Najčešće pitanje koje se postavlja prilikom kupovine teleskopa je upravo kako napraviti fotografiju kroz teleskop. Fotografije šarenih maglica i udaljenih galaksija mamac su za sve koji vole astronomiju. Odmah u startu morate znati da je astrofotografija kroz teleskop vrlo zahtjevna. Odabir teleskopa, montaže i aparata za fotkanje ključan je za uspješnu astrofotografiju. Zahtjevi su znatno drukčiji od teleskopa za vizualno promatranje. Ako vam astrofotografija nije ključna, teleskop za vizualno promatranje će vas znatno manje koštati uz puno veću satisfakciju.

Ukratko – ne, ne možete fotografirati kroz teleskop iz dućana za 3000 kn! Pročitajte članak pa će vam biti jasno zašto.

Astrofotografijom se vrlo uspješno možete baviti i bez teleskopa. O tome više na sljedećim linkovima:

Također preporučam i tekst o kupovini teleskopa kao poklon budući da sve u njemu napisano odgovara za bilo koji početnički teleskop.

Ovaj tekst nije step by step uputa kako napraviti astrofotografiju. Biti će opisane smjernice za opremu koja je potrebna za astrofotografiju kroz teleskop, na vama je da usavršite metodu jednom kada opremu nabavite.

Za snimanje maglica i galaksija nužne su dugačke ekspozicije. Ovisno o teleskopu i aparatu ekspozicije se kreću od 2 pa čak i do 30 minuta. Za to vrijeme slika koju projicira teleskop mora biti savršeno mirna. Dakle, zvijezde se doslovno ne smiju niti malo mrdnuti inače će fotografija biti mutna i upropaštena.

Kako fotografirati kroz  teleskop?

Teleskop se zapravo koristi kao jedan veliki teleobjektiv. Umjesto okulara, direktno u fokuser se stavlja fotoaparat s kojega je skinut objektiv. Potreban je adapter (prsten) za odgovarajući bajonet proizvođača (Canon, Nikon, Sony…) na T navoj, a zatim još jedan s T navoja na 1.25″ ili 2″ promjer fokusera. Astronomske CCD kamere obično imaju već postavljen 2″ nastavak.

T-prsten za DSLR i adapter za 1.25″ fokuser.

Montaža

Ključna stvar za astrofotografiju kroz teleskop je montaža. Ona je vrlo važna za dobru astrofotografiju i mora imati sljedeće karakteristike:

  • ekvatorijalna
  • motorizirana
  • čvrsta i robustna

Astrofotografija se može raditi jedino s ekvatorijalnom montažom. Takva montaža ima os koja je usmjerena prema nebeskom polu. Motori montaže kreću se brzinom rotacije Zemlje, ali u suprotnom smjeru – na taj način objekt ostaje u vidnom polju kamere tijekom snimanja fotografije. Alt-azimutalne montaže mogu također biti motorizirane i pratiti objekt koji se promatra. Međutim, zvijezde se prividno gibaju u krugu oko nebeskog pola, dok alt-azimutalna montaža radi korekcije u smjeru gore-dolje (altituda) i lijevo-desno (azimut) u odnosu na tlo.

Tragovi zvijezda oko nebeskog pola tijekom 45 minuta snimanja fotografije. Snimljeno blizu Metajne na Pagu.

Montaža za astrofotografiju je često skuplja od samog teleskopa. Nosivost montaže koju navode proizvođači obično se odnosi na vizualno promatranje. Za astrofotografiju se najčešće računa polovica te vrijednosti.

Prije snimanja montaža se mora nivelirati i jako dobro usjeveriti (rektificirati). Za vizualna promatranja dovoljno je os otprilike usmjeriti prema nebeskom polu, no za astrofotografiju rektifikacija mora biti gotovo savršena. U protivnom ćete na fotografiji dobiti rotaciju vidnog polja – na rubovima će zvijezde opisivati maleni luk oko središta fotografije. Što je veća žarišna duljina teleskopa, i rektifikacija mora biti bolja.

