Astro fotografování 4.díl

Fotografie Měsíce, Slunce, planet - V tomto díle trochu odbočíme od fotografování tzv. deep-sky objektů a podíváme se na fotografování objektů naší sluneční soustavy. Problematika je to poněkud odlišná. Tyto objekty obvykle fotografujeme poměrně krátkými časy, zato je třeba (obzvláště u planet) velkého zvětšení a tím pádem i velmi tuhé a stabilní montáže. Ač se to na první pohled nezdá, tento druh fotografie může být na vybavení ještě náročnější než fotografování vzdálených objektů. Kontaktovalo mne již mnoho zájemců, kteří se mne ptali, jak jsem pořídil ty pěkné záběry Měsíce a Slunce, že jim se to nedaří a vždy to mají rozmazané. Tato kapitola se pokusí dát odpověď na nejčastější otázky s touto problematikou spojené.

Měsíc je obvykle tím prvním objektem, který se začínající astronom-fotograf pokouší zachytit na film. Výsledkem je obvykle neostrý obraz našeho vesmírného souseda, na kterém jsou vidět tak akorát největší krátery a měsíční moře, bez větších detailů. K dosažení úspěchu je třeba dodržet několik podmínek.

Nejčastější chybou bývá to, že se pokoušíme fotit v takové konfiguraci, kdy je obraz měsíce na filmu příliš malý a detaily se ztratí v zrnu filmu. Je třeba si uvědomit, že při ohniskové vzdálenosti 1m je velikost obrazu měsíce v primárním ohnisku okolo 8mm, což je stále dost málo. U menších refraktorů, které obvykle mají začátečnící k dispozici je situace ještě horší. Je proto třeba fotografovat nějakým druhem projekce, který obraz měsíce na filmu zvětší. Existuje několik možných způsobů které nyní uvedu.

Pozitivní projekce: Okulár se ponechá v okulárovém výtahu. Na okulár se uchytí redukce, na kterou se našroubuje fotoaparát bez objektivu. Výsledné zvětšení je dáno zvětšením dalekohledu (tj. jeho ohniskovou vzdáleností a použitým okulárem) a vzdáleností filmu od okuláru. Čím je dále, tím větší zvětšení (ale také méně světla). Takovou optimální konfigurací je průměr měsíčního kotouče 15-20mm.

Negativní projekce: do okulárového výtahu se upne Barlow člen (tedy rozptylka) a zbytek je stejný jako v předchozím případě. Celé to funguje jako telekompresor u objektivu - prostě se zdánlivě prodlouží ohnisková vzdálenost.

Pokud nelze objektiv fotoaparátu odmontovat, hodí se třetí způsob, tzv. afokální konfigurace. Dalekohled se zaostří na nekonečno a fotoaparát také. Objektiv fotoaparátu se upevní blízko za okulár a celá soustava se popřípadě ještě přesně doostří posunem okulárového výtahu. Velice výhodné a jediné možné řešení je to ve spojení s digitálním fotoaparátem, u kterého obvykle objektiv nelze vyndat.

Velká citlivost filmu a tím i hrubé zrno jsou druhým nejčastějším prohřeškem. Ve spojení s malým obrazem měsíce způsobí to, že na snímku nejsou vidět žádné větší detaily. Vhodné jsou jemnozrnné filmy s citlivostí 100ASA a méně.

Vzhledem k velkému jasu měsíce to nebývá problém, i když opravdu přesné zaostření je možné pouze na některých druzích matnic. Doporučuji udělat zaostření předem, na nějaké hvězdě, metodami probíranými v kapitole o ostření při focení deep-sky objektů. Pokud fotografujeme v afokální konfiguraci a fotoaparát má autofocus, obvykle ho lze bez problémů použít.

