Как подключить камеру к телескопу

Путь чайника в астрофото. Часть 1 — Оборудование

Без преувеличения можно сказать, что астрофотография — один из самых технически сложных разделов фотографии. Сложности состоят не только в некоторой удаленности объектов наблюдений, но и в различных моментах организационного характера.

Астрономия как хобби интересовала меня давно, и наконец появилась практическая возможность попробовать себя в этом деле. Количество граблей на этом пути можно пересчитать десятком, и возможно подобная статья убережет новичков от ненужных трат.
«Как это работает», подробности под катом.

Выбор телескопа

Монтировка

Если говорить сильно упрощенно, то телескопы бывают 3х разновидностей, в зависимости от типа используемой монтировки. Ведь как давно было сказано еще Галилеем, все-таки Земля вертится, и телескоп должен поворачиваться вслед за звездами на небосводе. Поэтому монтировка — это не менее важная часть телескопа, чем собственно оптическая труба.
Итак, есть 3 типа монтировок:

— Экваториальная монтировка

Самый правильный тип монтировки применительно к астрофото. Ось монтировки направлена в направлении Полярной звезды (ось вращения земли), таким образом в идеале телескоп вращается «синхронно» с небом. «В идеале», т.к. в реальности механика неидеальна, да и наведение на полярную звезду тоже, в общем тут зарыты грабли N1, которые решаются во-первых, покупкой хорошей монтировки (около 1000$) и опционально, дополнительной гидирующей камеры, более точно удерживающей звезду в центре (200-300$). Еще могут понадобиться всякие крепежи и прочие железяки, которые в комплекте с телескопом не идут, но весьма прилично стоят.

Грабли N2 — как можно видеть из фото, монтировка достаточно громоздкая и тяжелая, помимо телескопа есть еще и противовесы, суммарный вес конструкции может быть 20-30кг.

— Альт-азимутальная монтировка

Данный тип монтировки полегче и попроще, требует меньше места и в целом весьма неплох. Однако как нетрудно догадаться, наблюдатель проигрывает в качестве, в частности из-за того что ось телескопа вращается несинхронно с осью земли, имеет место так называемое «вращение поля», из-за чего длинные выдержки невозможны. Это грабли N3.

Впрочем для коротких выдержек это не так уж критично, а при желании можно докупить так называемый «экваториальный клин». При помощи него азимутальная монтировка по сути превращается в экваториальную, а телескоп будет стоять раскорякой примерно так:

Цена этого клина около 300$, что есть грабли N4, так что имхо оно того не стоит — если ставить целью делать качественные фото, проще купить экваториальную монтировку сразу, чем делать такой сомнительный апгрейд.

В моем случае, все было решено за меня — экваториальная монтировка банально не помещается на моем балконе, так что выбора в общем-то и не было, пришлось брать альт-азимутальную.

— Монтировка Добсона

Самый простой и дешевый тип монтировок. Для астрофото по большому счету не подходит вообще, кроме Луны и планет. Сейчас есть компьютеризированные монтировки Добсона с электромоторами, однако их цена совсем немалая, и смысла в этом для астрофото в общем, нет.

Однако, плюс монтировки Добсона в ее дешевизне — например, за ту же цену можно купить 125мм телескоп с электроникой, или 200мм телескоп на монтировке Добсона. Очевидно, что второй покажет гораздо больше. В общем, если денег мало то об этом тоже можно подумать.

Апертура (диаметр объектива)

По большому счету, для астрофотографии апертура не так уж критична — в отличие от глаза, камера может накапливать свет. Но ведь в телескоп хочется еще и смотреть, так что этот параметр весьма важен. Все зависит исключительно от цены и финансовых возможностей покупающего. Примерно, можно выделить несколько вариантов:
— до 120мм: по сути больше игрушка, в которую кое что можно посмотреть, но выбор объектов будет сильно ограничен. Цена вопроса до 600$.
— 120-160мм: средний уровень, вполне пригодный как для начала, так и для дальнейшего «роста». Цена вопроса 600-1200$.
— 200мм и выше: для сильно продвинутых любителей, тут уже встают вопросы как цены так и габаритов.

