Astrofotografie -Astrophotography

DUHOVKA
Vývojáři	Christian Buil
Stabilní uvolnění	5,59 / 2010 24. června
Operační systém	Okna
Typ	Kalibrace, zarovnání a stohování obrazu
Licence	Proprietární (stažení zdarma)
webová stránka	http://www.astrosurf.com/buil/us/iris/iris.htm

Obraz Orionova pásu složený z digitalizovaných černobílých fotografických desek zaznamenaných přes červené a modré astronomické filtry s počítačem syntetizovaným zeleným kanálem. Desky byly pořízeny pomocí teleskopu Samuela Oschina v letech 1987 až 1991.

Astrofotografie , známá také jako astronomické zobrazování , je fotografování nebo zobrazování astronomických objektů , nebeských událostí nebo oblastí noční oblohy . První fotografie astronomického objektu ( Měsíce ) byla pořízena v roce 1840, ale teprve koncem 19. století pokroky v technologii umožnily detailní fotografování hvězd. Kromě toho, že je možné zaznamenat detaily rozsáhlých objektů, jako je Měsíc, Slunce a planety , má moderní astrofotografie schopnost zobrazovat objekty pro lidské oko neviditelné, jako jsou matné hvězdy , mlhoviny a další.galaxie . To se provádí dlouhodobou expozicí, protože jak film, tak digitální fotoaparáty mohou akumulovat a sčítat fotony během těchto dlouhých časových období.

Fotografie využívající prodloužené expoziční časy způsobila revoluci na poli profesionálního astronomického výzkumu a zaznamenala stovky tisíc nových hvězd a mlhovin neviditelných lidským okem. Specializované a stále větší optické dalekohledy byly konstruovány jako v podstatě velké kamery pro záznam snímků na fotografické desky . Astrofotografie měla ranou roli v průzkumech oblohy a klasifikaci hvězd, ale postupem času ustoupila sofistikovanějšímu vybavení a technikám navrženým pro specifické oblasti vědeckého výzkumu, přičemž obrazové senzory se staly jen jednou z mnoha forem senzorů .

Dnes je astrofotografie většinou dílčí disciplínou amatérské astronomie , která obvykle hledá spíše esteticky příjemné snímky než vědecká data. Amatéři používají širokou škálu speciálního vybavení a techniky.

Přehled

Velká 48" kamera Oschin Schmidt na observatoři Palomar

Až na několik výjimek používá astronomická fotografie dlouhé expozice , protože jak filmová, tak digitální zobrazovací zařízení mohou akumulovat světelné fotony po dlouhou dobu. Množství světla dopadajícího na film nebo detektor se také zvyšuje zvětšením průměru použité primární optiky ( objektivu ). Městské oblasti produkují světelné znečištění , takže zařízení a observatoře provádějící astronomické snímkování jsou často umístěny na odlehlých místech, aby umožnily dlouhé expozice, aniž by byly film nebo detektory zaplaveny rozptýleným světlem.

Protože se Země neustále otáčí, dalekohledy a zařízení se otáčejí opačným směrem, aby sledovaly zdánlivý pohyb hvězd nad hlavou (tzv. denní pohyb ). Toho je dosaženo použitím rovníkových nebo počítačem řízených držáků altazimutového dalekohledu, které udržují nebeské objekty ve středu, zatímco se Země otáčí. Všechny montážní systémy dalekohledu trpí indukovanými chybami sledování v důsledku nedokonalých motorických pohonů, mechanického průhybu dalekohledu a atmosférického lomu. Chyby sledování jsou opraveny udržováním vybraného zaměřovacího bodu, obvykle vodicí hvězdy , ve středu během celé expozice. Někdy (jako v případě komet ) se objekt, který má být zobrazen, pohybuje, takže dalekohled musí být neustále vycentrován na tento objekt. Toto navádění se provádí prostřednictvím druhého společně namontovaného dalekohledu zvaného „ vodící dalekohled “ nebo pomocí nějakého typu „ mimoosového naváděče “, zařízení s hranolem nebo optickým rozdělovačem paprsků , které umožňuje pozorovateli sledovat stejný obraz v dalekohledu. to je focení. Navádění se dříve provádělo ručně po celou dobu expozice, kdy pozorovatel stál u dalekohledu (nebo jel uvnitř) a prováděl opravy tak, aby na naváděcí hvězdě držel zaměřovací kříž . Od příchodu počítačově řízených systémů je toho dosaženo pomocí automatizovaného systému v profesionálních a dokonce amatérských zařízeních.

