaa, dar nici cu un EQ3 nu te simți în siguranță. Se poate poza și fără corectorul de planeitate? Mdaaaa, dar o să iasă nașpa pe la colțuri (și nu numai). Se poate și fără ghidaj? Mdaa, dar o să ai expuneri scurte și multe dâre chiar și dacă nimerești polul. Se poate și fără aparatul foto convertit? Mdaaa, dar hidrogenul alfa nu se va vedea așa fain. Se poate și cu tub acromat? Mdaaa, dar o să ai halouri în jurul stelelor. Se poate și fără motorizarea focalizatorului? Mdaaaa…

la pozat

la pozat

explicat

explicat

Tuburile optice (OTA, Optical Tube Assembly) pe care le recomand pentru deep sky: e simplu. Un refractor apocromat cu corector (scump) sau reflector newtonian cu corector (nu chiar atât de scump), și încălzitoare montate. Maksutov-Newton eu încă nu am văzut în acțiune, se zvonește că există. Sunt câteva ținte unde un Maksutov-Cassegrain sau un Schmidt-Cassegrain se descurcă mai bine dar aceste tuburi vin cu alte provocări suplimentare începând de la sticla/lentila frontală care atrage condensarea până la colimarea aproape imposibilă a acestora.

Interesant, că aici intră cometele: tehnica necesară pentru a prelucra pozele cu comete e foarte asemănătoare cu cea necesară pentru galaxii și nebuloase.

Cu cât știi mai multe despre natura obiectelor, cu atât devin ele mai frumoase și e mai ușor să greșești cât mai puțin la prelucrare.

NGC 7293 Helix Nebula, 57x3min

NGC 7293 Helix Nebula, 57x3min

C19 Cocoon Nebula

C19 Cocoon Nebula

NGC 6888 (C 27) Crescent Nebula

NGC 6888 (C 27) Crescent Nebula

NGC 6960, 12×4 min

NGC 6960, 12×4 min

The Tulip Nebula, 16×5 min

The Tulip Nebula, 16×5 min

Pacman Nebula

Pacman Nebula

Messier 92

Messier 92

NGC 6791

NGC 6791

M33 Triangulum Galaxy

M33 Triangulum Galaxy

The Whale Galaxy

The Whale Galaxy

M 106 and NGC 4217

M 106 and NGC 4217

The Leo Triplet, M65, M66 and NGC 3628

The Leo Triplet, M65, M66 and NGC 3628

NGC 4536, NGC 4527

NGC 4536, NGC 4527

Astrofotografi de menționat, ordine random, unii poate lipsesc.  Emil Pera, Maximilian Teodorescu (are conținut asortat), Fényes Lóránd, Éder Iván, Francsics LászlóJarrett Trezzo și mulți alți astrofotografi.

 

 

Fotografia planetară

Planete

minim:

  • cunoștințe de geometrie cerească
  • montură ecuatorială mai robustă, motorizată
  • cameră dedicată sau DSLR
  • tub optic cu focala > 750 mm
  • cunoștințe de prelucrare
  • €1500 … cerul înstelat

Atenție la Soare, te va orbi, nu te juca. Retinopatie solară se numește… Soarele se va poza doar prin filtru dedicat, de exemplu Baader Astrosolar ND5 și se vor evita situațiile care pot duce la accidente (vezi mai jos, cum am observat Venus când era lângă Soare, fără a-mi apropia ochii de instrument).

În această categorie, de planete, intră Soarele (cu filtru dedicat), Luna, mai ales când pozăm detalii de pe suprafață și nu întregul disc, stelele binare/multiple, dar în mod curios, din cauză că Uranus, Neptun sunt mult mai puțin luminoase, sunt cumva la limită. Inelele lui Saturn (existența lor), sateliții lui Jupiter (existența lor), craterele de pe discul Lunii și petele solare pot fi suprinse și de pe un trepied, chiar și cu un aparat foto compact tip superzoom, dar să fim serioși. Pentru detalii bune, trebuie să ne urcăm la lungimi focale chiar foarte mari, având în vedere că ne limitează turbulența atmosferică (seeing), la 2000 sau chiar 5000 mm focală efectivă. Focala lungă fie o are instrumentul, fie se obține cu lentile barlow și tuburi de extensie. Ne permitem raportul focal de f/50 câteodată pentru că în comparație cu nebuloase, la planete avem foarte multă lumină.

