Τύποι Αστροφωτογραφίας - Ελάχιστος απαραίτητος εξοπλισμός

του Αντώνη Φαρμακόπουλου

Ο παρόν οδηγός απευθύνεται σε όποιον ενδιαφέρεται να ασχοληθεί με την Αστροφωτογραφία ή στον αρχάριο που έχει ήδη ξεκινήσει τα πρώτα του βήματα. Σκοπός του είναι να τον βοηθήσει να κατανοήσει τα βασικά σχετικά με την φωτογράφηση του νυχτερινού ουρανού και να τον καθοδήγηση στην αγορά του πρώτου απαραιτήτου εξοπλισμού.
Η Αστροφωτογραφία είναι η αποτύπωση με φωτογραφικά μέσα των ουρανίων σωμάτων. Οι σημαντικότεροι τύποι αστροφωτογραφίας είναι Πλανητική, Ηλιακή και Βαθέως Ουρανού. Ανάλογα με το θέμα της φωτογράφησης ποικίλουν τα μέσα και οι τεχνικές. Με την αστροφωτογραφία παίρνεις γνώσεις περί αστρονομίας, φωτογραφίας, ψηφιακής επεξεργασίας και είναι μία ενασχόληση που απαιτεί μεθοδικότητα υπομονή και επιμονή.

Πλανητική Φωτογράφηση

Για να φωτογραφήσουμε την σελήνη χρειαζόμαστε ως ελάχιστο εξοπλισμό μία φωτογραφική κάμερα με τηλεφακό ένα τρίποδο και ένα declacer (συσκευή για πάτημα του κλείστρου εξ αποστάσεως ώστε να μην δημιουργηθεί κραδασμός). Η φωτογράφηση εδώ δεν διαφέρει κατά πολύ από την κλασική φωτογράφηση, χειροκίνητη εστίαση και μικροί χρόνοι έκθεσης. Με τον ίδιο εξοπλισμό μπορούμε να φωτογραφίσουμε και αλλά πορτρέτα του ουρανού όπως τις ιχνογραμμές από την κίνηση των αστέρων – γνωστά και ως star trail – συνόδους πλανητών, αστερισμούς κ.α.


Για αποτύπωση με μεγαλύτερες λεπτομέρειες των πλανητών και της Σελήνης θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε στην θέση του φακού ένα τηλεσκόπιο. Η προσαρμογή του τηλεσκοπίου με την φωτογραφική μηχανή επιτυγχάνεται με ένα εξάρτημα το Τ ring και ένα Τ adapter 1,25" ή 2" ανάλογα τον εστιαστή του τηλεσκοπίου μας. Προϋπόθεση είναι η μηχανή να είναι τύπου SLR (Single Lens Reflex) με δυνατότητα προσαρμογής & εναλλαγής φακών.

Στην πλανητική φωτογράφηση κυρίως λόγω της ατμοσφαιρικής διαταραχής δημιουργούνται πλασματικά είδωλα με αποτέλεσμα η εικόνα να φαίνεται ως ανεστίαστη ή κουνημένη. Την λύση έχουν δώσει μικρές εξειδικευμένες βιντεοκάμερες ή ακόμα και απλές web cam όπως αυτή στην κάτω φώτο.

Με τις κάμερες βιντεοσκοπούμε από μερικά δευτερόλεπτα έως 2 λεπτά και στην συνέχεια αθροίζουμε τα καρέ με ειδικό λογισμικό (το πιο γνωστό είναι το registax) ώστε να παραχθεί μία εικόνα από την οποία θα έχουν αφαιρεθεί οι μη κοινές στα περισσότερα από τα καρέ άρα και άχρηστες πληροφορίες.

Εδώ όμως τα πράγματα αλλάζουν όσο αφορά τον εξοπλισμό. Ο ουράνιος θόλος φαίνεται να περιστρέφεται (το φαινόμενο οφείλεται στην περιστροφής της Γης γύρω από τον εαυτό της). Μετά από τα πρώτα δευτερόλεπτα λήψης η κίνηση του ουράνιου θόλου γίνεται αισθητή στην φωτογραφία. Η λύση είναι μία στήριξη η οποία να κινείται με τον ίδιο ρυθμό και αντίστροφα από την περιστροφή της Γης ώστε το αντικείμενο που φωτογραφίζουμε να παραμένει ακίνητο. Η πιο διαδεδομένη και προτιμώμενη είναι η ισημερινή στήριξη Γερμανικού τύπου (φώτο κάτω).