Astronomická fotografie byla jedním z nejranějších typů vědecké fotografie a téměř od svého počátku se diverzifikovala do dílčích disciplín, z nichž každá měla specifický cíl, včetně hvězdné kartografie , astrometrie , klasifikace hvězd , fotometrie , spektroskopie , polarimetrie a objevování astronomických objektů, jako jsou asteroidy . , meteory , komety , proměnné hvězdy , novy a dokonce neznámé planety . Ty často vyžadují specializované vybavení, jako jsou teleskopy určené pro přesné zobrazování, pro široké zorné pole (jako jsou Schmidtovy kamery ) nebo pro práci při specifických vlnových délkách světla. Astronomické CCD kamery mohou ochladit senzor, aby se snížil tepelný šum a umožnily detektoru zaznamenávat snímky v jiných spektrech, jako je infračervená astronomie . Specializované filtry se také používají pro záznam obrazu ve specifických vlnových délkách.

Dějiny

Henry Draper s refraktorovým dalekohledem nastaveným pro fotografování (foto pravděpodobně pořízeno v 60. letech 19. století nebo na začátku roku 1870).

Vývoj astrofotografie jako vědeckého nástroje byl průkopníkem v polovině 19. století z velké části experimentátory a amatérskými astronomy , nebo takzvanými „ džentlmenskými vědci “ (i když, stejně jako v jiných vědeckých oborech, to nebyli vždy muži). Kvůli velmi dlouhým expozicím potřebným k zachycení relativně slabých astronomických objektů bylo nutné překonat mnoho technologických problémů. Ty zahrnovaly výrobu dalekohledů dostatečně tuhých, aby se během expozice neprohýbaly, výrobu hodinových pohonů, které by mohly otáčet držákem dalekohledu konstantní rychlostí, a vývoj způsobů, jak přesně udržet dalekohled namířený na pevný bod po dlouhou dobu. čas. Časné fotografické procesy měly také omezení. Proces daguerrotypie byl příliš pomalý na to, aby zachytil cokoli kromě nejjasnějších objektů, a proces kolódie mokré desky omezoval expozici na dobu, po kterou mohla deska zůstat mokrá.

Nejstarší dochovaný dagerrotyp Měsíce od Drapera (1840)

První známý pokus o astronomickou fotografii byl Louis Jacques Mandé Daguerre , vynálezce procesu daguerrotypie, který nese jeho jméno, který se v roce 1839 pokusil vyfotografovat Měsíc . Chyby při sledování při navádění dalekohledu během dlouhé expozice znamenaly, že fotografie vyšla jako nevýrazná rozmazaná skvrna. John William Draper , profesor chemie, lékař a vědecký experimentátor na New York University, dokázal pořídit první úspěšnou fotografii Měsíce o rok později, 23. března 1840, pořízením 20 minut dlouhého daguerrotypního snímku pomocí 5palcového (13) cm) odrazový dalekohled .

Slunce možná poprvé vyfotografovali v daguerrotypii z roku 1845 francouzští fyzikové Léon Foucault a Hippolyte Fizeau . Italský fyzik Gian Alessandro Majocchi se neúspěšně pokusil získat fotografii úplného zatmění Slunce během zatmění Slunce, ke kterému došlo v jeho domovském městě Miláně 8. července 1842. Později poskytl popis jeho pokusu a fotografií daguerrotypie, které získal, ve kterých napsal:

Několik minut před a po totalitě byla jodovaná deska exponována v kameře světlu tenkého srpku a byl získán zřetelný obraz, ale další deska vystavená světlu koróny po dobu dvou minut během totality neukázala sebemenší stopa fotografické akce. Světlo koróny kondenzované čočkou po dobu dvou minut během totality na listu papíru připraveného s bromidem stříbra nezpůsobilo žádnou fotografickou změnu.