В целом, тут есть грабли N5 — это масса и габариты телескопа. Можно купить просто отличный телескоп массой 30кг, и желание выносить его на улицу отпадет на 3й раз наблюдений. Телескоп с диаметром 5-8″ вполне неплохой компромисс для начала, позволяющий с одной стороны, много чего увидеть, с другой стороны, это не так уж напряжно в плане габаритов и цены.

Разумеется, есть другие параметры, такие как оптическая схема, светосила, фокусное расстояние, но все в целом не описать в одной статье.

В моем случае, исходя из требования компактности, был приобретен телескоп Celestron Nexstar 6″.

Выбор камеры

Когда-то давно, лет 5-10 назад, любители астрономии ставили на телескопы цифромыльницы через переходники и переделывали веб-камеры. Сейчас это стало неактуально, появились более-менее готовые решения, основных производителей любительских камер два: QHY и ZWO. Камера подсоединяется к телескопу вместо окуляра, в качестве интерфейса используется USB2 или USB3.

Как и в любой другой фототехнике, цена здесь зависит от размера матрицы и количества мегапикселов. Еще камеры бывают монохромные и цветные, модели с охлаждением и без. Примерная цена вопроса — от 200$ до 2000$, более-менее средней ценой для любителя можно считать 400-500$: за эти деньги можно купить камеру с разрешением 2-6МПкс и выдержками до 1000с. Больше в принципе и не надо, даже такие параметры не обеспечит телескоп среднего ценового диапазона.

Если в наличии есть DSLR камера со сменной оптикой, то можно использовать и ее, докупив соответствующий адаптер.

Выбор ноутбука

Как упоминалось выше, астрономические фотокамеры в основном, подключаются по USB. Камера пересылает на компьютер несжатый видеопоток (сжатие здесь неуместно, т.к. мы хотим рассматривать детали объектов а не артефакты mpeg). Так что желателен ноутбук с USB3.0 и достаточным местом на диске (1 минута несжатого видео занимает около гигабайта).

Выбор места наблюдений

Для всей любительской астрономии это самый сложный момент. По большому счету, слабых звезд в городах уже давно не видно, как писали здесь же на geektimes, выросло поколение людей, не видевших Млечный Путь (я сам его первый раз увидел лет в 25). В общем, это грабли N6 — в городе телескоп покажет от силы на 10% своих возможностей. В идеале, чтобы увидеть темное небо, в случае Москвы или Питера, надо отъехать километров на 80. Более точно можно узнать, посмотрев на сайте свое местоположение на сайте www.lightpollutionmap.info. Конечно, мотаться каждую ясную ночь на 80км никто не будет, так что остается смириться с тем что есть, и выбирать из доступных вариантов. Счастливые владельцы личного дома могут наблюдать на заднем дворе, это самый лучший вариант, для остальных остается либо дача, либо балкон (экстрим типа выноса оборудования суммарной ценой 2500$ на уличный двор я не рассматриваю).

В случае наблюдений на балконе имеют место грабли N7 — это тепловые потоки от здания. В холодное время года теплый воздух из окон поднимается вверх, и заметно «мылит» изображение. Это не видно глазом, но при увеличении 100-200х атмосфера уже критично влияет на качество.
При большом увеличении звезда может быть видна примерно так:

Youtube видео

Что как видно, сильно отличается от изображения звезды в Stellarium. К счастью, для фотографии это не так уж критично, т.к. софт позволяет отбирать лучшие кадры из длинной серии.

Что наблюдать?

Всего для астрономических наблюдений/фотографий доступны следующие объекты:
— Луна и Солнце (обязательно с фильтром)
— планеты
— туманности и галактики
Если говорить про наблюдения из города, то наблюдателю доступны по сути, первые 2 пункта (из туманностей видны только наиболее яркие). Исходя из этого, в моем случае был сделан выбор в пользу «планетного» телескопа, с большим увеличением но небольшой светосилой.

Заключение

На этом краткий обзор «железа», необходимого для астрофото, можно закончить. Как можно видеть, не все просто, и нюансов здесь много, как для кошелька, так и для вопросов «что выбрать», так и для организационных моментов.

О софте для фотосъемки и обработке результатов будет рассказано в следующей части.

