Fotografowanie Słońca

4 February 2021 Comments

Fotografia, czy obserwacja Słońca powinna odbywać się WYŁĄCZNIE za pomocą przeznaczonych do tego teleskopów i filtrów renomowanych firm.

Fotografia Słońca jest dość nietypowa, jako że Słońce jest bardzo jasne. Bezpieczna obserwacja, czy fotografia jest możliwa tylko za pomocą specjalnych teleskopów słonecznych, czy poprzez folię Baadera, czy aluminizowane filtry „szklane”.

Fotografia z pomocą folii Baadera, czy podobnych filtrów szklanych nazywana jest fotografią w „białym” świetle i pozwala rejestrować plamy słoneczne jak i np. granulację.

Fotografia z wykorzystaniem teleskopów słonecznych na paśmie H-alpha pozwala rejestrować protuberancje.

Folia Baadera AstroSolar

Folia ta jest łatwo dostępna - czy to w gotowych oprawach, czy bez oprawy w różnych wymiarach. Wersja "wizualna" ma oznaczenie ND 5, a wersja jaśniejsza, tylko i wyłącznie do fotografii to ND 3.8. Jeżeli interesują nas obserwacje wizualne należy zwrócić uwagę na typ folii, którą kupujemy. "Wizualna" ND 5 może także służyć do fotografii, choć będzie ciemniejsza (około 16 razy).

Folia Astrosolar to odpowiednio metalizowana folia odrzucająca większość padającej energii słonecznej. Wizualnie daje białą tarczę słoneczną - folia nie absorbuje żadnych specyficznych długości fali. Z tego też powodu fotografie wykonane z pomocą folii Baadera określa się jako fotografię w "białym świetle" ("white light").

Obserwacje wizualne

W najprostszym przypadku wystarczy sama folia słoneczna, jednakże dość często stosuje się dodatkowy filtr ograniczający wpływ turbulencji powietrza na otrzymywany obraz. Najbardziej znany jest Baader Solar Continuum - wąskopasmowy zielony filtr. Ogranicza on jasność obrazu (silnie kontrastuje ułatwiając dostrzeżenie detali plam słonecznych, czy granulacji).

Folię AstroSolar montuje się z przodu teleskopu tak by zasłaniała całą aperturę („wlot”) teleskopu. Tak zabezpieczony teleskop nadaje się do obserwacji i fotografii Słońca.

Astrofotografia z folią słoneczną

Fotografowanie Słońca na dużej rozdzielczości w białym świetle jest bardziej podatne na turbulencje i astroamatorzy poszukują różnych rozwiązań tego problemu. Fotografować można praktycznie wszystkim (najlepiej kamerą mono), choć najlepiej mieć do dyspozycji kamerkę "planetarno-księżycową" z większą ilością pikseli i pozwalającą ustawiać gain, czy gammę.

Nawet z AstroSolar "wizualnym" ND 5.0 obraz jest na tyle jasny że z wąskopasmowym filtrem (Solar Continuum lub podobny) kamerka "planetarna" będzie działała na praktycznie najniższym gainie i krótkich ekspozycjach. Dzięki temu pojedyncza klatka będzie miała wysoki stosunek sygnału do szumu (SNR). Dodatkowo by poprawić kontrast klatek (i ułatwić stackowanie) można zmieniać ustawienie gammy, ale niezbyt agresywnie.

W przypadku astrofotografii mamy do dyspozycji szerszy zakres filtrów jakie możemy stosować. Dochodzą filtry ultrafioletowe, w tym Baader K-Line, które zwiększają widoczność pochodni słonecznych i detali plam słonecznych (kosztem znacznego pociemnienia obrazu). Filtr Solar Continuum (zielony) zapewnia jasny i dobry obraz ale ze słabiej widocznymi „pochodniami”.