První fotografie zatmění Slunce byla pořízena 28. července 1851 daguerrotypistou jménem Berkowski.

Sluneční koróna Slunce byla poprvé úspěšně zobrazena během zatmění Slunce 28. července 1851 . Dr. August Ludwig Busch, ředitel Königsbergské observatoře, dal pokyny místnímu daguerrotypistovi jménem Johann Julius Friedrich Berkowski k zobrazení zatmění. Busch sám nebyl přítomen v Königsbergu (nyní Kaliningrad , Rusko), ale raději pozoroval zatmění z nedalekého Rixhoftu. Dalekohled používaný Berkowskim byl připojen k 6+1⁄2palcový ( 17 cm ) Königsbergův heliometr a měl aperturu pouze 2,4 palce (6,1 cm) a ohniskovou vzdálenost 32 palců (81 cm). Počínaje bezprostředně po začátku totality Berkowski exponoval daguerrotypní desku po dobu 84 sekund v ohnisku dalekohledu a při vyvolání obrazu koróny byl získán. Exponoval také druhou desku na asi 40 až 45 sekund, ale byl zkažený, když slunce vybuchlo zpoza měsíce. Podrobnější fotografické studie Slunce provedl britský astronom Warren De la Rue od roku 1861.

První fotografie hvězdy byla daguerrotypie hvězdy Vega od astronoma Williama Cranche Bonda a fotografa daguerrotypie a experimentátora Johna Adamse Whippla 16. a 17. července 1850 s 15palcovým Great refraktorem Harvard College Observatory . V roce 1863 anglický chemik William Allen Miller a anglický amatérský astronom Sir William Huggins použili proces mokré kolodiové desky k získání vůbec prvního fotografického spektrogramu hvězdy Sirius a Capella . V roce 1872 americký lékař Henry Draper , syn Johna Williama Drapera, zaznamenal první spektrogram hvězdy (Vega), který ukazuje absorpční čáry .

První fotografie mlhoviny v Orionu od Henryho Drapera z roku 1880.

Jedna z fotografií stejné mlhoviny Andrewa Ainslie Commona z roku 1883, první, která ukázala, že dlouhá expozice mohla zaznamenat hvězdy a mlhoviny neviditelné lidským okem.

Astronomická fotografie se stala vážným výzkumným nástrojem až koncem 19. století se zavedením fotografie na suchou desku . Poprvé byl použit Sirem Williamem Hugginsem a jeho manželkou Margaret Lindsay Hugginsovou v roce 1876 ve své práci k záznamu spekter astronomických objektů. V roce 1880 Henry Draper použil nový proces suchých desek s fotograficky korigovaným 11palcovým (28 cm) refrakčním dalekohledem vyrobeným Alvanem Clarkem k pořízení 51minutové expozice mlhoviny v Orionu , první fotografie mlhoviny, která kdy byla pořízena. Průlom v astronomické fotografii nastal v roce 1883, kdy amatérský astronom Andrew Ainslie Common použil proces suchých desek k zaznamenání několika snímků stejné mlhoviny v expozicích až 60 minut pomocí 36palcového (91 cm) odrazného dalekohledu, který sestrojil na dvorku. svého domova v Ealingu, mimo Londýn. Tyto snímky poprvé ukázaly hvězdy příliš slabé na to, aby je lidské oko vidělo.

První celooblohový projekt fotografické astrometrie , Astrographic Catalog and Carte du Ciel , byl zahájen v roce 1887. Provádělo ho 20 observatoří, všechny pomocí speciálních fotografických dalekohledů s jednotným designem nazývaných normální astrografy , všechny s aperturou kolem 13 palců (330 mm) a ohniskovou vzdáleností 11 stop (3,4 m), navržený pro vytváření snímků s jednotným měřítkem na fotografické desce přibližně 60 úhlových sekund /mm při pokrytí zorného pole 2° × 2°. Pokusem bylo přesně zmapovat oblohu až do 14. magnitudy , ale nikdy to nebylo dokončeno.