Απαραίτητη προϋπόθεση για την σωστή παρακολούθηση είναι η πολική ευθυγράμμιση του ενός από τους δύο άξονες - της ορθής αναφοράς (Πολικός άξονας) - με τον νοητό άξονα περιστροφής της γης. Άλλοι τύποι στηρίξεων όπως η αλταζιμουθιακή δεν προτείνονται για αστροφωτογραφία. Στηρίξεις με πιρούνα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αστροφωτογραφία μόνο με την προσθήκη μίας ισημερινής σφήνας. (φώτο κάτω)

Ας ξαναγυρίσουμε όμως στην φωτογραφία. Στην φωτογράφηση της Σελήνης πέρα της αποτύπωσης των διαφόρων φάσεων της και την αποτύπωση των κρατήρων και άλλων λεπτομερειών μπορούμε να φωτογραφίσουμε και εκλείψεις σελήνης που οφείλονται στην πρόπτωση της σκιάς της Γης . Εκλείψεις σελήνης έχουμε συχνά 1-4 ανά έτος που είναι ορατές από διαφορετικές κάθε φορά γεωγραφικές περιοχές.

Κάτω, φώτο από την μερική έκλειψη σελήνης στις 17/08/08 με Canon EOS 350D και Bresser Skyloox 70/700.

Ηλιακή φωτογράφηση

«ΠΡΟΣΟΧΗ ΠΟΤΕ ΜΗΝ ΣΤΡΕΦΕΤΕ ΤΟ ΤΗΛΕΣΚΟΠΙΟ ΣΤΟΝ ΗΛΙΟ ΧΩΡΙΣ ΕΙΔΙΚΟ ΦΙΛΤΡΟ»

Η Ηλιακή φωτογράφηση παρουσιάζει έντονο ενδιαφέρον. Ηλιακές κηλίδες που παρουσιάζονται περιοδικά όπως και οι προεξοχές είναι δύο από τα σημαντικότερα θέματα. Η ηλιακή φωτογράφηση γίνεται είτε με απλά τηλεσκόπια με προσθήκη ειδικών φίλτρων για την αποτύπωση ηλιακών κηλίδων είτε με εξειδικευμένα για ηλιακή παρατήρηση τηλεσκόπια για φωτο-γράφηση πέρα των κηλίδων και των προεξοχών του ηλιακού δίσκου.

Ηλιακές κηλίδες με DSLR και καταδιοπτρικό τηλεσκόπιο SCT με χρήση Ηλιακού φίλτρου Astrosolar.

Πέρα από τα καθημερινά θέματα ηλιακής φωτο-γράφησης το πιο εντυπωσιακό είναι οι Ηλιακές εκλείψεις – ολικές, δακτυλιοειδής και μερικές. Το ηλιακό στέμμα, το διαμαντένιο δακτυλίδι η χρωμόσφαιρα και οι προεξοχές πέρα από το συγκλονιστικό οπτικό θέαμα – βίωμα δίνουν τις πιο εντυπωσιακές εικόνες του Αστεριού μας.

Κάτω : Ηλιακό στέμμα από την Ολική έκλειψη Ηλίου στις 1 Αυγούστου 2008 στο Novosibirsk στην Σιβηρία με Canon 350D και τηλεσκόπιο Βresser 70/700.

