RkBlog

Hardware, programming and astronomy tutorials and reviews.

Wprowadzenie do astrofotografii planetarnej

Na wstępie

Fotografowanie planet, czy Księżyca to dość nietypowe hobby. Można zadać sobie pytanie dlaczego to robić? Jaki jest sens zarywania nocy by coś sfotografować?

Nocne niebo ciekawiło mnie od dawna. W czasach licealnych pamiętam jak w zimowe wieczory na niebie skrzyły się liczne gwiazdy. Byłem ciekawy co dokładnie widzę i pewnego razu udało mi się trafić na gazetę komputerową zawierającą na CD różne astronomiczne aplikacje (mapy nieba i temu podobne). Wtedy okazało się że te najjaśniejsze gwiazdy, które widziałem to były planety – Jowisz, a później także Saturn. Zainteresowałem się trochę tematem, trochę poszukałem w młodym internecie informacji na temat planet, misji NASA i tak to jakoś się zatrzymało.

Zdjęcie Jowisza wykonane amatorskim sprzętem z balkonu

Zdjęcie Jowisza wykonane amatorskim sprzętem z balkonu

Mniej więcej po ukończeniu studiów moje „praktyczne” zainteresowanie nocnym niebem odżyło, gdy zobaczyłem że z balkonu wynajmowanego przeze mnie mieszkania całkiem dobrze widać niebo, a na nim gwiazdy. Raz wczesnym ranem na wschodzie zauważyłem bardzo jasną gwiazdę. Sprawdzając ją na mapie nieba w programie Stellarium okazało się że była to Wenus - „bliźniacza” planeta Ziemi.

Tak więc mając możliwości postanowiłem kupić pierwszy teleskop. Był to dość popularny sześciocalowy teleskop Newtona. Gdy pierwszy raz skierowałem go w stronę Jowisza ujrzałem małą tarczę planety i jej księżyce. Wyglądało to tak jak na komputerowej mapie nieba, ale był to obraz na żywo – obraz planety znajdującej się miliony kilometrów od Ziemi. To co do tej pory widziałem na zdjęciach NASA zobaczyłem na własne oczy.

Nieco później w zasięg nieba z mojego balkonu wszedł Saturn – planeta znana ze swoich pięknych pierścieni. Także i dla tej planety widok był jedyny w swoim rodzaju. To nie było coś co da się zobaczyć od tak każdego dnia. Był to bardzo odległy malowniczy, ale i zarazem tajemniczy świat.

Planety, mimo iż są powszechnie znane i dobrze widoczne na niebie zawsze potrafią zaskoczyć. Profesjonalne obserwatoria nie mają czasu monitorować tego co dzieje się na obecnie widocznych planetach więc to amatorom-miłośnikom pozostaje przyglądanie się tym światom.

Obserwując Jowisza można natrafić na moment, w którym trafi w niego jakaś mała asteroida, czy inny skalny odłamek. Potężna grawitacja planety ściąga je na kurs kolizyjny i od czasu do czasu dochodzi do zderzeń. Kilka lat temu słynny fotograf planet Anthony Wesley nieoczekiwanie na swojej fotografii uwiecznił ciemny ślad w atmosferze Jowisza powstały po trafieniu asteroidy. Kilkadziesiąt godzin później szereg profesjonalnych teleskopów (z teleskopem Hubbla włącznie) fotografowało Jowisza by zbadać właśnie to miejsce trafienia.

Amatorska fotografia krateru „Kopernik” na Księżycu

Amatorska fotografia krateru „Kopernik” na Księżycu

Ale to jeszcze nie koniec. W 2010 amatorzy uchwycili na żywo dwa mniejsze trafienia w Jowisza. Jawiły się one jako trwające nieco ponad sekundę małe rozbłyski na tarczy planety. Także i w tym przypadku sięgnięto po największe teleskopy by zbadać miejsca, w których doszło do tych zderzeń.