Začátek 20. století viděl celosvětovou konstrukci refrakčních dalekohledů a sofistikovaných velkých zrcadlových dalekohledů speciálně navržených pro fotografické zobrazování. K polovině století posouvaly limity filmové fotografie obří dalekohledy, jako je 200palcový (5,1 m) Haleův dalekohled a 48palcový (120 cm) teleskop Samuela Oschina na observatoři Palomar .

Určitý pokrok byl učiněn v oblasti fotografických emulzí a v technikách hypersenzibilizace formovacího plynu , kryogenního chlazení a zesílení světla, ale počínaje 70. lety 20. století po vynálezu CCD byly fotografické desky postupně nahrazovány elektronickým zobrazováním v profesionálním i amatérském měřítku. observatoře. CCD jsou mnohem citlivější na světlo, neklesají v citlivosti při dlouhých expozicích jako film („ selhání reciprocity “), mají schopnost zaznamenávat v mnohem širším spektrálním rozsahu a zjednodušují ukládání informací. Teleskopy nyní používají mnoho konfigurací CCD snímačů včetně lineárních polí a velkých mozaik CCD prvků ekvivalentních 100 milionům pixelů, které jsou navrženy tak, aby pokryly ohniskovou rovinu dalekohledů, které dříve používaly 10–14palcové (25–36 cm) fotografické desky.

Hubbleův vesmírný dalekohled krátce po servisní misi STS-125 v roce 2009.

Koncem 20. století došlo k pokroku v astronomickém zobrazování ve formě nového hardwaru, s konstrukcí obřích vícezrcadlových a segmentovaných zrcadlových dalekohledů. Došlo by také k zavedení vesmírných dalekohledů, jako je Hubbleův vesmírný dalekohled . Provoz mimo turbulence atmosféry, rozptýlené okolní světlo a rozmary počasí umožňuje Hubbleovu vesmírnému dalekohledu s průměrem zrcadla 2,4 metru (94 palců) zaznamenat hvězdy až do 30. magnitudy, asi 100krát slabší než 5- metr Mount Palomar Hale teleskop mohl zaznamenat v roce 1949.

Amatérská astrofotografie

2minutová časová expozice komety Hale-Bopp snímaná pomocí kamery na pevném stativu. Strom v popředí byl osvětlen pomocí malé baterky.

Astrofotografie je oblíbeným koníčkem mezi fotografy a amatérskými astronomy. Techniky sahají od základních filmových a digitálních fotoaparátů na stativech až po metody a vybavení zaměřené na pokročilé zobrazování. Amatérští astronomové a amatérští tvůrci dalekohledů také používají domácí zařízení a upravené přístroje.

Média

Snímky jsou zaznamenávány na mnoho typů médií a zobrazovacích zařízení, včetně jednookých zrcadlovek , 35mm filmů , digitálních jednookých zrcadlovek , jednoduchých komerčně vyráběných astronomických CCD kamer, videokamer a dokonce i jiných komerčně vyráběných astronomických CCD kamer na amatérské i profesionální úrovni . -webové kamery přizpůsobené pro snímání s dlouhou expozicí.

Konvenční volně prodejný film se již dlouho používá pro astrofotografii. Expozice filmu se pohybuje od sekund až po více než hodinu. Komerčně dostupné barevné filmy podléhají vzájemnému selhání při dlouhých expozicích, kdy se zdá, že citlivost na světlo různých vlnových délek klesá s různou rychlostí, jak se doba expozice prodlužuje, což vede k barevnému posunu v obraze a celkové snížené citlivosti. funkce času. To je kompenzováno nebo alespoň sníženo chlazením filmu (viz Fotografování studenou kamerou ). To lze také kompenzovat použitím stejné techniky používané v profesionální astronomii při pořizování fotografií na různých vlnových délkách, které jsou poté kombinovány, aby se vytvořil správný barevný obraz. Vzhledem k tomu, že film je mnohem pomalejší než digitální snímače, lze drobné chyby ve sledování opravit bez výraznějšího vlivu na výsledný snímek. Filmová astrofotografie je stále méně populární kvůli nižším průběžným nákladům, vyšší citlivosti a pohodlí digitální fotografie .