Φωτογράφηση βαθέως ουρανού

Ως φωτογράφηση βαθέως ουρανού (Deep Sky) ορίζεται η φωτογράφηση αντικειμένων πέρα από το ηλιακό μας σύστημα. Πολύχρωμα νεφελώματα , αστρικά σμήνη και μακρινοί γαλαξίες είναι τα αντικείμενα προς φωτογράφηση. Εδώ τα θέματα είναι ανεξάντλητα και περιορίζονται μόνο από τις δυνατότητες του εξοπλισμού που διαθέτει ο ερασιτέχνης. Διάφοροι τύποι τηλεσκοπίων , στηρίξεων, οδηγητικά τηλεσκόπια, πολική ευθυγράμμιση, φίλτρα, εστιαστές, λογισμικά και πολύ θεωρία εμφανίζονται στον δρόμο του εν δυνάμει αστροφωτογράφου φαντάζοντας το όλο επιχείρημα δύσκολο & πολύπλοκο. Ας τα βάλουμε όμως τα πράγματα σε μία σειρά.


Ένα από τα πιο εντυπωσιακά φωτογραφικά θέματα του νυχτερινού ουρανού το Νεφέλωμα της κεφαλής του Ίππου (IC 434 Ηorse Head) στον αστερισμό του Ωρίωνα . H φωτογραφία είναι τραβηγμένη με μονόχρωμη CCD κάμερα με την χρήση φίλτρων Ha & R
GB.

Τύποι τηλεσκοπίων για φωτογράφηση

Οι τύποι τηλεσκοπίων που μπορεί να χρησιμοποίηση ο ερασιτέχνης αστροφωτογράφος ποικίλουν ανάλογα το θέμα αλλά και το ποσό που μπορεί να διαθέσει. Τα διοπτρικά τηλεσκόπια τύπου ED APO θεωρούνται ως τα καλύτερα φωτογραφικά όργανα που μπορούν να καλύψουν θέματα ευρέως πεδίου όπως είναι τα περισσότερα νεφελώματα , αστρικά σμήνη και ελάχιστοι κοντινοί γαλαξίες.


Εξοπλισμοί σε φωτογραφική διάταξη, μπροστά Ισημερινή στήριξη με δύο
διοπτρικά τηλεσκόπια (φωτογραφικό & οδηγητικό) και στο βάθος κατοπτρικό φωτογραφικό τηλεσκόπιο με παραβολικό κάτοπτρο και μικρό διοπτρικό για οδηγητικό και παντού πολλά καλώδια.

Για αντικείμενα μικρού πεδίου όπως μακρινούς γαλαξίες και λεπτομέρειες μέρους νεφελωμάτων θα χρειαστούμε τηλεσκόπια με μεγαλύτερες διαμέτρους και εστιακές αποστάσεις. Εδώ την πρωτοκαθεδρία έχουν τα κατοπτρικά τηλεσκόπια τύπου Ritchey Chrétien RC με ειδικό σχεδιασμό για την φωτογραφία (astrograph) με μεγάλο όμως κόστος αγοράς, ειδικά για διαμέτρους πάνω από 200mm. Mία ενδιάμεση λύση είναι ειδικά κατοπτρικά τηλεσκόπια με παραβολικά κάτοπτρα. Νευτώνια κατοπτρικά τηλεσκόπια μεγάλων εστιακών αποστάσεων δεν συνιστώνται λόγω του μεγάλου όγκου και βάρους τους. Μία άλλη λύση όσο αφορά τις μεγάλες εστιακές με μικρό όγκο – βάρος είναι και τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια τύπου SCT τα οποία λόγω του μεγάλου εστιακού λόγου (f10) και του μη ευκρινές ειδώλου σε σχέση με τα προηγούμενα δεν θα τα συνιστούσα ως λύση επιλογής αλλά λύση ανάγκης (εξαιρείται η πλανητική φωτογράφιση)

Στην κάτω Φωτογραφία το όνειρο κάθε ερασιτέχνη αστροφωτογράφου. Κατοπτρικό τηλεσκόπιο Astrograph RC 20" πάνω στην κορυφαία ισημερινή στήριξη Paramount ME, οδηγητικό και φωτογραφικό τηλεσκόπιο ευρύ πεδίου Takahashi FSQ 106 και όλα αυτά μέσα σε ένα ερασιτεχνικό αστεροσκοπείο με θόλο. Το συνολικό κόστος του παραπάνω εξοπλισμού πιθανόν να αγγίζει το κόστος ενός μικρού διαμερίσματος, αλλά παρόλα αυτά αρκετοί ερασιτέχνες ανά τον κόσμο έχουν ανάλογο εξοπλισμό.

