Фотографування за допомогою телескопа

Книга: Азбука зоряного неба

Фотографування за допомогою телескопа

Розділи на цій сторінці:

Умови видимості істотно впливають на якість астрономічної фотографії, особливо це помітно при фотографуванні в телескопи і при тривалих експозиціях. Атмосферні перешкоди зазвичай значно слабкіше позначаються на якості фотографій, ніж неправильна установка полярної осі телескопа або недосконалість механічної частини і системи гидирования.

Фотографування небесних тіл можна виробляти безпосередньо через окуляр телескопа; при цьому фотокамера, встановлена за окуляром, і сам окуляр повинні бути сфокусовані на нескінченність. Якість зображення значно поліпшується, якщо знімки робити в фокальній площині телескопа. При цьому касета з фотографічною плівкою або платівкою встановлюється в первинному фокусі телескопа. Фотографування в первинному фокусі дозволяє краще використовувати світло, що збирається об'єктивом. Масштаб зображення визначається фокусною відстанню об'єктива телескопа; якщо це відстань висловити в міліметрах, виділених на градуси (мм / град), то воно приблизно дорівнює фокусній відстані в міліметрах, поділеній на 57,3. Так, телескоп з фокусною відстанню 1200 мм (діаметром об'єктива 150 мм і фокальним ставленням f / 8) створює в прямому фокусі зображення розміром близько 21 мм / град, і при фотографуванні на 35-міліметрової фотоплівці вдається отримати зображення ділянки зоряного неба площею 1,7 х 1,1 квадратних градусів. Це значно більше нормального поля зору ока, тому внефокальние зображення на краю кадру спотворюються через кривизни поля телескопа. (Щоб уникнути або зменшити вплив кривизни поля, виготовляють спеціальні об'єктиви з плоским фокальним полем.)

Мал. 58. Отримання кольорових фотографій планет пов'язане з великими труднощами. На знімку Юпітера, отриманому за допомогою катадіоптричні телескопа з об'єктивом діаметром 200 мм (8 дюймів), видно структурні смуги і Велика Червона Пляма. При візуальних спостереженнях цей телескоп дозволяє побачити на поверхні Юпітера значно більше деталей.

Інші аберації, особливо кома, характерні для телескопів системи Ньютона, найбільш сильно проявляються на краю поля зору. У деяких випадках кривизна поля і інші аберації зменшуються зі збільшенням фокусної відстані, тому іноді корисно змінити ефективне фокальное ставлення телескопа.

Якість зображення можна поліпшити або за допомогою лінзи Барлоу (с. 85), або при фотографуванні через окуляр, який, крім того, збільшує зображення. До останнього способу вдаються досить часто, особливо при фотографуванні планет. Лінійний діаметр зображення Місяця в прямому фокусі телескопа з фокусною відстанню 1200 мм становить 10,9 мм. (Те саме можна сказати і до Сонця, видимий діаметр якого, як і в Місяця, складає близько 30 '; правда, при фотографуванні Сонця, як уже говорилося, слід дотримуватися особливих заходів.) Діаметри зображень таких планет, як Венера і Юпітер (їх найбільші видимі кутові діаметри досягають 60 "і 45" відповідно), складають в фокальній площині названого телескопа всього 0,35 і 0,24 мм, так що для вивчення планет необхідно підвищити збільшення. Але збільшення зображення неминуче зменшує його яскравість, і тоді потрібні тривалі експозиції з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками.

Для фотографування туманностей та інших протяжних об'єктів за допомогою довгофокусного телескопа з великим діаметром об'єктива необхідно пристрій, вкорочують фокус (див. С. 85). Чим коротше ефективну фокусну відстань і більше світлосила (тобто менше фокальное відношення), тим коротше потрібна експозиція, правда, зображення при цьому зменшується, що в свою чергу вимагає більшого збільшення.