Usprawnienia w fotografii Słońca z folią Baadera

Silnie operujące Słońce to sporo ciepła. Bezpośrednio i pośrednio padające na tubę promienie słoneczne będą ją rozgrzewać, co skończy się prądami powietrza wewnątrz tuby i rozmazanym obrazem. W sieci podpatrzyłem rozwiązanie, w którym tuba SCT okryta była folią termoizolującą (z toreb sprzedawanych w hipermarketach przy mrożonych produktach). Szukając tych samych toreb trafiłem na coś lepszego - matę termoizolacyjną - sztywniejszą (pianka/gąbka), którą łatwo ciąć i lepiej izolującą (powietrze w piance). Izolacja zapobiega nagrzewaniu się tuby i powstawaniem w niej prądów powietrznych:

Teleskopy słoneczne

Teleskopy słoneczne z serii takich jak Coronado, czy Lunt to wyspecjalizowane teleskopy nadające się tylko do obserwacji Słońca. Posiadają bardzo wąskie filtry pozwalające obserwować Słońce z bardzo dużą ilością detali (bez łączenia ich z np. folią Baadera). Niestety produkcja wąskich filtrów słonecznych jest bardzo kosztowna i teleskopy takie nie są tanie. Z tego samego powodu są też zazwyczaj dość małe.

Teleskopy słoneczne mogą być ustawione na pasmo H-alpha, lub mniej popularne K-line w ultrafiolecie. Pierwsze pasmo pozwala obserwować i fotografować protuberancje, jak i liczne szczegóły tarczy słonecznej. Pasmo K-line daje najwyższy kontrast pochodni słonecznych. W odróżnieniu od zestawu folii AstroSolar + filtra Baader K-line obraz ten jest jaśniejszy i bardziej kontrastowy ze względu na węższe pasmo.

Najtańsze teleskopy słoneczne to Lunt 35 i Coronado PST. Są to małe teleskopy oferujące całkiem dobre osiągi. Pozwalają obserwować i fotografować Słońce.

Lunt LS35 Deluxe

W zestawie LS35 Deluxe znajduje się wszystko czego potrzebna do rozpoczęcia obserwacji Słońca. Trzeba oczywiście dodać statyw fotograficzny lub montaż astronomiczny, ale poza tym mamy wszystko. Okular wsadzamy w kątówkę i gotowe. Jeżeli chcemy użyć statywu fotograficznego, lub jeżeli chcemy zamocować Lunta "na barana" (piggyback) na innym teleskopie to wykorzystujemy gwint fotograficzny 1/4" umieszczony na tubie (gwint jest płytki, dłuższe śruby nie sprawdzą się).

Dla montaży astronomicznych z popularnym uchwytem typu Vixen dołączony jest dovetail z obejmami i śrubami. Można także tego Lunta złapać w obejmy do większych szukaczy (np. obejmy do szukacza TS 50 mm mają taką samą średnicę. Sam teleskop jest dość lekki więc nie powinien sprawiać problemów nawet w takich lekkich obejmach.

Kątówka dołączona do teleskopu jest jego ważną częścią - zawiera filtr wycinający (blokujący) podczerwień. Jest więc to integralna część teleskopu. Można jednak kątówkę wyjąć, obrócić do najbardziej pasującego położenia. Na jej końcu znajduje się helikalny wyciąg - obracając uchwytem okularowym (1,25") wokół jego osi możemy opuszczać, bądź podnosić zamocowany w nim okular lub kamerę - pozwala to wyostrzyć obraz. Wyciąg obracamy powoli, nic na siłę.

Na przedzie tuby, tuż obok samego filtra H-alpha znajdziemy pokrętło do zmiany "charakteru" obrazu. Można je obracać o pewien zakres. Na jednym końcu bardzo wyraźne będą protuberancje, a na drugim granulacja. W ustawieniach pośrednich obraz też będzie miał mniej lub bardziej "pośrednią" charakterystykę - każdy może sobie dopasować względem upodobań. Pokrętło nie obraca się zbyt swobodnie. Nie należy więc przesadzać z siłą i nie próbować ruszyć go na siłę - gdy np. znajdzie się na krańcu zakresu.