Video noční oblohy vytvořené pomocí funkce časosběrného snímání DSLR . Samotná kamera se v těchto záběrech pohybuje na motorizovaném držáku.

Od konce 90. let 20. století amatéři sledují profesionální observatoře při přechodu z filmu na digitální CCD pro astronomické zobrazování. CCD jsou citlivější než film, umožňují mnohem kratší expoziční časy a mají lineární odezvu na světlo. Snímky lze zachytit v mnoha krátkých expozicích a vytvořit tak syntetickou dlouhou expozici. Digitální fotoaparáty mají také minimum nebo žádné pohyblivé části a možnost dálkového ovládání prostřednictvím infračerveného dálkového ovládání nebo připojení počítače, což omezuje vibrace. Jednoduchá digitální zařízení, jako jsou webové kamery , lze upravit tak, aby umožňovaly přístup k ohniskové rovině a dokonce (po přestřižení několika drátů) pro fotografování s dlouhou expozicí . Používají se také digitální videokamery. Existuje mnoho technik a kusů komerčně vyráběného vybavení pro připojení digitálních jednookých zrcadlovek (DSLR) a dokonce i základních zaměřovacích a snímacích kamer k dalekohledům. Digitální fotoaparáty na spotřebitelské úrovni trpí obrazovým šumem při dlouhých expozicích, takže existuje mnoho technik chlazení fotoaparátu, včetně kryogenního chlazení. Společnosti zabývající se astronomickým vybavením nyní také nabízejí širokou škálu účelových astronomických CCD kamer doplněných o hardware a software pro zpracování. Mnoho komerčně dostupných DSLR fotoaparátů má schopnost pořizovat dlouhé expozice v kombinaci se sekvenčními ( časosběrnými ) snímky, což umožňuje fotografovi vytvořit film noční oblohy.

Následné zpracování

Hvězdokupa Plejády vyfotografována pomocí 6megapixelové DSLR připojené k 80mm refrakčnímu dalekohledu připojenému k většímu dalekohledu. Vyrobeno ze sedmi 180sekundových obrázků zkombinovaných a zpracovaných ve Photoshopu s pluginem pro redukci šumu.

Obrázky z digitálního fotoaparátu i naskenované obrázky z filmu se obvykle upravují v softwaru pro zpracování obrázků, aby se obrázek nějakým způsobem zlepšil. Obrázky lze zesvětlit a manipulovat s nimi v počítači pro úpravu barev a zvýšení kontrastu. Sofistikovanější techniky zahrnují zachycení více snímků (někdy i tisíců), které se skládají dohromady v aditivním procesu za účelem zostření snímků pro překonání atmosférického vidění , odstranění problémů se sledováním, zobrazení slabých objektů se špatným poměrem signálu k šumu a odfiltrování světelného znečištění.

Snímky z digitálních fotoaparátů mohou také vyžadovat další zpracování, aby se snížil obrazový šum z dlouhých expozic, včetně odečtení „tmavého snímku“ a zpracování zvaného vrstvení obrazu nebo „ posunout a přidat “. Komerční, freeware a svobodné softwarové balíčky jsou k dispozici speciálně pro manipulaci s astronomickými fotografickými snímky.

„ Šťastné zobrazování “ je sekundární technika, která zahrnuje pořízení videa objektu spíše než standardní fotografie s dlouhou expozicí. Software pak může vybrat obrázky nejvyšší kvality, které lze poté skládat.

IRIS je software pro zpracování obrazu pro astrofotografii. IRIS je zdarma pro nekomerční použití. Poskytuje zarovnání a stohování obrazu, kalibraci, korekci a vylepšení a ovládání DSLR .

Hardware

Astrofotografický hardware mezi neprofesionálními astronomy se značně liší, protože samotní fotografové sahají od obecných fotografů, kteří natáčí nějakou formu esteticky příjemných snímků, až po velmi seriózní amatérské astronomy sbírající data pro vědecký výzkum. Jako koníček má astrofotografie mnoho výzev, které je třeba překonat a které se liší od konvenční fotografie a od toho, s čím se běžně setkáváme v profesionální astronomii.