Neke fork (viličaste) montaže, popularne kod katadioptričkih teleskopa mogu se “pretvoriti” u ekvatorijalne upotrebom tzv. wedge-a. To je vrlo praktično, no takav sustav je naravno nestabilniji od alt-azimutalne postavke.

Ekvatorijalna montaža

Montaže za astrofotografiju mogu imati polarni tražioc. To je maleni tražioc najčešće unutar rekstacenzijske osi (ona koja je usmjerena prema nebeskom polu) s ucrtanim zvijezdama za točno lociranje nebeskog pola. Na sjevernoj nebeskoj polutci nebeski pol se nalazi blizu Sjevernjače, ali ipak je udaljen otprilike 3/4 stupnja od zvijezde. Poželjno je da tražioc bude osvijetljen da bi se ucrtane oznake mogle vidjeti u mrklom mraku.

Usjeveravanje montaže

Ovaj dio možete preskočiti ako vas samo zanima što je sve potrebno za astrofotografiju. Ipak nije loše da se upoznate s metodom jer astrofotografija nije samo “postaviti teleskop i početi fotkati”.

Montaže za astrofotografiju najčešće su kompjuterizirane i u svom programu imaju opciju za usjeveravanje. Nakon što montažu usmjerite prema nebeskom polu najbolje što možete, na kontroleru montaže treba precizno kalibrirati go-to. Prvo je potrebno u kontroler upisati datum, vrijeme i točne geografske koordinate. Zatim, program u kontroleru ponudi nekoliko sjajnih zvijezda koje su trenutno vidljive, a na vama je da ih točno centrirate u vidnom polju okulara ili fotografije. Zato bi bilo dobro da znate imena sjajnih zvijezda ili sa sobom imate barem nekav atlas ili planetarij program na smartphoneu/laptopu. Naime, ovisno o točnosti kojom ste napravili prethodne korake, program montaže pokušati će sam nanišaniti zvijezde za kalibraciju, ali je sasvim moguće da će prvu potpuno promašiti. Osim toga, ovisno o konfiguraciji terena Sjevernjača možda nije vidljiva na nebu! U centriranju će vam pomoći okular s nitnim križem ili označena točna sredina vidnog polja fotoaparata.

Nakon go-to kalibracije program će vas uputiti da napravite korekcije na samoj montaži kako bi se precizno usjeverili. Znači, morati ćete uz pomoć vijka malo pomaknuti osi/nagib ekvatorijalne montaže. Metode proizvođača se mogu razlikovati, no najčešće treba centrirati Sjevernjaču ili neku drugu zvijezdu u okularu. Dobre montaže uopće ne moraju uzeti u obzir Sjevernjaču za usjeveravanje.

Ovaj korak se mora napraviti sa pažnjom i može trajati 30-60 minuta.

Ukratko:

  • niveliranje tronošca
  • grubo usjeveravanje
  • unos datuma, vremena i geografskih koordinata
  • go-to kalibracija
  • korekcija ekvatorijalne glave za precizno usjeveravanje

Ne, montaža ne mora imati go-to da bi se precizno usjeverilo. U tom slučaju ćete morati koristiti drift metodu i vrijeme za usjeveravanje se jaaaako produljuje.

Sad je možda jasnije zbog čega se mnogi astrofotografi odlučuju na izgradnju vlastite male zvjezdarnice. Usjeveravanje se napravi samo jednom, vrlo precizno, i to je to!

Periodička greška

Ne, nismo još gotovi s montažom 🙂 Pa napisao sam već da je montaža najbitnija za astrofotografiju, zar ne? 😉

OK, fino ste usjeverili montažu, stavite aparat, počnete snimati lijepi sjajni objekt poput maglice Messier 42 u Orionu i dobijete ovo:

Velika maglica u Orionu i periodička greška montaže.