Kάμερες

Η ερασιτεχνική αστροφωτογραφία ξεκίνησε με απλές SLR κάμερες με φιλμ. Σήμερα ελάχιστοι «ρομαντικοί» συνεχίζουν να φωτογραφίζουν με φιλμ λόγω των ευκολιών που τους παρέχει η νέα τεχνολογία. Ψηφιακές Digital SLR και εξειδικευμένες CCD κάμερες τις έχουν αντικαταστήσει. Με την δυνατότητα ακριβής εστίασης μέσω υπολογιστή, την άμεση προβολή μετά την λήψη και την μεγάλη ευαισθησία του CCD σε σχέση με το φιλμ κάνουν την ζωή του φωτογράφου πιο εύκολη και την αστροφωτογραφία πιο προσιτή. Μια αναφορά για ιστορικούς λόγους, η πρώτη κάμερα με CCD - που σήμερα όλοι έχουμε - κατασκευάστηκε στα μέσα του 20ου αιώνα για αστρονομική χρήση.


η ψυχόμενη CCD κάμερα QHY9

Τα πλεονεκτήματα των DSLR είναι το σχετικά χαμηλό κόστος σε σχέση με τους ανάλογους σε ανάλυση CCD αισθητήρες. Οι DSLR κάμερες είναι κατασκευασμένες για την καθημερινή χρήση στην οποία δεν χρειάζονται μεγάλες εκθέσεις που απαιτούνται στην αστροφωτογραφία. Έτσι το μεγάλο τους μειονέκτημα είναι ο θερμικός θόρυβος που παράγεται. Στις αστρονομικές CCD κάμερες υπάρχει σύστημα ψύξης του αισθητήρα με αποτέλεσμα την μείωση του θερμικού θορύβου κατά μεγάλο βαθμό.

Οι προδιαγραφές κατασκευής των CCD όσο αφορά την ευαισθησία τους είναι ειδικές για νυχτερινές λήψεις. Ένα άλλο μειονέκτημα των DSLR είναι και η ύπαρξη ενός IR cut φίλτρου, που είναι απαραίτητο για την κλασική φωτογραφία, το οποίο όμως εμποδίζει την αποτύπωση του υπέρυθρου χρώματος που εκπέμπουν αρκετά από τα νεφελώματα. εκπομπής. Το IR cut φίλτρο μπορεί να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί με ένα καθαρό γυαλί – διαδικασία που επιβαρύνει το κόστος κατά 120 € περίπου - όπως πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για την κλασική φωτογράφηση θα πρέπει να αγοραστεί αντίστοιχο IR cut filter για τον φακό ώστε να μην χρειάζεται χειροκίνητη ρύθμιση της ισορροπίας λευκού (White Balance).

Οι αστρονομικές CCD κάμερες είναι συνήθως μονόχρωμες ώστε κάθε Pixel να αντλεί όλα τα εισερχόμενα φωτόνια . Η έγχρωμη φωτογραφία από μονόχρωμες κάμερες επιτυγχάνεται με ξεχωριστές λήψεις με ειδικά έγχρωμα φίλτρα RGB (Red–Green–Blue) οι οποίες με ειδικά λογισμικά ενώνονται και δίνουν το τελικό έγχρωμο αποτέλεσμα. Το κόστος των RGB CCD φίλτρων είναι σεβαστό και ποικίλη ανάλογα την ποιότητα κατασκευής και το μέγεθος (1,25" & 2") από 70-130 € για τα 1,25 και από 110-160 € για τα 2" έκαστο. Η εναλλαγή των φίλτρων γίνεται συνήθως με χειροκίνητους η μηχανικούς τροχούς με κόστος από 150-600 €.