Praktycznie każda planeta potrafi zaskakiwać. Atmosfera Jowisza podlega tak szybkim (i zazwyczaj zaskakującym) zmianom, że co roku wygląda inaczej. Na Saturnie kilka lat temu szalała „Smocza Burza”. Była tak ogromna że objęła cały pas planety. Dzięki zdjęciom amatorów sonda Cassini orbitująca wokół tej planety mogła precyzyjnie celować swoimi kamerami w wybrane miejsca burzy.

Magia tajemniczości i nieprzewidywalności kosmosu wciąga. W sieci znalazłem ogromną ilość zdjęć planet wykonanych przez miłośników takich jak ja. Jako że fotografie te były przepiękne i pokazywały liczne szczegóły fotografowanych planet też postanowiłem spróbować. Po przejrzeniu czym i jak fotografują inni kupiłem mój pierwszy zestaw do fotografii planet.... i tak to się zaczęło. Za każdym razem gdy wychodzę na balkon fotografować jakąś planetę, czy Księżyc nie wiem co dokładnie sfotografuję. Zawsze jest pewien element tajemnicy, który można rozwiać obserwując później wykonane zdjęcia.

Zdjęcie plamy słonecznej wykonane amatorskim teleskopem wyposażonym w folię do obserwacji Słońca

Zdjęcie plamy słonecznej wykonane amatorskim teleskopem wyposażonym w folię do obserwacji Słońca

Mimo iż fotografia nocnego nieba nie jest popularna, czy też powszechnie znana spróbować może każdy. Niesamowita przygoda gwarantowana, a i ceny sprzętu można dopasować pod praktycznie każdą kieszeń.

Jakie to proste

Do pierwszych prób nie potrzebujemy nic więcej niż zwykły aparat (i ew. jakiś statyw, czy stabilne oparcie dla aparatu). Wieczorem, czy też w nocy gdy Księżyc świeci na niebie wystarczy zwykły aparat by go sfotografować.

Pierwsza fotografia Księżyca zapewne skończy się wielką kulą światła na zdjęciu. Księżyc jest jasny, ale wokół niego panuje kosmiczny mrok. Aparaty nie są zazwyczaj na tyle mądre by poprawnie ustawić czas ekspozycji, czy ostrość więc w efekcie uzyskujemy efekt jak na zdjęciu poniżej.

Księżyc sfotografowany zwykłym aparatem. Automatyczne ustawienia spowodowały jego prześwietlenie

Księżyc sfotografowany zwykłym aparatem. Automatyczne ustawienia spowodowały jego prześwietlenie

By zrobić zdjęcie Księżyca, które będzie wyglądało na zdjęcie Księżyca musimy włączyć tryb „manualny”, w którym sami ustawiamy czas ekspozycji (zmniejszamy aż Księżyc przestanie być przepalony) i ostrość (ustawiamy ostrość patrząc na np. jego krawędzie). Jako że modeli aparatów jest bardzo dużo nie ma gotowego przepisu dla wszystkich. Musisz popróbować sam.

Nawet mały obiektyw jest w stanie sfotografować naszego satelitę. Takie zdjęcie widzimy poniżej. Dysponując np. teleobiektywem i statywem (lub innym stabilnym oparciem dla aparatu) możemy sfotografować Księżyc w znacznie większej rozdzielczości. Zasady są te same.

Zdjęcie Księżyca zrobione z ręcznymi ustawieniami aparatu

Zdjęcie Księżyca zrobione z ręcznymi ustawieniami aparatu

Planety są wokół nas

Nawet w środku Warszawy można dostrzec planety. Wystarczy popatrzeć w niebo. Poniżej zdjęcie Wenus i Jowisza zrobione zwykłą lustrzanką. Planety te są tak jasne że bez problemu widać je nawet na niebie w środku miasta. Co prawda to tylko świetlne punkciki – ale zawsze – to jest planeta.