Problem je sljedeći: motore teleskopa pokreću pužni vijci koji nikada nisu savršeno izrađeni već imaju neke malene greške. Prostim okom to ne primjećujemo, ali za astrofotografiju, kao što sam već napisao, zvijezde moraju stajati savršeno mirno tijekom ekspozicije. Te greške se sa svakim okretom vijka ponavljaju pa to zovemo periodičkom greškom. Ona se manifestira tako da se cijelo vidno polje prividno giba prvo u jednom pa zatim u drugom smjeru i to se periodički ponavlja.

Teleskop, ovisno o žarišnoj duljini i velični piksela fotoaparata, ima neku moć razlučivanja. Razlučivost ovisi i o stabilnosti atmosfere (seeing). Zbog gibanja zraka vidimo da zvijezde trepere – dugačke ekspozicije će svjetlost zvijezde razvući na nekoliko piksela. Seeing se označava u lučnim sekundama (oznaka ) koju prividno zauzima zvijezda. Tipičan seeing je 2-3″. S druge strane, periodička greška može biti ±15″ ili više u jednom smjeru!

Periodička greška montaže. Lijevo je skala u lučnim sekundama.

Rješenje? Morate raditi korekcije brzine gibanja motora. Neke montaže imaju ugrađenu PEC (periodic error correction) funkciju. Čak i sa PEC funkcijom ostaje neka mala greška, obično oko 5″. Nekada dok se snimalo na film, to je bilo sasvim dovoljno, no za CCD kamere i digitalne fotoaparate se moraju raditi dodatne korekcije.

Autoguider

Još nismo došli ni do teleskopa, a već evo nove investicije u nizu opreme potrebne za astrofotografiju! Za potpunu eliminaciju grešaka u praćenju potreban je autoguider. Autoguider je dodatna kamera koja snima jednu jedinu zvijezdu u blizini objekta snimanja. Čim se zvijezda malo pomakne, autoguider šalje signal montaži da malo uspori ili ubrza okretanje pužnog vijka kako bi zvijezda ostala točno u sredini.

Da, morate imati dodatnu kameru za korekcije praćenja. To može biti specijalizirana autoguider kamera, jeftina CCD kamera ili čak bolja web kamera. Ona mora biti dovoljno osjetljiva da otprilike u jednoj sekundi ekspozicije može snimiti neku zvijezdu prema kojoj se rade korekcije. Ponekad se može desiti da u blizini željenog objekta vaš autoguider uopće ne može naći dovoljno sjajnu zvijezdu!

Da bi autoguider kamera uopće mogla snimiti zvijezdu mora nekako doći do njene slike! Autoguider kamera se može staviti na dodatni teleskop ili čak jači finder koji se stavlja paralelno uz primarni teleskop, a može se staviti i na off-axis guider.

Off-axis guider

Off-axis guider ima maleno zrcalo koje “krade” dio svjetlosti teleskopa i odbija ga sa strane gdje se stavlja kamera. Prednost je što se ne mora koristiti dodatni teleskop, ali je nedostatak ograničenost u mogućnosti traženja zvijezde za korekcije.

Tvrtka SBIG (Santa Barbara Instrument Group) koja proizvodi odlične astronomske CCD kamere ima patentirani dizajn gdje je paralelno s glavnim CCD čipom postavljen manji čip koji služi za autoguiding.

Fotoaparat ili CCD kamera?

Kod astrofotografije se teleskop zapravo koristi kao veliki teleobjektiv. Zbog toga aparat za snimanje mora imati mogućnost skidanja objektiva ili se može koristiti specijalizirana CCD kamera za astrofotografiju. Moderni digitalni aparati rade jako dobre fotografije u slabim svjetlosnim uvjetima, no CCD kamere su znatno bolje.