Для фокусування фотокамери використовуються перехідники, що з'єднують її з рухомою фокусує трубою телескопа. Одна з найважливіших проблем фотографування в телескоп-знаходження точного положення головного фокуса. Застосовувати для цих цілей наявні в продажу фокусують екрани дуже незручно, так як вони призначені для наведення на яскраві об'єкти. У астрономічної практиці такі екрани в кращому випадку можуть використовуватися при фотографуванні Місяця та інших яскравих небесних тіл. Якщо ви маєте в своєму розпорядженні більш дорогими і складними фотокамерами з набором взаємозамінних екранів, то для астрономічних цілей цілком підійде прозорий екран з нанесеним на нього хрестом ниток. Поєднавши фотокамеру з збільшувальною лінзою окуляра, перш за все, переконайтесь, що зображення хреста ниток чітке. Тут, зрозуміло, ви цілком обійдетеся без телескопа; досить просто навести камеру без об'єктива на рівномірно освітлену поверхню, наприклад на аркуш паперу. Після цього зафіксуйте положення фокуса збільшувальною лінзи окуляра. Далі, дивлячись через цю лінзу, добийтеся за допомогою окуляра телескопа чіткого зображення як небесного тіла, так і хреста ниток.

Мал. 59. На негативах іноді вдається розгледіти більше деталей, ніж на звичайних знімках. Тут представлені фотографія і негатив спіральної галактики М51 в сузір'ї Гончі Пси.

Фотокамери інших типів, можливо, дозволять вам сфокусуватися безпосередньо на фотоплівці. Ідеальною була б фокусування за допомогою екрану, про який говорилося вище. (Такий екран порівняно легко виготовити самостійно, намалювавши тонкі лінії на матовому склі.) Інший метод заснований на використанні «леза ножа», який поміщають на місці фотоплівки. Дивлячись в фотокамеру, коли телескоп наведений на яскраву зірку, ви побачите освітлений кружок. Переміщення зірки (обумовлене добовим обертанням небесної сфери) поперек леза призводить до поступового ослаблення світла і зникнення зірки, якщо лезо розташоване не в фокусі; якщо лезо знаходиться точно у фокусі, то воно почне закривати зображення з одного боку, поки то зовсім не зникне. (Цей метод, відомий під назвою «метод Фуко», широко застосовують при дослідженні якості дзеркала.) Слід зазначити, що описані методи більшою мірою застосовні до фотокамер старих конструкцій, в яких використовуються фотопластинки, а не до сучасних, пристосованим під 35-мм фотоплівку. Для сучасних камер, можливо, доведеться виготовити додаткову фокусує пристосування, за допомогою якого екран або лезо бритви встановлюються точно на тій же відстані від кінця фокусирующего пристрої телескопа, що і плівка фотокамери.

гидирование

Щоб утримати фотографованим зірку в поле зору телескопа, найчастіше використовують другий невеликий Гидирим телескоп, співвісний з основним. Зазвичай Гидирим телескопом служить довгофокусний рефрактор, який кріплять до основного. При фотографуванні Гидирим телескоп найкраще налаштувати на яскраву зірку, розташовану поза увагою основного телескопа. В окулярі Гидирим телескопа повинен бути хрест, який зазвичай роблять зі скляних ниток і навіть з павутини, іноді хрест ниток гравірують на склі. Оскільки помилки супроводу частіше трапляються при роботі з великим збільшенням, коли фон неба темний і хрест ниток практично не видно, хрест ниток іноді підсвічують слабким світлом.

За відсутності Гидирим телескопа зірки можна «утримати» в поле зору телескопа під час фотографування за допомогою напівпрозорого діагонального дзеркала або спеціальної призми, які спрямовують частину світла фотографується зірки в окуляр Гидирим системи.

Фотоплівки і тривалість експозиції

Фотоплівку для фотографування небесних об'єктів зазвичай підбирають експериментальним шляхом, так як правильний вибір залежить не тільки від досліджуваного об'єкта, а й від телескопа, фотокамери, самого спостерігача і т.д. Спостерігачеві доводиться діяти з урахуванням таких факторів, як допустимий розмір зерна фотоемульсії, потрібний час експозиції і необхідне збільшення. Високочутливі грубозернисті плівки, допускаючи короткі експозиції, дозволяють фотографувати в рідкісні хвилини настання гарної видимості; з таких плівок можна робити великомасштабних відбитків.