Wenus i Jowisz na nocnym niebie w Warszawie

Wenus i Jowisz na nocnym niebie w Warszawie

Żeby było ciekawiej to na pierwszym zdjęciu, z prześwietlonym Księżycem widać także Saturna. Zółtawa kropka obok górnej krawędzi zdjęcia to właśnie Saturn.

Żeby fotografować Księżyc i planety w pełnej okazałości będziemy potrzebować teleskopu i odpowiedniej „planetarnej” kamerki – i właśnie o tym opowie Ci ta książka. Zanim jednak wskoczymy do fotografowania musimy zająć się niebem – skąd mamy wiedzieć gdzie w danej chwili na niebie jest dana planeta? Jak ją znaleźć? Pomagają w tym programy-planetaria prezentujące mapę nocnego nieba.

Niebo w komputerze

Ilość gwiazd na nocnym niebie może przytłaczać swoją niezliczonością. Mimo wszystko da się łatwo nawigować po takim niebie. Na komputerze, czy na tablecie możemy zainstalować darmowy program Stellarium, który pokazuje bieżącą mapę nieba. Zobaczymy czy i gdzie widoczna jest dana planeta, czy Księżyc (planety jak i Księżyc wędrują po niebie i nie zawsze są widoczne).

Mapa nocnego nieba w Stellarium. Na wschodzie widać Jowisza, Wenus i wschodzący Księżyc.

Mapa nocnego nieba w Stellarium. Na wschodzie widać Jowisza, Wenus i wschodzący Księżyc.

Poradnik – Instalacja programu Stellarium na komputerze

Program Stellarium jest darmowy i możemy zainstalować go na praktycznie dowolnym komputerze. Dostępna jest wersja dla MS Windows, Apple OSX, czy dla Linuksa.

By zainstalować Stellarium dla MS Windows, czy OSX pobierz pasującą wersję ze strony http://stellarium.org – lista wersji powinna znajdować się na górze strony. Uruchom pobrany plik i zainstaluj program (poprzez standardowy instalator)

W przypadku Linuksa Stellarium zapewne znajdziemy w repozytorium. Uruchom program do instalowania/zarządzania aplikacjami (różny w różnych dystrybucjach, np. „Centrum Oprogramowania” dla Ubuntu) wyszukaj i zainstaluj pakiet ze Stellarium.

Poradnik – Obsługa Stellarium

Uruchom program Stellarium. Aplikacja uruchomi się na całym ekranie. Zobaczysz mniej więcej coś takiego:

Interfejs programu Stellarium

Interfejs programu Stellarium

Aby wyjść z trybu pełnoekranowego możesz wcisnąć klawisz F11 (i ponownie by wrócić do trybu pełnoekranowego. Aplikację można zamknąć za pomocą kombinacji CTRL+Q. Obie opcje są umieszczone też na dolnej belce z ikonami.

Oto jak poruszać się po mapie:

  • By przesunąć widoczny fragment mapy najedź kursorem na mapę (np. na jej środek) i wciśnij lewy przycisk myszy. Trzymając wciśnięty przycisk możesz przesuwać mapę ruszając myszką

  • By powiększyć lub pomniejszyć skalę obrazu możesz użyć rolki myszy

W dolnym lewym rogu będą dwie listwy z ikonami. Lewa zawiera ustawienia programu, dolna – elementy obsługujące mapę. Po lewej stronie od góry mamy:

  • Okno lokalizacji – możemy wybrać miejsce, z którego obserwujemy niebo

  • Okno daty i czasu – możemy ustawić dowolną datę i czas – np. do planowania przyszłych obserwacji.

  • Okno ustawień widoku i nieba – w tej zakładce możemy ustawiać ilość widocznych gwiazd, obiektów głębokiego nieba (mgławic) i planet. Im większy zakres wybierzemy tym ciemniejsze obiekty będą widoczne. W zakładce „krajobraz” możemy zmienić krajobraz powierzchni rysowany na horyzoncie.