Najveći neprijatelj snimanja tamnih objekata je digitalni šum. Pikseli na čipu “izmišljaju” neke vrijednosti kada se pojačava signal pa zato slika nikada nije potpuno crna, čak i ako se fotografira sa poklopljenim teleskopom ili objektivom. Šum reagira na temperaturu okoliša – što je hladnije, manji je i digitalni šum. U astrofotografiji je cilj svesti taj šum na najmanju moguću razinu da bi se željeni objekt bolje snimio. Budući da se šum ne pojavljuje uvijek jednako na istom pikselu (hot pikseli su nešto drugo!) radi se po nekoliko snimki objekta koje se uprosječuju kako bi se smanjio šum.

Šum se rješava i snimanjem tzv. dark framea – ekspozicije je jednaka kao kada se snima željeni objekt, ali se snima sa poklopcem na teleskopu! Na taj način snima se samo digitalni šum koji se u obradi fotografije oduzima od glavne fotografije da bi se smanjio šum.

CCD kamere za astronomiju imaju brojne prednosti u odnosu na digitalne fotoaparate. Jedna od njih je upravo mogućnost hlađenja čipa. Čip se može hladiti 30° od temperature okoliša, ponekad čak i niže! Sa svakih 5-7° šum se dvostruko smanjuje pa je to velika pogodnost.

CCD kamere snimaju fotografije u tzv. FITS formatu. Datoteke imaju 32-bitnu dubinu boje, a to znači ogroman dinamički raspon, tj. broj nijansi koje ostaju zabilježene. Najbolji DSLR aparati imaju tek 14-bitni konverter.

Mnoge maglice na nebu su od vodika koji im daje karakterističnu crvenkastu boju. DSLR aparati ispred čipa imaju filter koji blokira veći dio emisijske linije vodika (h-alpha linija). Neke sjajnije maglice će se zabilježiti kao crvenkaste, ali mnoge će ostati blijedo sive. Postoje posebni DSLR-ovi koji propuštaju nešto više crvene svjetlosti (Canon 60Da, Nikon D810A), ali i dalje će CCD kamere biti puno osjetljivije na taj dio spektra. Dobro rješenje je kupiti stariji i jeftiniji DSLR te ga modificirati micanjem filtera ispred čipa. Treba staviti drugi filter koji blokira infracrvenu svjetlost jer su čipovi osjetljivi na infracrveno.

CCD kamere mogu biti monokromatske – bez bayer filtera na pikselima. Prednost je puno veća osjetljivost jer bayer filteri propuštaju samo 1/3 dolazne svjetlosti. Astronomskim kamerama bayer filter nije potreban budući da su objekti dubokog svemira – nepokretni. Da bi se dobila fotografija u boji snimaju se fotografije kroz R, G i B filter koje se zatim kombiniraju s L (luminance) kanalom snimljenim kroz prozirni filter koji propušta cijeli spektar, a blokira samo infracrveno. Astronomske CCD kamere ponekad imaju integrirani kotač sa filterima, najčešće njih 5. Uz L, R, G i B filtere dodaje se i h-alpha filter koji propušta samo vodikovu liniju kako bi se dobile spektakularne fotografije vodikovih maglica.

California Nebula

 

Neki astrofotografi se odlučuju modificirati svoj DSLR stavljanjem peltier hlađenja. Astronomske CCD kamere i dalje su u prednosti – hlađenje je najčešće regulirano, tj. drži se konstatno na zadanoj temperaturi. Naime, da bi dark frameovi bili efikasni moraju se snimati na jednakoj temperaturi kao i fotografije objekta. Ovako se dark frame može snimiti kasnije, a noć cijela iskoristiti za astrofotografiju. Također, dark frameovi se mogu snimiti samo jednom i onda koristiti kasnije više puta!

CCD kamere za astronomiju nemaju memorijske kartice pa je potrebno korisiti laptop za snimanje.

Teleskop

Evo, napokon smo došli i do teleskopa! Naravno da on nije najmanje bitan, ali za astrofotografiju je vrlo važnio shvatiti gore napisane probleme.

Nije svaki teleskop pogodan za astrofotografiju. Kao i kod objektiva za fotoaparate, važan je f-broj – što je manji to će i ekspozicije biti kraće.