PS: Сразу хочется ответить на вопрос, который наверняка последует — «зачем это надо». В общем-то ответ прост — просто потому что интересно. Разумеется, никакой научной, общемировой или высокохудожественной ценности большинство любительских наблюдений и фотографий не имеют. Даже с 14″ телескопом не получить фото лучше чем это делают проф.обсерватории в Чили. Однако как хобби, это ничем не «хуже» дайвинга, катания на лыжах или собирания марок. К тому же, изучение технологий обработки изображений также весьма интересно, и может пригодиться и в других областях.

Как снимать через телескоп

Фотокамера (зеркалка, системная камера или даже компакт) соединяется с телескопом практически так же, как с обычной фотооптикой.

Как подобрать телескоп Можно ли подключить компакт/системную камеру Вы когда-нибудь пробовали сфотографировать Луну или звездное небо? Если вы при этом использовали обычный фотоаппарат с небольшим зумом или камеру мобильного устройства, то снимок, скорее всего, получился менее впечатляющим, чем изображение, видимое невооруженным глазом. Про то, чтобы снимать скопления звезд или галактики и речи не идет. Все дело в объективе. Как подобрать телескоп Идеальные объективы для фотосъемки небесных тел – это телескопы. Они обладают подходящими фокусными расстояниями и сконструированы так, чтобы вносить минимум искажений. Любительские телескопы различаются, прежде всего, оптической системой и фокусным расстоянием. Для фотографии подойдет любая из систем: зеркальная (рефлектор), линзовая (рефрактор) и зеркально-линзовая. Последняя предпочтительнее: телескоп с такой конструкцией компактен, дает изображение хорошего качества, в нем присутствуют элементы для устранения явных дефектов картинки вроде хроматических аберраций. По зеркально-линзовой оптической системе сделаны некоторые фотообъективы с фокусными расстояниями 500 и 1000 мм. По-своему хороши и рефлекторы: это самая простая из всех конструкций. Она вообще не содержит линз, чем обусловлены, с одной стороны, минимальные искажения и светопотери, а с другой – относительно низкая цена. Свойство зеркального телескопа «переворачивать» изображение в случае астрофотографии не будет проблемой. От фокусного расстояния зависит масштаб изображения, которое вы получите на снимке. Чем оно больше, тем выше кратность вашего «объектива». Если при наблюдении звезд увеличение корректируется окуляром, то в фотосъемке окуляр не участвует. Фокусные расстояния от 500 мм уже вполне подходят для астрофотографии. Телескопы с фокусными расстояниями от 1000 мм и более навести сложнее. Зато и фотографировать можно более далекие и незаметные объекты. Чем больше диаметр трубы телескопа, тем выше светосила «объектива». Для того чтобы сфотографировать часть луны, подойдет даже телескоп с апертурой около 50 мм. Большие значения диаметра позволят фотографировать менее яркие и контрастные объекты вроде туманностей и скоплений галактик. Желательно приобретать телескоп в комплекте с треногой-монтировкой. Многие фотографии небесных объектов делаются на длинных выдержках, а из-за вращения Земли выбранный участок неба постоянно будет смещаться относительно наблюдателя. Поэтому нелишним будет механизм отслеживания объекта. Данная функция имеется практически во всех компьютеризированных монтировках, даже самых простых. Иногда она реализуется при помощи электропривода, который устанавливается на механическую экваториальную монтировку и вращает телескоп вокруг выбранной оси. Азимутальная монтировка и тем более обычный фото- или видеоштатив не предназначены для длительного и равномерного ведения небесных тел. T-кольцо для зеркалок Canon Универсальный T-адаптер Конструкция в сборе Можно ли подключить компакт/системную камеру Системная камера или фотоаппарат со съемным объективом соединяются с телескопом практически так же, как с обычной фотооптикой. В общем случае понадобятся две недорогие детали: универсальный Т-адаптер для крепления к окулярному узлу (1,25 или 2 дюйма) и переходник на нужный байонет. Таким образом можно присоединить любую цифровую или пленочную камеру. С компактными камерами дело обстоит и сложнее, и проще одновременно. Переходники для них существуют, но при подборе важен не бренд фотоаппарата, а габариты. Вот почему выбирать адаптер лучше с камерой, учитывая, насколько далеко выдвигаются линзы при зумировании и фокусировке. Различных конструкций много, но наиболее удобна состоящая из площадки с винтом для камеры и регулируемого крепления на окулярный узел. Выводы Астрофотография способна зафиксировать то, чего не увидеть в телескоп глазами. Для нее требуется не так много оборудования. Фото Луны можно получить через окно собственной квартиры даже при минимальной подготовке. Для съемки более сложных и интересных объектов понадобится терпение, время, календари, прогноз погоды и поездки за город. Однако трудно придумать более интересный способ оторваться от суеты и получить необычные фотографии.