Atmosferă turbulentă, seeing acceptabil

Atmosferă turbulentă, seeing acceptabil

Saturn cu un Fuji superzoom la 30x

Saturn cu un Fuji superzoom la 30x

Dacă la obiectele cerești deep sky predomină o lungime focală medie și timpi de expunere foarte lungi, la planete avem focală lungă sau chiar foarte lungă și expuneri scurte, chiar foarte scurte, poate sub o milisecundă. Se aplică tehnica lucky imaging — se înregistrează multe, sute, mii, zeci de mii de cadre individuale din care se selectează cele mai bune, restul la gunoi. Montura motorizată e binevenită și camera dedicată o binecuvântare. Accesoriile precum focalizatorul motorizat, corectorul de dispersie atmosferică sau colimatorul cu laser sunt tot așa ca la deep sky, se poate și fără, dar nu știu dacă merită nervii. Am încercat de exemplu să pozez cu un Raspberry Pi – nu se prea descurcă în comparație cu o cameră dedicată.

La fotografia planetară trebuie să-l amintim pe Damian Peach.

Tuburile cu care am avut succes și le recomand. Un ADC – corector de dispersie atmosferică – e necesar având în vedere prezenta (2019) poziție nefavorabilă a planetelor:

  • Maksutov-Cassegrain, de la 102 mm în sus, focalele sunt 1300, 1800 și 2700 la modele cele mai populare.
  • Newton de 150/750, cu tuburile de extensie își face treaba, același tub potrivit și pentru deep sky
  • Newton de 250/1200 – dacă planetele erau mai sus pe cer…
  • Schmidt-Cassegrain – tuburi compacte, cu apertură mare și focală foarte lungă (astea mai mult pe forumuri văd)

Softuri de bază sunt cele de înregistrare, SharpCap de exemplu, apoi cele de procesare PIPP, AutoStakkert și Registax.  Cei mai cu experiență se vor bucura de WinJupos. Toate programe free.

Raspberry Pi… nu prea

Raspberry Pi… nu prea

Saturn, imagine live din telescop

Saturn, imagine live din telescop

a se observa tubul de extensie gri (da, un tub din Dedeman de 1.25 țoli, de doi lei)

a se observa tubul de extensie gri (da, un tub din Dedeman de 1.25 țoli, de doi lei)

2018-09-20. Saturn

2018-09-20. Saturn

focalizator motorizat, improvizat, merge brici

focalizator motorizat, improvizat, merge brici

observatorul de balcon

observatorul de balcon

Jupiter, umbra lui Io și Io, Europa, Ganymede  (Scopium webcam + barlow @ N 150/750, EQ3)

Jupiter, umbra lui Io și Io, Europa, Ganymede (Scopium webcam + barlow @ N 150/750, EQ3)

Mars 2018-09-10

Mars 2018-09-10

2017.06.02. Moon (mosaic)

2017.06.02. Moon (mosaic)

2017.06.02. creating a moon mosaic

2017.06.02. creating a moon mosaic

2019.03.27. moon crosseye 3d 1553715009

2019.03.27. moon crosseye 3d 1553715009

2019.03.02.

2019.03.02.

2019.03.02.

2019.03.02.

Linia K Calciu

Linia K Calciu

2018.07.27. eclipsa de lună

2018.07.27. eclipsa de lună

Librație

Librație

2014.02.15. és 2014.07.11. Luna plină: diferența în funcție de distanța lunii

2014.02.15. és 2014.07.11. Luna plină: diferența în funcție de distanța lunii

Transit of Venus as I imaged it in 2012

Transit of Venus as I imaged it in 2012

Venus, 1.2% crescent, two days before minimum elongation

Venus, 1.2% crescent, two days before minimum elongation

Amateur astronomers know what’s the blanket for :P

Amateur astronomers know what’s the blanket for :P

NOPE, visual observation of Venus, this close to the Sun, is off the table

NOPE, visual observation of Venus, this close to the Sun, is off the table

 

 

 

 

 

 

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail