Fotografowanie Wenus

16 September 2010 Comments

Wenus pokryta grubymi chmurami w teleskopach wizualnie nie ukazuje szczegółów powierzchni, czy zachmurzenia. Dysponując jednak kamerą CCD i odpowiednimi filtrami można uzyskać fotografie przedstawiające pasma chmur, czy nawet powierzchnię planety.

Ultrafiolet

Fotografowanie szczegółów Wenus polega na wykorzystywaniu wąskich "okien" w widmie planety. Podstawowym pasmem do fotografii Wenus jest ultrafiolet. W paśmie tym można uzyskać wysoki kontrast zachmurzenia w górnych warstwach atmosfery. Dostępne są na rynku gotowe filtry Baadera (U-Filter), jak i Astrodona (UVenus). Są dość drogie, ale cechują się wysoką transmisją ultrafioletu i blokadą podczerwieni (choć Baader miał z tym problemy i obecnie stosuje się najczęściej Astrodona). Tańsze rozwiązania to tzw. filtry przemysłowe Hoya lub Shott. Są znacznie tańsze od Baadera, czy Astrodona, lecz zazwyczaj mają mniejszą transmisję i przepuszczają część podczerwieni. Wymusza to łączenie ich z filtrami odcinającymi podczerwień (ale nie ultrafiolet!), co nie jest łatwe. Najtańszym rozwiązaniem jest fioletowy barwny filtr - Wratten #47 (w ofercie Antaresa, GSO, Lumicona i innych producentów). Wymaga on dodatkowo filtru odcinającego podczerwień, lecz kosztuje niewiele, tak jak inne filtry barwne. Niestety przepuszcza on mniej ultrafioletu niż wcześniej wymienione filtry. Do blokowania podczerwieni można wykorzystać filtr Schott BG39, niebieskie addytywne filtry przemysłowe nie posiadające blokady na ultrafiolet i podobne.

Fotografia w ultrafiolecie nie jest łatwa. Pasmo to jest silnie zniekształcane przez atmosferę. Dodatkowo ultrafiolet ulega częściowe absorpcji w szkle, przez co teleskopy refrakcyjne (refraktory, SCT, Maki itp.) mają mniejszą wydajność. Także "szklane" Barlowy mogą obniżyć transmisję ultrafioletu do kamery. Rozwiązaniem dla wymagających są Barlowy z soczewkami wykonanymi z topionej krzemionki (fused silica), albo kamery o małych pikselach nie wymagające stosowania Barlowów z ciemnymi teleskopami.

Fotografia Wenus wykonana za pomocą filtra Wratten #47 z odciętą podczerwienią.

Niewielki przeciek w podczerwieni zaświetla obraz z ultrafioletu dlatego tak ważne jest blokowanie podczerwieni w filtrach UV

Podczerwień

Drugie okno mogące ukazać jakieś struktury chmur to podczerwień. Im dalej w pasmo podczerwieni tym lepiej, tak więc najlepszymi filtrami mogą okazać się filtry takie jak Astronomik Pro Planet 807, czy "przemysłowe" filtry Shotta RG-1000 i podobne. Nie są drogie, a podczerwień w znacznie mniejszym stopniu ulega refrakcji w atmosferze. Jedyny minus to taki iż podczerwień nie da takiego kontrastu i szczegółów jak pasmo ultrafioletu. Filtry przepuszczające pasmo tzw. bliskiej podczerwieni (od około 900 - 1000 nm) jak RG-1000 mogą ukazać najwięcej, lecz te długości fali to już kraniec czułości matryc CCD - możemy liczyć na co najwyżej kilka procent QE. Na szczęście Wenu jest bardzo jasna i pozwala na fotografię w obszarze 1000 nm bez większych wymagań co do sprzętu.

Najczęściej stosowane barwne fotografie Wenus łączą pasmo ultrafioletu i podczerwieni w sztucznych barwach RGB, zazwyczaj z syntetycznym kanałem "zielonym" (np. połączenie obu fotografii).