Опубликовано 17.03.2014

Как фотографировать звезды через телескоп

Не нужно быть профессионалом, чтобы сделать хороший снимок, важно лишь то, с чего и как вы его делаете. Астрофотография через телескоп — прямое тому доказательство. Если у вас есть телескоп, фотоаппарат и желание, естественно, то, как говорится, невозможное возможно!

Вначале астрофотографией занимались лишь в научно-исследовательских целях, но сейчас стали доступными и художественная либо любительская астрофотография. Из-за развития цифровой фотографии, процедура значительно упростилась, были созданы фотоаппараты со сверхчувствительной матрицей и мощными объективами с многократным увеличением.

Возможно, вам кажется, что это невозможно, но уверяю вас, это совсем не сложно. Для того чтобы добиться нужного результата, потребуется всего лишь выполнение технологии, терпение и использование нужного фотооборудования.

Как выбрать телескоп?

Телескоп используют не только как объект созерцания небесных тел, но и объект, с помощью которого можно сделать их фото. Важной особенностью его есть то, что вы увидите минимум искажений на фото. А за счет объединения кратного увеличения объектива камеры с телескопом вы увидите на фото то, что обычным глазом не заметно в поле зрения объектива телескопа.

Для фотографии подойдут все типы телескопов, для тех, кто не в курсе, их всего три (рефрактор – линзовый, рефлектор – зеркальный, катадиоптрический – зеркально-линзовый). Наиболее подходящим из них является третий вариант – зеркально-линзовый.

Он поможет сделать фото с наибольшей четкостью и насыщенностью цвета, изображение будет с минимально возможным количеством искажений. Благодаря технологическому прогрессу, нам доступны объективы, которые выполнены по оптической зеркально-линзовой системе с расстояниями фокуса 500 и 1000 мм.

Есть свои плюсы и у рефлекторов, поскольку они имеют зеркальный объектив, то меньше искажают картинку и имеют минимальную светопотерю. Также немаловажным плюсом будет и то, что они гораздо дешевле в цене. Не забываем о необычном свойстве данных телескопов, они переворачивают картинку, но для астрофотографии это совсем не страшно в отличие от наблюдения за космическим пространством.

Масштаб изображения напрямую зависит от фокусного расстояния, таким образом, чем больше фокусное расстояние, тем большим является кратность данного объектива. При наблюдении за звездами изображение регулируется окуляром, но, к сожалению, при съемке окуляр не задействован.

Вполне подходящим фокусным расстоянием для астрофотографии является 500 мм, а объекты с расстоянием 1000 мм и более куда сложнее отрегулировать, хотя и на фото вы сможете запечатлеть более дальние и незаметные космические объекты.

Главной характеристикой при выборе телескопа является диаметр его трубы, то есть – апертура. Чем больше апертура, тем больше возможность собрать поглощаемого света объективом телескопа и тем больше мы сможем увидеть. При диаметре объектива телескопа всего в 50 мм можно сделать неплохие снимки поверхности луны.

Какую же треногу-монтировку выбрать?

Снимки делают с большой выдержкой, которая может длиться от нескольких минут до нескольких часов. Но никто не отменял законов физики и того факта, что наша планета крутится вокруг своей оси. Из-за этого на фото могут возникать разводы или линии, можем наблюдать факт движения!

Именно поэтому практически во всех компьютеризированных монтировках есть такая функция, как отслеживание объекта исследования. Это не значит, что они очень дорогие или сложные в эксплуатации, данная функция есть даже в самых простых.

Иногда могут использовать экваториальную монтировку, на которую монтируют специальный электроприбор, с помощью которого происходит вращение телескопа по выбранной заранее оси. В свою очередь, азимутальная монтировка и фото штатив не предназначены для длительной съемки небесных тел.