  • Okno wyszukiwania – możemy wyszukać obiekt po jego nazwie lub oznaczeniu katalogowym (dla np. obiektów głębokiego nieba – mgławic, galaktyk)

  • Okno konfiguracji – tutaj możemy konfigurować i włączać dodatkowe wtyczki aplikacji. Dla samego przeglądania nieba nie trzeba nic dodatkowo uruchamiać

Na dolnej belce mamy opcje takie jak (od końca):

  • Przycisk zamykający aplikację („Zakończ”)

  • Cztery przyciski do kontroli upływu czas

  • Przycisk „wyśrodkuj na wybranym obiekcie” - ustawia zaznaczony kursorem myszy obiekt na środku ekranu i śledzi go wraz z upływem czasu.

  • Przycisk „przełącz między montażem paralaktycznym a azymutalnym” - włączenie tego przycisku da nam widok i sposób śledzenia obiektu jaki dostaniemy używając montażu paralaktycznego (o montażach w dalszej części książki). Przydatne czasami przy planowaniu obserwacji.

  • Przyciski widoczności planet oraz obiektów głębokiego nieba

  • Przyciski widoczności horyzontu, atmosfery

  • Przyciski rysujące siatki azymutalne i równikowe

  • Przyciski rysujące gwiazdozbiory

Obsługa programu nie jest trudna, wystarczy chwila na oswojenie się z nawigacją i wszystkimi opcjami.

Jeżeli nie orientujesz się gdzie jest wschód, a gdzie zachód na twoim miejscu obserwacyjnym możesz wspomóc się kompasem, lub też wykorzystać obecność Księżyca, czy charakterystycznych jasnych gwiazd by po ich położeniu zorientować się na którą część nieba patrzysz.

Co dalej?

Po tym wstępie wiemy już że planety są widoczne na naszym nocnym niebie. Potrafimy nawet zrobić zdjęcie Księżycowi, czy planetom za pomocą aparatu. Księżyc będzie jednak mały, a planety w postaci jasnych kropek. Jak z kropek przejść do ładnych pełnych detali fotografii? Trzeba przeczytać tą książkę – to na pewno ;)

Fotografowanie planet, Księżyca, czy z odpowiednim sprzętem Słońca to zupełnie inna fotografia niż ta z użyciem aparatu. Przygotuj się więc na coś zupełnie innego, choć wcale nie trudnego. Najprościej różnice zobrazować poniższymi dwoma zdjęciami:

Fotografia anteny (tej obok drzewa) wykonana lustrzanką

Fotografia anteny (tej obok drzewa) wykonana lustrzanką

Fotografia tej samej anteny wykonana zestawem do fotografowania planet.

Fotografia tej samej anteny wykonana zestawem do fotografowania planet.

Jak widzisz różnica w skali jest ogromna. By sfotografować planetę, czy Księżyc stosuje się dość duże teleskopy pozwalające uzyskać bardzo dużą skalę (niejako – powiększenie) obrazu. Mimo tak dużej skali planeta zmieści się nawet na małej matrycy kamery, czy też webcama (nie da się np. zrobić ogromnego zdjęcia lustrzanką – teleskop musiałby być ogromny by to umożliwić). Stosując porównanie – fotografia planet to jak fotografowanie śrubek na odległej antenie.

W tej książce zaprezentuję sprzęt, metody fotografii i obróbki obrazu – wszystko co potrzebne jest do uzyskania dobrych zdjęć obiektów Układu Słonecznego. Jesteś gotowy?

Księżyc sfotografowany z pomocą niedużego 65mm refraktora

Księżyc sfotografowany z pomocą niedużego 65mm refraktora

Krater Arystarch na Księżycu sfotografowany z pomocą dużego, 280 mm teleskopu konstrukcji SCT

Krater Arystarch na Księżycu sfotografowany z pomocą dużego, 280 mm teleskopu konstrukcji SCT

RkBlog

[Książka] Astrofotografia planetarna, 4 February 2021, Piotr Maliński

Comment article