Для фотографування яскравих об'єктів типу Місяця придатні малочутливі чорно-білі дрібнозернисті фотоплівки, що дозволяють отримувати дуже контрастні негативи, з яких можна робити якісні великомасштабні фотографії. Для фотографування більш слабких об'єктів, подібних планет, потрібні більш чутливі плівки; проте багато досвідчених спостерігачі вважають за краще малочутливі дрібнозернисті плівки, хоча необхідні в такому випадку тривалі експозиції ускладнюють процес гидирования. Кольорові плівки за своєю природою менш зручні при отриманні знімків з великим збільшенням; крім того, при тривалих експозиціях у них можуть спостерігатися хибні кольору. На деяких фотоплівках небесний фон може вийти зеленим, так як вони чутливі до слабкого випромінювання земної атмосфери, на інших, менш чутливих в цьому спектральному діапазоні, фон неба залишається чорним. (Однак з колірними спотвореннями можна боротися або за допомогою відповідних світлофільтрів, - найчастіше вони потрібні при тривалих експозиціях, - або відповідної обробкою фотоплівки в лабораторії.)

При слабкій освітленості очей порівняно мало чутливий до квітів, тому фотографії, як правило, багатше колірними відтінками. Чорно-білі фотоплівки нечутливі до червоного світла, але дуже чутливі до зеленого; з цієї причини оцінки зоряних величин по фотографіях (фотографічні зоряні величини) відрізняються від візуальних. Фотографії, зроблені через жовтий світлофільтр (наприклад, Wratten 8) [4]. створюють зображення, близьке до того, що бачить око. Правда, щоб при використанні фільтрів досягти тієї ж граничної зоряної величини, що і при фотографуванні без світлофільтру, необхідні більш тривалі експозиції.

Однією з проблем астрономічної фотографії, на яку часто звертають увагу, є спотворення в передачі кольору при фотографуванні на кольорову плівку. Тривалість експозиції при фотографуванні небесних тіл іноді в сотні разів перевищує витримки, що застосовуються при звичайному фотографуванні, однак це не призводить до відповідного посилення почорніння емульсії. Всі стандартні рекомендації з фотографування на звичайну фотоплівку виходять з того, що час експозиції не перевищує декількох секунд. Отже, на практиці вибір тривалості експозиції при фотографуванні небесних тіл повинен проводитися не на підставі стандартних рекомендацій, а експериментальним шляхом, методом проб і помилок. Тому при тривалих експозиціях необхідно фіксувати точний час початку і кінця експозиції, а також детально описувати використовуваний інструмент і умови спостережень.

Кольорові прозорі плівки в основному придатні для широкомасштабного фотографування сузір'ї і Чумацького Шляху. На них цілком реалістично відтворюється також північне сяйво і сріблясті хмари. Хоча в наші дні високочутливі фотоматеріали не рідкість, отримання кольорових негативних зображень небесних тіл не отримало широкого поширення - в основному в астрофотографії як і раніше використовують чорно-білу фотоплівку. Найсучасніші хромогенні плівки, що допускають експозиції в широкому інтервалі тривалості, дуже зручні при фотографуванні зіркових полів і об'єктів, що істотно відрізняються за яскравістю.

Мал. 60. На фотографії сузір'я Оріон, отриманої з експозицією 25 с (плівка ASA 200, діаметр об'єктива 50 мм, фокальное відношення f / 2,8), помітні приблизно ті ж деталі, що і при спостереженні неозброєним оком.

Мал. 61. Околиці пояса Оріона. Фотографія отримана на телескопі з об'єктивом діаметром 135 мм при експозиції 5 хв; при цьому використовувалася система стеження. У порівнянні з попереднім знімком тут видно значно більше зірок в центральній області сузір'я Оріон.

Отримані знімки астрономічних об'єктів краще виявляти в домашній фотолабораторії, розробивши власну методику прояви і контролюючи цей процес. У спеціалізованих фотолабораторіях по цілком зрозумілих причин це зробити неможливо. Але якщо ви все ж таки вирішите віддати плівку на обробку в фотолабораторію, попередьте, щоб її не розрізали на кадри, як це зазвичай робиться при виготовленні слайдів. При розрізуванні кадри можуть переплутати. У будь-якому випадку для проведення вимірювань з визначення положення небесних тіл потрібно знати точно положення краю кадру.