Toto je velký problém malých a středních amatérských dalekohledů. Fotografujeme-li zrcadlovkou, bývají rázy způsobené sklopením zrcadla a otevřením závěrky takové, že rozkmitají tubus a výsledný snímek je rozmazaný. Řešení jsou různá. Některé fotoaparáty mají možnost aretace zrcadla ve sklopené poloze ještě před otevřením závěrky. To se může dost hodit, protože hlavním zdrojem vibrací bývá právě sklopení zrcadla. Pokud toto nepomůže, je zde možnost úplně zrušit mechanickou vazbu mezi dalekohledem a fotoaparátem. Fotoaparát se umístí na stabilní tuhý stativ tak, aby byl v požadovaném místě před okulárem či barlow-členem použitým k projekci, ale dalekohledu se nedotýkal.(viz. obrázek) Lze to však aplikovat pouze v místech, kde je v okolí dostatečná tma, aby okolní světlo nepronikalo přímo na film. Metoda je to velmi účinná. Pokud ji nelze použít, může se hodit další trik, je-li doba expozice větší než zhruba 0.5 sekundy. Zakryjeme objektiv dalekohledu neprůsvitnou deskou (např. z plastu nebo tvrdého kartonu) tak, abychom se ale dalekohledu přímo nedotýkali a otevřeme závěrku. Až vibrace ustanou, odkryjeme na potřebnou dobu objektiv a po skončení expozice ho zase zastíníme. Pak teprve zavřeme závěrku.

Vzhledem k poměrně krátkým časům není třeba pro fotografování měsíce přesné ustavení montáže. Plně vyhoví ustavení nahrubo podle polárního hledáčku. Naopak tuhost celé soustavy montáž-dalekohled-fotoaparát je velmi podstatná. Čím je celá soustava tužší a hmotnější, tím méně problémů budete mít s rozmazáváním obrazu

Je sice publikováno mnoho tabulek udávajících dobu expozice v různých konfiguracích optické soustavy a při různých fázích měsíce, ale málokdy fungují dobře. Velký vliv má totiž i aktuální stav atmosféry a poloha měsíce vůči obzoru. Nejlepší je nechat určit expoziční dobu vestavěným expozimetrem (pokud má bodové měření expozice, určitě ho použijte). Zkuste udělat několik snímků s expozičními časy v určitém rozmezí (tak +/- 2EV) okolo expozimetrem určené hodnoty. Po vyvolání vyberte nejlepší a zapamatujte si, o kolik bylo třeba korigovat čas vůči expozimetrem stanovené hodnotě. Příště tento údaj můžete použít. Pokud expozimetr ve fotoaparátu nemáte, nebo při takovýchto podmínkách již nefunguje, je možno na Internetu najít vztahy pro přibližný výpočet, budou uvedeny na konci kapitoly v odkazech.

Mají poměrně velký vliv na kvalitu fotografie i expoziční čas. Stačí si jen porovnat jas zimního a letního úplňku a hned je jasné, kolik světla dokáže pohltit zemská atmosféra. Obecně platí pravidlo fotografovat, když je měsíc co nejvýše nad obzorem. Při polohách nízko nad obzorem, obzvláště po teplých letních nocích, dokáže neklid vzduchu obraz rozvlnit tak, že snímek je nepoužitelný. Taktéž expoziční doby vycházejí při polohách nízko nad obzorem delší, což ve spojení s již zmíněným neklidem vzduchu obrazu na kvalitě nepřidá. Měsíc v úplňku dosahuje nejvyšších výšek nad obzorem v zimních nocích, měsíc v první čtvrti zjara a měsíc v poslední čtvrti na podzim. Pokud však nejsou povětrnostní podmínky výrazně špatné, lze měsíc fotit obvykle bez jakýchkoli problémů, pokud je zhruba 30 či více stupňů nad obzorem.

Protože Slunce má na obloze téměř tytéž rozměry jako Měsíc, platí pro jeho fotografování naprosto shodná pravidla jako pro fotografování Měsíce. Nutností pro fotografování Slunce je KVALITNÍ OBJEKTIVOVÝ FILTR. Bez něho se o fotografování Slunce ani nepokoušejte. Hrozí vypálení vnitřku fotoaparátu a jeho zničení. Použijte buď koupený skleněný filtr (obvykle chromový dávající oranžový obraz Slunce) nebo velmi dobrý a levný neutrální filtr z folie Baader Astro Solar, který dává velmi kvalitní bílý obraz Slunce a je i vhodný pro fotografování.