NGC281, populárně 'Pacmanova mlhovina', snímek z předměstské lokality pomocí 130mm amatérského dalekohledu a DSLR kamery.

Vzhledem k tomu, že většina lidí žije v městských oblastech , musí být vybavení často přenosné, aby jej bylo možné odnést daleko od světel velkých měst, aby se zabránilo městskému světelnému znečištění . Městští astrofotografové mohou používat speciální filtry pro znečištění světla nebo úzkopásmové filtry a pokročilé techniky počítačového zpracování ke snížení okolního městského světla na pozadí svých snímků. Mohou se také držet zobrazování jasných cílů, jako je Slunce, Měsíc a planety. Další metodou, kterou amatéři používají, aby se vyhnuli světelnému znečištění, je nastavení nebo pronájem času na dálkově ovládaném dalekohledu na místě tmavé oblohy. Mezi další výzvy patří nastavení a seřízení přenosných dalekohledů pro přesné sledování, práce v rámci omezení „běžného“ vybavení, odolnost monitorovacího zařízení a někdy ruční sledování astronomických objektů na dlouhé expozice v širokém rozsahu povětrnostních podmínek.

Někteří výrobci fotoaparátů upravují své produkty pro použití jako astrofotografické kamery, jako je Canon EOS 60Da , založený na EOS 60D, ale s upraveným infračerveným filtrem a nízkošumovým senzorem se zvýšenou citlivostí vodík-alfa pro lepší zachycení červených vodíkových emisních mlhovin. .

Existují také kamery speciálně navržené pro amatérskou astrofotografii založené na komerčně dostupných zobrazovacích senzorech. Mohou také umožňovat chlazení snímače, aby se snížil tepelný šum při dlouhých expozicích, poskytovat čtení surového obrazu a být řízen z počítače pro automatizované zobrazování. Čtení nezpracovaného obrazu umožňuje pozdější lepší zpracování obrazu zachováním všech původních obrazových dat, což spolu s vrstvením může pomoci při zobrazování slabých objektů hlubokého nebe.

S velmi nízkou schopností osvětlení je několik konkrétních modelů webových kamer populárních pro solární, lunární a planetární zobrazování. Většinou se jedná o manuálně zaostřené kamery obsahující CCD snímač místo běžnějšího CMOS. Čočky těchto kamer jsou odstraněny a poté jsou připojeny k dalekohledům pro záznam snímků, videí nebo obojího. V novějších technikách se pořizují videa velmi slabých objektů a nejostřejší snímky videa jsou „skládány“ dohromady, aby se získal statický obraz s úctyhodným kontrastem. Philips PCVC 740K a SPC 900 jsou jedny z mála webových kamer, které mají rádi astrofotografové. K tomuto účelu lze použít jakýkoli smartphone , který umožňuje dlouhé expozice, ale některé telefony mají specifický režim pro astrofotografii, který spojí vícenásobné expozice.

Nastavení zařízení

Amatérská astrofotografie nastavená s automatickým naváděcím systémem připojeným k notebooku.

Pevný nebo stativ

Nejzákladnější typy astronomických fotografií jsou pořizovány standardními fotoaparáty a fotografickými objektivy upevněnými napevno nebo na stativu. V záběru se někdy komponují objekty v popředí nebo krajina. Zobrazené objekty jsou souhvězdí , zajímavé konfigurace planet, meteory a jasné komety. Expoziční časy musí být krátké (pod minutu), aby se zabránilo tomu, že se obraz bodu hvězdy stane protáhlou čárou kvůli rotaci Země. Ohniskové vzdálenosti objektivu fotoaparátu jsou obvykle krátké, protože delší objektivy ukáží, že obraz je v průběhu několika sekund. Základní pravidlo nazvané pravidlo 500 říká, že aby hvězdy zůstaly jako špičky,

Maximální doba expozice v sekundách = 500Ohnisková vzdálenost v mm × Crop faktor

bez ohledu na nastavení clony nebo ISO . Například s 35mm objektivem na APS-C snímači je maximální čas500/35 × 1,5≈ 9,5 s Přesnější výpočet bere v úvahu rozteč a deklinaci pixelů .