Ελάχιστος απαραίτητος εξοπλισμός

Το πιο δημοφιλές και προσιτό τηλεσκόπιο που μπορεί να αποκτήσει κάποιος για να ξεκινήσει την αστροφωτογραφία είναι ένα διοπτρικό ED αποχρωματικό τηλεσκόπιο μικρής διαμέτρου 66-80mm με κόστος από 250 – 500 € περίπου . Με αυτό το τηλεσκόπιο και μία ρομποτική ισημερινή στήριξη τύπου ΕQ5 με κόστος από 700-1100 € περίπου μπορεί να έχει αξιόλογα αποτελέσματα. Η μικρή εστιακή του και το μικρό βάρος του βοηθούν την ισημερινή στήριξη με μία καλή πολική ευθυγράμμιση να γίνουν λήψεις μεγάλης διάρκειας πάντα με την βοήθεια οδήγησης.

Τι ακριβώς όμως είναι αυτή η περιβόητη οδήγηση. Η προσπάθεια που κάνει η στήριξη να παρακολουθήσει την περιστροφή της γης είναι επιτυχής μόνο όμως για παρατήρηση και φωτογράφηση μερικών δευτερολέπτων. Τα φτηνά μηχανικά της συστήματα - φτηνά εάν σκεφτείς ότι στηρίξεις για ερασιτέχνες μπορεί να φτάσουν έως με 15.000 € και για τα επαγγελματικά τηλεσκόπια ξεκινούν από εξαψήφια νούμερα - όπως μοτέρ, γρανάζια, ρουλεμάν .. και η μη τέλεια πολική ευθυγράμμιση οδηγούν σε περιοδικά σφάλματα με αποτέλεσμα η κίνηση των αστέρων μετά από μερικά δευτερόλεπτα και πάνω αρχίζει να γίνεται εμφανή. Την λύση την δίνει η οδήγηση, με ένα μικρό σε διάμετρο (60-80) mm αχρωματικό διοπτρικό τηλεσκόπιο τοποθετημένο παράλληλα ή από επάνω στο φωτογραφικό τηλεσκόπιο. Κεντράρουμε ένα αστέρι και προσπαθούμε να το κρατήσουμε στο κέντρο δίνοντας τις ανάλογες εντολές στην στήριξη.

Μία μέθοδος οδήγησης είναι η οπτική παρακολούθηση του οδηγητικού αστέρα και η διόρθωση των σφαλμάτων με την μικρότερη ταχύτητα από το χειριστήριο. Η μέθοδος αυτή είναι ιδιαίτερα κουραστική και αναποτελεσματική για μεγάλες εκθέσεις και έχει ουσιαστικά καταργηθεί.

Την θέση του προσοφθαλμίου έχει πάρει μία μικρή οδηγητική κάμερα η οποία μπορεί να είναι από μία web κάμερα (50-90 € ) έως μία πιο εξειδικευμένη μικρή CCD (από 200-450 € ) η οποία είναι συνδεδεμένη με Η/Υ και μέσω ενός λογισμικού (PHD,GUIDEMASTER δύο αξιόλογα ελεύθερα λογισμικά ) δίνει τις διορθωτικές εντολές στην στήριξη μέσω μίας ειδικής θύρας ST4.

Βάση όλων των παραπάνω ένας ελάχιστος προτεινόμενος απαραίτητος εξοπλισμός για την φωτογράφηση βαθέως ουρανού είναι :

Τηλεσκόπιο για φωτογράφηση :
Διοπτρικό Aποχρωματικό 66-80mm προτείνω το δοκιμασμένο από αρκετούς ερασιτέχνες το Sky Watcher ED80 με κόστος περίπου 350 €

Ισημερινή στήριξη με μοτέρ:
Sky Watcher ΗEQ5 Pro αξιόλογη ρομποτική στήριξη με κόστος περίπου 900 €

DSLR κάμερα & ντεκλασέρ:
Canon EOS σειρά 400D, 450D, 500D με κόστος από 400-600 € ανάλογα το μοντέλο (δεν προτείνω την λύση της CCD λόγω ότι εάν το έκανα θα πρότεινα απευθείας μονόχρωμη με αποτέλεσμα να χρειαζόμαστε LRGB φίλτρα & τροχό που θα ανέβαζαν το κόστος για έναν ελάχιστο αξιόλογο εξοπλισμό από 1.500 € και πάνω )