Poněkud větší problémy ve srovnání s fotografováním měsíce lze očekávat pouze u stanovení expozice expozimetrem a také mohou být problémy s kvalitou obrazu vlivem chvění obrazu způsobeného ohřátým vzduchem. Při stanovení expozice obvykle expozimetr neurčí expozici úplně přesně tak, aby sluneční skvrny a fakule měly ten správný kontrast a tak je třeba udělat totéž co u měsíce: více snímků a zjištění optimálního času. Vlivem proudění vyhřátého vzduchu může být dalším problémem velmi proměnlivá kvalita obrazu. Dobře lze posoudit aktuální stav pozorováním při alespoň 100 násobném zvětšení. Pokud se obraz výrazně vlní a je chvílemi ostrý a chvílemi neostrý, může to být problém. Je třeba vyčkat na vhodné podmínky nebo lépe změnit stanoviště. Obecně nejsou vhodné vyhřáté plochy jako parkoviště, balkóny panelových domů, okraje lesa atd. Nejlepší je velká travnatá plocha (louka, hřiště). Kvalita obrazu se dokáže změnit velmi rychle, během několika sekund. Velmi dobře to lze ilustrovat následující sérií záběrů detailu skupiny slunečních skvrn, které byly pořízeny v odstupu zhruba půl sekundy. Lze zde vidět, jak se kvalita obrazu během necelých 4 sekund rapidně zhoršila (porovnejte si prvních pět snímků a poslední dva)

Majitele malých refraktorů s průměrem objektivu okolo 60-80mm a ohniskovou vzdáleností do 0.75m asi nyní zklamu, ale podle mých zkušeností s takovýmto refraktorem planety moc fotit nelze. Obraz planety je i při maximálních dosažitelných zvětšeních stále velmi malý a při projekci tak málo jasný, že by bylo potřeba mnohasekundových expozic. Ty jsou ovšem možné pouze na dokonale ustavených velmi tuhých montážích s malou periodickou chybou, což bohužel není obvykle případ montáží u takovýchto dalekohledů. Situace se začíná zlepšovat u kvalitních refraktorů s průměrem objektivu přes 10cm a ohniskovou vzdáleností přes 1m. Podmínkou je již uvedená přesná montáž, perfektní optika (hlavě okuláry proužité pro projekci) a dokonalé zvládnutí driftové metody pro ustavení montáže a metod pro velmi přesné zaostření. Asi nejlepší volbou pro focení planet je nějaká dlouhoohnisková varianta zrcadlového dalekohledu, například Schmidt-Cassegrain s průměrem zrcadla okolo 20cm a ohnisková vzdálenost okolo 2m. Velkou výhodou je digitální fotoaparát nebo CCD kamera. Také kvalitní videokamera ve spojení s počítačem není špatnou volbou. Při fotografování na klasický film je třeba se smířit s tím, že úspěšnost je velmi nízká, kvůli nemožnosti okamžité kontroly výsledku.

V principu je způsob fotografování planet stejný jako u fotografování Měsíce. Je však třeba větší zvětšení, z čehož vyplývá volba okuláru pro projekci. U dalekohledu s ohniskovou vzdáleností 1m je vhodný okulár s ohniskovou vzdáleností v rozmezí 8-15mm. Samozřejmostí je použití jemnozrnného filmu. Montáž je třeba ustavit driftovou metodou, aby i při maximálním zvětšení planeta zůstala v zorném poli namístě po předpokládanou dobu expozice (tedy několik jednotek až desítek sekund). Problémem může být periodická chyba montáže, takže je třeba nalézt na převodu montáže místo kde je malá, nebo použít zařízení pro její korekci (PEC) pokud ho montáž má.