Umělecká technika, která se někdy používá, je umožnit hvězdám, aby se záměrně staly protáhlými čarami v expozicích trvajících několik minut nebo dokonce hodin, nazývaných „ hvězdné stopy “.

Sledovací držáky

Montáže dalekohledů , které kompenzují rotaci Země, se používají pro delší expozice bez rozmazání objektů. Patří mezi ně komerční rovníkové držáky a podomácku vyrobená rovníková zařízení, jako jsou sledovače stájí a rovníkové platformy . Držáky mohou trpět nepřesnostmi kvůli vůli v převodech, větru a nedokonalému vyvážení, a proto se jako uzavřený systém zpětné vazby k nápravě těchto nepřesností používá technika zvaná automatické vedení .

Sledovací držáky mohou mít dvě podoby; jednoosé a dvouosé. Jednoosé držáky jsou často známé jako hvězdné sledovače. Sledovače hvězd mají jeden motor, který pohání osu rektaascenze . To umožňuje montáži kompenzovat rotaci Země. Sledovače hvězd spoléhají na to, že uživatel zajistí, aby byla montáž polární s vysokou přesností, protože není schopna provést korekci v sekundární ose deklinace, což omezuje dobu expozice.

Dvouosé držáky používají dva motory k společnému pohonu jak rektascenze, tak deklinační osy. Tato montáž bude kompenzovat rotaci Země tím, že bude pohánět osu pravého vzestupu, podobně jako hvězdný sledovač. Pomocí automatického naváděcího systému však lze řídit i sekundární deklinační osu, což kompenzuje chyby v polárním zarovnání, což umožňuje výrazně delší expoziční časy.

Fotografie "na zádech".

Astronomická fotografie na zádech je metoda, kdy je kamera/objektiv namontován na rovníkově namontovaném astronomickém dalekohledu. Dalekohled se používá jako vodicí dalekohled, který udržuje zorné pole vystředěné během expozice. To umožňuje fotoaparátu používat delší expozici a/nebo objektiv s delší ohniskovou vzdáleností nebo dokonce být připojen k nějaké formě fotografického dalekohledu koaxiálního s hlavním dalekohledem.

Fotografování s ohniskovou rovinou dalekohledem

Při tomto typu fotografie se jako „čočka“ shromažďující světlo pro film nebo CCD fotoaparátu používá samotný dalekohled. I když to umožňuje využití zvětšení a schopnosti shromažďování světla dalekohledu, jde o jednu z nejobtížnějších metod astrofotografie. To je způsobeno obtížemi při centrování a zaostřování někdy velmi matných objektů v úzkém zorném poli, které se potýkají se zvětšenými vibracemi a chybami při sledování a zvýšenými náklady na vybavení (jako jsou dostatečně robustní držáky dalekohledů, držáky fotoaparátu, spojky fotoaparátu, vypnuté -osové naváděče, naváděcí dalekohledy, osvětlené zaměřovací kříže nebo automatické naváděče namontované na primárním dalekohledu nebo zaváděcím dalekohledu. Existuje několik různých způsobů připojení kamer (s odnímatelnými čočkami) k amatérským astronomickým dalekohledům, včetně:

Primární zaostření – Při této metodě dopadá obraz vytvořený dalekohledem přímo na film nebo CCD bez zasahující optiky nebo okuláru dalekohledu.
Pozitivní projekce – Metoda, při které se okulár dalekohledu ( okulárová projekce ) nebo pozitivní čočka (umístěná za ohniskovou rovinou objektivu dalekohledu) používá k promítání mnohem zvětšenějšího obrazu přímo na film nebo CCD. Vzhledem k tomu, že obraz je zvětšen s úzkým zorným polem, tato metoda se obecně používá pro fotografování Měsíce a planet.
Negativní projekce – Tato metoda, stejně jako pozitivní projekce, vytváří zvětšený obraz. Negativní čočka, obvykle Barlow nebo fotografický telekonvertor , je umístěna ve světelném kuželu před ohniskovou rovinou objektivu dalekohledu.
Komprese – Komprese využívá pozitivní čočku (nazývanou také ohnisková redukce ), umístěnou v kuželu světla před ohniskovou rovinou objektivu dalekohledu, aby se snížilo celkové zvětšení obrazu. Používá se na dalekohledech s velmi dlouhou ohniskovou vzdáleností, jako jsou Maksutovs a Schmidt–Cassegrains , k získání širšího zorného pole.