Fotografie Wenus wykonane za pomocą filtra Wratten #47 z odciętą podczerwienią oraz filtra podczerwonego, połączone w barwną fotografię w fałszywych kolorach. Autor: Emil Kraaikamp.

Nocna strona Wenus

Mało znaną kartą w astrofotografii Wenus jest fotografia jej powierzchni po nocnej nieoświetlonej stronie. By było to możliwe niebo powinno być jak najbardziej ciemne, a Wenus w jak najmniejszej fazie. Potrzebujemy także filtr przepuszczający bliską podczerwień - pasmo o długości fali 1010 nm. Bardzo tani jest wspomniany wcześniej "przemysłowy" filtr RG-1000. Niektórzy mający duże wymagania stosują lepsze filtry odcinające więcej zbędnego światła przed 1010 nm jak Asahi Spectra longpass 990 nm, czy filtry wąskopasmowe. Niestety są to drogie filtry (od 150 Euro w górę). Przyda się także czuła monochromatyczna kamera, najlepiej chłodzona. Ekspozycje są znacznie dłuższe (np. około sekundy), a dzienna strona Wenus ulega dużemy prześwietleniu (co utrudnia fotografowanie nocnej strony przy dużej fazie planety).

Pasmo 1010 nm jako jedno z nielicznych (także 1100, 1180 nm oraz dwa słabsze przy 850 i 900 nm) zawiera emisję z powierzchni planety, lub z nisko położonych chmur. Jest to emisja termiczna wynikająca z wysokich temperatur panujących na powierzchni. Dwutlenek węgla absorbuje promieniowanie planety poza tymi oknami (efekt cieplarniany).

Czarny - emisja termiczna z powierzchni (pik przy 1010 nm), pomarańczowy - transmisja filtru RG-1000, czerwony - transmisja filtru Asahi Spectra longpass 990 nm. Filtr Asahi oferuje większą transmisję światła w paśmie 1010 nm, jak i lepsze ostrzejsze odcięcie krótszych długości fali. Koszt RG-1000 to około 15-20 Euro, a Asahi 990 longpass około 150 Euro.

Fotografie powierzchni na nocnej stronie Wenus wykonane przez Daniele Gasparri.

Praktycznie niewykorzystane przez amatorów są pasma emisji cząsteczkowego i atomowego tlenu z nocnej strony. Emisje te występują odpowiednio przy 550-555 i 558 nm. Ich wykorzystanie wymagałoby wąskopasmowego filtry np. 555 nm o 10 nm długości połowy piku. Takie filtry przemysłowe są dość drogie, a możliwości astrofotografii amatorskim sprzętem nie zbadane do końca.

Przegląd filtrów

Z typowych filtów astronomicznych możemy wykorzystać kilka:

Astronomik Pro Planet 807 - filtr przepuszczający podczerwień. Cena około 150 PLN. Pro Planet 742 też powinien być w miarę dobry.
Baader U-Filter - filtr przepuszczający ultrafiolet, cena około 600 PLN
Astrodon U-Venus - filtr przepuszczający ultrafiolet, cena ponad 600 PLN

Można także wykorzystać filtry "przemysłowe" Hoya, czy Shott. Zazwyczaj dostępne są one w średnicy 25 mm. Jako oprawy takich filtrów mogą posłużyć plastikowe oprawy tanich filtrów księżycowych SkyWatchera/Celestrona (filtry mogą wymagać dopasowania). Mamy większy wybór filtrów, choć te wąskopasmowe będą dość drogie. Jako filtr UV można wykorzystać Hoya-340/360/380, a do bliskiej podczerwieni Schott RG-1000. Są też dostępne wąskopasmowe filtry różnych producentów. Filtry przemysłowe/naukowe można zamówić m.in. na:

RG-1000 oraz Hoya-340 w oprawach 1,25"

W Sieci

RkBlog

Astrofotografia planetarna, 16 September 2010