Obserwacje za pomocą takich teleskopów są proste. Wystarczy umieścić okular w kątówce i wycelować teleskop w Słońce (Dotyczy to tylko opisywanych teleskopów Lunt. Inne teleskopy to co innego!). Jeżeli mamy wersję Delux z szukaczem to na tylnej ściance szukacza powinna pojawić się kropka gdy teleskop będzie celował w pobliże naszej gwiazdy. Ustawiamy plamkę pośrodku - co da Słońce w zasię pola widzenia teleskopu. Jeżeli nie mamy szukacza celujemy ręcznie w miejsce gdzie znajduje się Słońce patrząc przez okular umieszczony w kątówce. Gdy tylko zauważymy Słońce w polu widzenia blokujemy osie i przystępujemy do obserwacji :) Na początku obraz pewnie będzie nieostry, ale Słońce i tak powinno być wyraźnie widoczne jako czerwona kulka.

Ostrzenie odbywa się za pomocą wyciągu helikalnego. Jeżeli okular ostrzy dość wysoko to możemy nieco wysunąć go z uchwytu okularowego (powoli wyciągaj okular i obserwuj obraz - czy nabiera ostrości... jak nie to musisz go opuścić niżej wyciągiem helikalnym).

Astrofotografia Słońca w H-alpha

Wizualnie Słońce jest pięknie czerwone. Fotograficznie, szczególnie dla dedykowanych monochromatycznych kamerek planetarnych/Księżycowych/Słonecznych będzie bardzo bardzo jasne. Tak więc stosujemy zazwyczaj najniższy gain i bardzo krótkie ekspozycje. Dość dobrze sprawdzają się także kamery DSowe (np. te z matrycami Sony). Nie potrzeba żadnych dodatkowych filtrów, choć kamery, które nie mają odpowiednio krótkich czasów ekspozycji mogą potrzebować filtra ND (niezbyt silnego) by przyciemnić obraz na tyle by zlikwidować przepalenie obrazu.

W przypadku Lunta 35mm problemem było wyostrzenie kamer - punt ostrości wypadał zbyt nisko by dało się wyostrzyć z DMK21AU618, Chameleonem, czy Atikiem 314L+. Rozwiązanie to soczewka Barlowa, która podbije punkt ostrości w górę (jak i zwiększy ogniskową). Ja użyłem Barlowa GSO 2x 1,25", którego soczewkę można wkręcać także w nosy 1,25" - wtedy działa z nieco mniejszą siłą i też pozwala wyostrzyć obraz w Luncie. Dla większości kamerek planetarnych rozwiązaniem powinien być też nos 1,25” pozbawiony kołnierza na jego końcu – co umożliwia wsunięcie go głębiej. Takie nosy oferują niektóre sklepy ze sprzętem astro.

Jak widać nos Atika nie jest do końca wsunięty do kątówki - punkt ostrości wypada nieco wyżej niż maksymalny wysuw helikalnego wyciągu. W tym przypadku wysunąłem wyciąg prawie na maksimum (ale nie całkiem) po czym obserwując obraz z kamery wysuwałem ją z kątówki aż obraz nabierze ostrości. Wtedy unieruchamiałem ją śrubą wyciągu. Precyzyjne ostrzenie wykonywałem za pomocą wyciągu. Należy jednak zwrócić uwagę na kable - nie da się za bardzo obracać kamerą w tym wyciągu bo kable zaczną się skręcać. Dlatego warto dobrze złapać ostrość przy ustawianiu wysokości kamery.

Przy stackowaniu klipów AVI bardzo dobrze sprawuje się Registax 5.1 - jeżeli wybierzemy duży obszar na tarczy, który program będzie poprawnie śledził.

Podsumowanie

Fotografia Słońca jest dość przyjemna, gdyż nie trzeba fotografować w środku nocy. Mając do dyspozycji mały teleskop słoneczny H-alpha codziennie możemy obserwować i fotografować różne struktury na tarczy Słońca. W przypadku białego światła możemy podziwiać i fotografować plamy słoneczne, choć będzie to trudniejsze ze względu na wpływ turbulencji powietrza na obraz.

RkBlog

[Książka] Astrofotografia planetarna, 4 February 2021