Když není čočka fotoaparátu odstraněna (nebo nemůže být odstraněna), běžnou metodou je afokální fotografie , nazývaná také afokální projekce . Při této metodě se nasazuje jak čočka fotoaparátu, tak okulár dalekohledu. Když jsou oba zaostřeny na nekonečno, dráha světla mezi nimi je rovnoběžná ( afokální ), což umožňuje fotoaparátu v podstatě vyfotografovat vše, co pozorovatel vidí. Tato metoda funguje dobře pro zachycení snímků Měsíce a jasnějších planet, stejně jako snímky hvězd a mlhovin v úzkém poli. Afokální fotografie byla běžná u fotoaparátů na spotřebitelské úrovni z počátku 20. století, protože mnoho modelů mělo nevyjímatelné čočky. Jeho popularita vzrostla s uvedením digitálních fotoaparátů typu point and shoot , protože většina modelů má také nevyjímatelné objektivy.

Vzdálený dalekohled

Rychlý přístup k internetu v poslední části 20. století a pokroky v počítačem řízených montážích dalekohledů a CCD kamerách umožňují použití „vzdálených teleskopů“ pro amatérské astronomy, kteří nejsou zapojeni do hlavních dalekohledových zařízení, aby se mohli podílet na výzkumu a zobrazování hlubokého nebe. To umožňuje snímači ovládat dalekohled daleko na tmavém místě. Pozorovatelé mohou zobrazovat přes dalekohledy pomocí CCD kamer.

Zobrazování lze provádět bez ohledu na umístění uživatele nebo teleskopy, které chtějí používat. Digitální data shromážděná dalekohledem jsou poté přenášena a zobrazena uživateli prostřednictvím internetu. Příkladem provozu digitálního vzdáleného dalekohledu pro veřejné použití přes internet je The Bareket Observatory .

Galerie

Fotografie s expozicí 20 sekund pořízená fotoaparátem DSLR upevněným na stativu s objektivem 18-55 mm
Kamera na pevném stativu zachycující " hvězdné stopy "
Stopy hvězd fotografované na oběžné dráze Země z Mezinárodní vesmírné stanice
Snímek zatmění Slunce na pevném stativu pomocí digitální zrcadlovky s objektivem 500 mm
Expozice 1 minuta s použitím filmu ISO 800, širokoúhlý objektiv, nalepený na rovníkovém dalekohledu
Kometa Hale-Bopp , kamera s 300mm objektivem přibaleným
Filmový snímek galaxie Andromeda pořízený v hlavním ohnisku 8" f/4 dalekohledu Schmidt–Newton
Mlhovina Laguna a Trifid v sestřihu dvou filmových expozic 8" dalekohledem Schmidt–Newton, ručně naváděným
Snímek Měsíce pořízený digitálním fotoaparátem Nikon Coolpix P5000 prostřednictvím projekce Afocal přes 8palcový dalekohled Schmidt–Cassegrain
Měsíc vyfotografovaný technikou Afocal s použitím 10 sekund složeného videa k vytvoření konečného snímku.
Složený z několika digitálních zrcadlovek zkompilovaných ve Photoshopu pořízených pomocí okulárové projekce z 8palcového dalekohledu Schmidt Cassegrain.
Snímek Saturnu pomocí negativní projekce ( Barlowova čočka ) s webovou kamerou připojenou k 250mm Newtonovu dalekohledu . Jedná se o kompozitní snímek vyrobený z 10 % nejlepších expozic z 1200 snímků.
Jupiter vyfotografovaný technikou Afocal s použitím 10 sekund naskládaných videí k vytvoření konečného snímku.