Как подключать системную камеру к телескопу?

Системную камеру или фотоаппарат можно подключать к окуляру телескопа, крепится она так же просто, как и к любой другой фотооптике. Для того чтобы все работало, как нужно, нам понадобится всего две детали, это – универсальный Т-адаптер для возможности закрепить фотоаппарат к окулярному узлу и переходник на нужный байонет. Так можно прикрепить любую камеру со съемным объективом.

Таким образом, вы видите, что астрофотография через телескоп вполне реальна и достаточно доступна.

Читайте также на нашем оптическом сайте:

1. Снимки с телескопа Хаббл высокого разрешенияПока что наука не обладает устройством мощнее, чем космический телескоп Хаббл. Свое название он получил от физика-изобретателя Э. Хаббла. Снимки с телескопа Хаббл высокого разрешения создаются на определенном расстоянии от.
2. Вот где находится знаменитый телескоп ХабблВ апреле 2015 года легендарный телескоп, названый в честь Эдвина Хаббла (1889-1953), отметил свое двадцатипятилетие на околоземной орбите. Никто не скрывает, что за эти годы приходилось неоднократно «лечить» аппарат, восстанавливать.
3. Сколько стоит настоящий телескоп, в который можно наблюдать звездное небоКрасота ночного неба давно привлекает человека. Но обычному глазу недоступны объекты, которые легко можно разглядеть через специальный прибор – телескоп. Желающих любоваться звездным небом в домашних условиях становится все больше.
4. Какие бывают профессиональные телескопы и как они устроеныЭто специальные устройства, которые предназначены для наблюдения за небесными телами. Последнее время качественные модели стали доступны простым любителям. В зависимости от своих параметров, принципам получения изображения они подразделяются на любительские.

Айтишник на отдыхе: немного практики любительской астрофотографии

Увидев предыдущий пост «Айтишник на отдыхе: прибамбасы к телескопу», решил немного раскрыть тему астрофотографии при помощи телескопа и зеркальных камер. Я в этом деле абсолютный любитель, но, полагаю, мой скромный опыт может быть интересным.

Начало пути

Свой интерес к астрономии я возродил где-то лет 9-10 назад, когда на прилавках магазинов начали появляться доступные телескопы от Synta и Celestron. Первым телескопом для меня стал рефрактор Synta Skywatcher 70/900 на экваториальной монтировке EQ2 с мотором по прямому восхождению. Поглазев некоторое на ночное московское небо из окна квартиры и испытав абсолютно детский восторг при наблюдении Юпитера и его спутников было решено все это запечатлеть. Идея снимать на мыльницу, приложив ее к окуляру, мне не приглянулась, и я двинулся в сторону съемки в прямом фокусе телескопа – то есть когда камера установлена вместо окуляра. Вариантов камер для более менее качественной планетной съемки на тот момент было немного – Meade LPI, Celestron NexImage и вебкамера Philips. Стоимость камеры от Meade была существенно выше последних двух и, в итоге, я взял камеру от Celestron. В отличие от Филипса ее не надо было переделывать для крепления на стандартный окулярный узел любительского телескопа (1.25”).

Процесс планетной съемки достаточно простой – записывался видеоролик, который затем обрабатывался в программе Registax.

Дальнейшее развитие событий было стандартным для начинающего любителя астрономии – захотелось телескоп побольше. В итоге на ДР я сам себе подарил 8” (200мм) рефлектор Ньютона Celestron C8-N на экваториальной монтировке CG-5 с моторами по обеим осям.

Главный калибр

Исходя из характеристик (диаметр главного зеркала 200мм и фокусное расстояние 1000мм) основная направленность C8-N – объекты глубокого космоса (так называемые «дипскай»). На вебкамеру, коей, по сути, является Celestron NexImage, дипскай снимать затруднительно. Тут уже нужны длительные выдержки и большая матрица. На тот момент в моем распоряжении уже был первый доступный цифровой зеркальный фотоаппарат Canon EOS 300D. Оставалось дело за малым – купить переходное кольцо с байонета Canon EOS на T резьбу. Линза Барлоу с Т-адаптером была куплена сразу с телескопом (саму линзу можно выкрутить). Процесс съемки выглядел так – находился объект съемки, снимался окуляр и на его место вставлялась камера. Фокусировка производилась через видоискатель камеры, спуск затвора осуществлялся с пульта, выдержка контролировалась вручную (bulb режим). Таким образом мне удавалось снимать кадры с выдержкой до 1 минуты. На более длинных выдержках картину портило не идеальное ведение объекта съемки монтировкой, не всегда хорошо выставленная полярная ось монтировки и предельный вес всего оборудования для этой монтировки.