Nedělejte si iluze, že na fotografiích planet uvidíte nějaké velké podrobnosti. Výsledek je obvykle horší než to, co lze vidět v okuláru na vlastní oči. Je to dáno odlišným způsobem zachycení obrazu. Zatímco lidské oko (obzvláště častým pozorováním trénované) si vybírá a ve spolupráci s mozkem nedokonalý obraz koriguje, film za dobu expozice akumuluje všechny vady obrazu takže výsledný snímek je horší než jak ho vnímáme v dalekohledu.

Dá se říci, že amatérskými přístroji lze fotografovat pouze planety s velkými úhlovými rozměry. Nejvíce detailů lze zachytit na Jupiteru a Saturnu. Taktéž fáze planety Venuše lze poměrně dobře zvěčnit na film. Za výhodné opozice lze fotografovat i Mars, i když poněkud hůře než Jupiter a Saturn, protože je úhlově menší. Ostatní planety se zachytí pouze jako světlé kotoučky či body bez jakýchkoli detailů.

V posledních letech se fotografování vesmírných objektů značně změnilo díky značnému rozšíření digitálních fotoaparátů. Přestože pro fotografování deep-sky objektů zatím ještě použitelné nejsou, pro účely focení Měsíce, Slunce a planet jsou použitelné, mnohdy s daleko lepšími výsledky než při použití filmu. Prvním velkým plusem je možnost okamžité kontroly výsledku a nápravy správným směrem. Další výhodou je vysoká citlivost obrazových snímačů, která umožní zkrácení doby expozice a tím se sníží vliv všech faktorů které se projevují převážně při delších expozicích. Obrovskou výhodou je i to, že závěrka u těchto fotoaparátů je buď elektronická, nebo mechanická, ale tak lehká, že nezpůsobí žádné vibrace. Při použití těchto fotoaparátů lze také pořídit sekvenci snímků rychle za sebou a vybrat ty snímky, které jsou nejméně ovlivněny vlivem neklidu atmosféry. Pokud několik takovýchto snímků navíc digitálně složíme v jeden, dojde k potlačení šumu a zvýraznění detailů, které ze snímku na film pořízeným stejným dalekohledem nikdy nezískáme.

Kromě všech těchto výhod mají digitální fotoaparáty jednu velkou nevýhodu. Naprostá většina (kromě nejdražších typů) jich má napevno zabudovaný objektiv, což nás nutí fotografovat tzv. afokální metodou. Při ní je zvláště při větších zvětšeních pouze velmi malé zorné pole bez vady a zbytek snímku je buď neostrý nebo je úplně oříznut (tzv. vinětace). Problém lze částečně či úplně vyřešit různýmy typy přídavných optických soustav. Odkaz na jedny české stránky, jejichž autor má s tímto druhem fotografie větší zkušenosti než já, bude uveden na konci kapitoly. K fotografování jsou vhodné pouze ty fotoaparáty, které mají možnost manuálního nastavení parametrů expozice. Jsou to dražší kompaktní fotoaparáty a naprostá většina digitálních zrcadlovek. Nejlevnější plně automatické kompakty je možno někdy použít na focení Měsíce a Slunce, ale výsledky nebudou příliš dokonalé.

Fotografie planet přes dalekohled jsou tím nejtěžším oříškem pro astronoma-amatéra. Jsou náročné na kvalitní vybavení i zvládnutí potřebných technik. K získání pěkných fotografií je třeba mnoho tréningu, čeká vás mnoho zkažených filmů a nocí probdělých na balkóně. Zatím ani já jsem se ještě nedopracoval tam, kam bych chtěl. Další podrobnější informace o tomto typu astrofotografie se proto objeví na mých stránkách koncem zimy, až získám lepší snímky planet Jupiter a Saturn a zlepším vybavení a techniku focení. Chystám také kapitolu o digitálním zpracování těchto snímků.

Všechny snímky byly pořízeny digitální zrcadlovkou Olympus Camedia C2500L přes Newtonův reflektor o průměru zrcadla 210mm s ohniskovou vzdáleností 1metr. Snímky Měsíce a Slunce s použitím 40mm okuláru a Barlow členu 2x, snímek Jupiteru s okulárem 12mm. Obojí v afokální konfiguraci přes objektiv fotoaparátu.