Najbitnije je, ipak, odabrati odgovarajuću vrstu teleskopa. Akromatski refraktori nisu pogodni za astrofotografiju upravo zbog kromatske aberacije. Zvijezde će imati ljubičasti halo i cijela fotografija će izgledati neoštro. Mnogi reflektori također nisu povoljni ako nisu osmišljeni baš za astrofotografiju. Moraju imati dovoljno veliko sekundarno zrcalo kako ne bi došlo do vinjetiranja, te fokuser niskog profila da slika na čipu uopće može doći u fokus.

Katadiopteri poput maksutov-cassegrain i maksutov-newton teleskopa imaju veliki f-broj i maleni snop svjetlosti pa bi ekspozicije trebale biti ekstremno dugačke i došlo bi do vinjetiranja. Schmidt-cassegrain teleskopi se pak često koriste u astrofotografiji iako su obično f/10. Ponekad se koriste u kombinaciji sa reduktorom fokusa. Katadiopter teleskopi su odlični za snimanje Mjeseca i planeta video kamerama.

Teleskopi za astrofotografiju moraju biti jako dobro korigirani na optičke pogreške. To naročito dolazi do izražaja na rubovima fotografije budući da su moderni čipovi sve većih formata. Čak i veliki, skupi teleskopi će profitirati od nekakvog korektora ili field flattenera. Nije baš zgodno da uz svu tu silnu opremu na rubovima vidnog polja imate izdužene i deformirane zvijezde.

Najčešći teleskopi za astrofotografiju su mali apokromatski refraktori. Ne zahtjevaju masivne montaže, uz field flattener zvijezde su oštre do ruba, a  f-broj je obično povoljan. odlični su za snimanje maglica, no najčešće nemaju dovoljnu žarišnu duljinu za većinu galaksija. Uz nekoliko iznimaka, galaksije su obično malene

Reflektori, newtoniani, također su popularan izbor. Obično se koriste oni veliki, od 8″ na više. Potrebne su im vrlo čvrste montaže pa nije čudno da teleskop nosi montaža koja je 3× skuplja od njega! Reflektori na rubu vidnog polja imaju komu pa je za veće čipove također potreban korektor. Dobro je što imaju male f-brojeve, ne pate od kromatske aberacije, a velike žarišne duljine i promjeri omigućuju detaljne fotografije galaksija.

Postoje i razni drugi dizajni teleskopa, specijalizirani astrografi koji se koriste samo za astrofotografiju. To su razni richtey-chretieni (“kreteni”), brzi newtoniani sa ugrađenim korektorima, brzi apo refraktori sa dodatnim lećama, korigirani schmidt-cassegraini itd. No o tome sada nije potrebno pisati – astrofotografi koji ih žele sigurno neće čitati ovaj tekst 😉

Astro Systeme Austria f/3.8 newtonian sa Wynne korektorom.

Za kraj

Još uvijek se želite baviti astrofotografijom? 😉 Nadam se da je sada jasnije zbog čega astrofotografija kroz teleskop nije jednostavna da se samo stavi aparat i počne pucati fotke. Nemojte da vas ovaj tekst obeshrabri – napraviti astrofotku kroz teleskop veliko je zadovoljstvo. Ovo što ste pročitali shvatite kao prečac za odabir opreme za astrofotografiju.

Uzmite u obzir da se sve ovdje napisano odnosi na fotografiranje objekata duboko neba kroz teleskop. Astrofotografija može biti puno više od toga! Kroz teleskop se mogu snimati fantastični detalji na planetima bez korištenja silne navedene opreme. Kao što sam napisao na početku, astrofotke su odlične čak i bez teleskopa, a dugačke ekspozicije možete napraviti širokokutnim objektivima ili čak manjim teleobjektivima uz pomoć barndoor montaže vlastite izrade ili komercijalnog trackera. Osim toga, fotoaparat možete koristiti piggyback na svom teleskopu s ekvatorijalnom montažom!

U svakom slučaju, sretno sa izborom, slobodno pišite komentare i pitajte što vas zanima!