Οδηγητικό τηλεσκόπιο :
Διοπτρικό αχρωματικό 70-80mm, προτείνω το Bresser 70/700 ή παρόμοιο με κόστος περίπου από 70 -180 €

Οδηγητική κάμερα :
Προτείνω για λύση με web cab την Philips SPC900nc με κόστος 90 € με αντάπτορα 1,25 και φίλτρο ΙR cut (Η κάμερα δεν έχει θύρα ST4 για autoguiding ή οποία μπορεί να γίνει μέσω του λογισμικού ελέγχου της στήριξης EQMOD.) και για την λύση κάμερας με θύρα ST4 προτείνω την τροποποιημένη WEB cam QHY5 με κόστος περίπου 190 €.

Το συνολικό κόστος των παραπάνω είναι περί των 2500 € (μαζί με κάποια άλλα απαραίτητα αξεσουάρ που δεν αναφέρονται) σε καινούργια από την Ελληνική και ευρωπαική αγορά. Αγορές από τις ΗΠΑ και KINA είναι πολύ πιο συμφέρουσες αλλά θα πρέπει να λάβουμε υπόψη την πιθανότητα εκτελωνιστικών εξόδων. Στην αγορά μεταχειρισμένων όλα τα παραπάνω μπορεί να βρεθούν σε πολύ καλύτερες τιμές. Με τον παραπάνω ή ανάλογο προτεινόμενο εξοπλισμό και εφόσον εκμεταλλευτεί στο μέγιστο μπορούν να παραχθούν έξοχα φωτογραφικά αποτελέσματα.

Εκτός των παραπάνω θα χρειαστούν ένας φορητός ή σταθερός υπολογιστής, παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, διαφορετικά γεννήτρια ή συσσωρευτές αυτοκινήτων 12 V.

Και τώρα αρχίζουν τα δύσκολα. Η αστροφωτογραφία δυστυχώς δεν μπορεί να γίνει από τον καναπέ του σαλονιού σας, ούτε στο μπαλκόνι ή την ταράτσα μίας οικίας σε μεγαλούπολη, λόγω της έντονης φωτορύπανσης ( http://www.darksky.gr ). Φορτώστε λοιπόν τον εξοπλισμό σας και κατευθυνθείτε μακριά από την πόλη και κατά προτίμηση σε μεγάλο υψόμετρο - για μείωση των ατμοσφαιρικών διαταραχών. Με λίγα λόγια σας λέω «πάρτε τα βουνά». Η καλύτερη λύση βεβαία είναι η κατασκευή ενός ερασιτεχνικού αστεροσκοπείου για την μόνιμη εγκατάσταση του εξοπλισμού σας , αλλά αυτό ανήκει σε άλλο κεφάλαιο. Φυσικά όλα αυτά καιρού επιτρέποντος.

Ελπίζω η παραπάνω συνοπτική παρουσίαση να βοηθήσει τον επίδοξο αστροφωτογράφο να πάρει μία εικόνα για το τι είναι η αστροφωτογραφία όπως και να καταλήξει σε έναν εξοπλισμό για τον οποίο δεν θα μετανιώσει. Θα πρότεινα δε προτού προβεί στην αγορά του εξοπλισμού να επιδιώξει να παρακολουθήσει από κοντά την όλη διαδικασία λήψεων και επεξεργασίας από άλλους ερασιτέχνες σε μία από τις φωτογραφικές τους εξορμήσεις.


Θα σας συμβούλευα μην απογοητευθείτε αν στην αρχή εάν τα αποτελέσματα δεν είναι παρόμοια με αυτά που βλέπετε από εμπειρότερους αστροφωτογράφους. Κάθε αρχή και δύσκολη, το αποτέλεσμα θα έρθει και θα είναι ανάλογο με τον χρόνο που ο καθένας μπορεί να αφιερώσει όπως και τον ζήλο που θα επιδείξει. Μεγάλη σημασία δεν έχει μόνο ο εξοπλισμός, όπως λέει και ένας φίλος αστροφωτογράφος την καλή αστροφωτογραφία δεν την κάνουν τα εργαλεία αλλά ο "Μάστορας".

Καλές φωτογραφίσεις!
Φαρμακόπουλος Αντώνης