Пример съемки в прямом фокусе:

Комета Schwassmann-Wachmann 73P компонент B. Съемка 13.05.2006. Одиночный кадр. Canon EOS 300D в прямом фокусе телескопа Celestron C8-N. ИСО 400. Выдержка 30 сек. Без гидирования.

Звездное скопление М13 в созвездии Геркулес.
Снято на Canon EOS 300D + 2х барлоу в прямом фокусе телескопа Celestron C8-N. Одиночный кадр. ИСО 400, выдержка — 58 сек. Без гидирования.

Также, по случаю, я заменил планетную камеру Celestron NexImage на Meade LPI. У камеры от Meade есть одно небольшое преимущество перед Celestron – комплектное ПО Meade Autostar. Программа на лету складывает получаемые с камеры кадры и можно в реальном времени наблюдать качество получаемого итогового снимка.

Примеры съемки на Meade LPI в прямом фокусе:

Сатурн.
Снято на Meade LPI + 2х барлоу в прямом фокусе телескопа Celestron C8-N. Сумма ~120 кадров из ~800

Юпитер.
Снято на Meade LPI + 2х барлоу в прямом фокусе телескопа Celestron C8-N. Сумма ~200 кадров из ~1000

Как известно аппетит приходит во время еды. Было решено заменить монтировку на более грузоподъемную и с компьютерным наведением – Synta EQ-6 SynScan. Заодно я приобрел небольшой телескоп для гидирования (рефрактор Deepsky 80/400), гидирующую черно-белую камеру QHY-5 и сделал площадку для установки двух телескопов на одну монтировку. Думаю, что с этого момента стоит расписать процесс съемки более подробно:

Гидирование позволяет компенсировать большинство стандартных проблем механики и электроники монтировки. В простом случае для съемки с гидированием необходима монтировка с возможностью подключения к компьютеру, два телескопа и две камеры. На основном телескопе устанавливается камера для съемки и параллельно ему устанавливается второй небольшой телескоп-гид с камерой. Монтировка и гидирующая камера подключаются к компьютеру. После этого наводимся на объект съемки, находим в телескоп-гид самую яркую звезду в поле зрения и настраиваем в специальной программе (Guidemaster, PHDGuide и т.п.) слежение за этой звездой. В результате программа будет отслеживать смещение этой звезды и отсылать в монтировку команды, корректирующие неточность настроек полярной оси и работы моторов монтировки. В итоге мы получаем возможность использовать весьма длительные выдержки, вплоть до нескольких часов.

Пример съемки галактики М51 «Водоворот»:

Снято на Canon EOS 30D в прямом фокусе телескопа Celestron C8-N на монтировке EQ-6 SynScan. Одиночный кадр. ИСО 400, выдержка — 508 сек. С гидированием.

На сегодняшний день я остановился на следующем наборе для фото:
Телескоп Celestron C8-N, Монтировка Celestron CG-5 Advanced GT, Гидирующий телескоп DeepSky DT80/400
Камера-гид QHY5, Лунно-планетная камера Meade LPI, Фотоаппарат Canon EOS 500D

P.S.

Есть и другие способы съемки объектов «дипскай». Например съемка с применением специализированных камер типа SBIG, FLI и т.д. с колесами фильтров и временем съемки одного объекта до нескольких ночей. Но, на мой взгляд, это уже не любительская, а профессиональная съемка. Да и для раскрытия потенциала таких камер нужно совсем другое оборудование, не сопоставимое по цене и качеству с доступными любительскими телескопами.
И, в заключение, должен заметить, что, не смотря на старания наших китайских друзей и общее развитие технологий, астрофото все равно остается весьма затратным хобби.