Астрофотография неподвижной фотокамерой

У Вас есть современная цифровая фотокамера, прочный штатив и несколько сменных объективов? Этого вполне достаточно чтобы начать фотографические наблюдения астрономических объектов!  Раскошелится на серьезную и дорогую монтировку, которая автоматически поворачивается вслед за небесной сферой, можно будет потом, и если хочется получить красивые снимки звездных полей, то к съемке уже можно приступать!
Вам также нужен будет пульт дистанционного управления (желательно иметь программируемый пульт для серии выдержек, так как не все модели имеют встроенную функцию серийной съемки), чтобы минимизировать дрожание камеры во время съемки. На первых порах , при отсутствии пульта, можно  ставить задержку съемки в 5-10 секунд. Тогда на камере успеют остановиться все вибрации,возникшие после нажатия на кнопку. Если Ваш штатив не внушает доверия на устойчивость, то лучше делать предподъем зеркала, для уменьшения вибраций. Беззеркальные камеры этого недостатка лишены.
Есть вариант изготовления пульта самому, или вообще обойтись без него, использовав только самодельный шнур, а в качества программатора специальные приложения на смартфон  (например на ОС Андроид  https://play.google.com/store/apps/details?id=de.dslrremote&hl=ru).
Важное замечание-снимать нужно с максимальным разрешением , в режиме RAW , при этом отключив встроенный шумодав Вашей камеры. Во время дальнейшей компьютерной обработки снимков, шум и следы от пыли на матрице будут удалены с помощью специальных программ.

О выдержках при съемках небесных светил неподвижной камерой
Звездное небо совершает один оборот за звёздные сутки — 23 ч 56 мин и 4,091 сек. Если округлить, то ~360 градусов за сутки  ~15 градусов в час, или ~15 угловых секунд за секунду. С такой скоростью вращается, небесная сфера. Нам важно с какой скоростью произойдет видимое смещение звезды на кадре. На небесном экваторе она будет максимальной. В районе полюса-минимальной. Как же рассчитать придельную выдержку для съемки небесных объектов неподвижной камерой?
Экспозиция (в секундах) должна быть менее «t» в секундах, чтобы за это время звёзды со склонением «δ» при съёмке на оптику с фокусом «F», размером матрицы «L» и числом пикселей «N» по этой же стороне матрицы, сместились не более, чем на «n» пикселей.
2017-09-10_161634

Почему не работает «правило 600» (500) и как выбрать максимальную выдержку?
На просторах интернета (да и во многих старых учебниках по фотографии) гуляет  описание или упоминание о правиле, позволяющем с помощью неподвижного штатива получить звёзды в виде четких и не смазанных точек. Звучит это правило так: «разделите 600 на фокусное расстояние вашего объектива и получите результат в секундах выдержки». Увы, это было актуально в эпоху пленочных фотоаппаратов,  когда для съемки неба применялись довольно светочувствительные материалы и поэтому имели сравнительно крупный размер зерна эмульсии. В добавок можно отметить, что в те времена, для объективов кружок рассеивания рассчитывался гораздо больших величин, чем применяется сейчас в цифровых фотоаппаратах. Все эти факторы (а самое главное практика) показывают , что это «правило» в наше время требует существенной корректировки.
Как же просто, пусть и грубо рассчитать предельную выдержку с вашим  конкретным фотоаппаратом и используемым объективом?
Число правила которое можно делить на фокусное расстояние вашего объектива нужно рассчитать для применяемого  фотоаппарата. Просто это сделать так:2017-09-10_162029

Пример:
Для Canon EOS 350D  имеющего 8 мегапиксельную матрицу получим «число правила»     2017-09-10_162431т.е. с  объективом имеющим фокусное расстояние 50мм предельная выдержка (398/50) не должна превышать 8 сек. На практике, если у вас «резкий» и хорошо рисующий объектив , выдержку желательно еще сократить, примерно на 1/4 . Таким образам больше 6 сек для объектива «полтинника» лучше не давать. Если предполагается кадрирование, и увеличение объекта съемки-нужен еще более строгий подход. Это конечно касается экваториальной области. Для околополярных областей, расчетную выдержку можно увеличить раза в два.

Фотографирование явлений в атмосфере Земли

В атмосфере Земли существует много красивых природных явлений .
Облака, гало ,молнии, полярные сияния, метеоры всё это явления в атмосфере Земли.
Гало

DSCN4920 i09_06_2007

Фото автора

luna i galo1_04_01_2015

Лунное гало -фото автора

 

 

 

 

 

 


Гало хоть и не является в полном смысле астрономическим явлением, но тем не менее красивый и  редкий феномен .Обычно появляется вокруг Солнца и Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Существует множество типов гало и вызваны они преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5—10 км в верхних слоях тропосферы. Вид гало зависит от формы и расположения кристаллов.

 

ser obl17_06_2012

фото автора

Серебристые облака.
Очень красивый, но к сожалению, в наших широтах редкий тип высотных (от 76 до 85 км) атмосферных облаков. Видны исключительно в летнее время года, уже после захода солнца. Особых трудностей ,чтобы их сфотографировать  нет. Лучше всего снимать через нормальный или широкоугольный объектив.

Метеоры
Самый распространенный способ фотографирования небесных объектов неподвижной камерой -съемка метеоров. Метеор потока Персеид. Фото А. Николенко Фотокамер желательно иметь несколько, тогда «улов» метеоров будет гораздо больше. Лучше всего начинать во время действия потоков гигантов, как Персеиды (пик 12-13 августа) или Геминиды (пик 12-14 декабря).  Метеор очень быстро движущийся объект. В каждой точке он экспонируется фактически тысячные доли секунды. Поэтому мы получаем на матрице след от его пролета. Для фотографирования метеоров желательно применять самые светосильные и самые качественные, еще при этом довольно широкоугольные объективы на максимально возможных ISO . Конечно разумный подход важен и тут- слишком большие величины ISO могут иметь неприемлемый шум, тогда снимок потеряет эстетику, а метеорный след вообще может затеряться. Так же обстоит дело с углом захвата объектива. На слишком широкоугольном объективе слабых метеоров не будет видно вообще, а на более длиннофокусных , метеоры хоть и будут в большем масштабе, но вот их общее число будет невелико. Оптимальным фокусным расстоянием объектива, для съемок метеоров, следует выбирать между фактическими числовыми значениями  длинной и короткой стороной матрицы Вашей камеры. Например, для чипа со сторонами 14х22 мм приемлемым фокусным расстоянием объектива будет любым- в пределах от 22 до 14 мм.

Спрайты.

sprite march 21

Спрайт-ст. Маяки

Спрайты редкий вид электрических разрядов холодной плазмы, бьющей в мезосфере и термосфере. Несмотря на то, что любители астрономии фиксируют вспышки спрайтов в основном на метеорные камеры (которые настроены автоматически записывать на компьютер пролет метеоров и других кратковременных световых явлений) существуют редкие цветные фотографии полученные обычным фотоаппаратом. Фотографирование спрайтов мало чем отличается от метеоров- на фотокамере ставиться длительная выдержка(но не более , чем до половины заполнения гистограммы) и направляется в направление далекой грозы. Главное не забыть включить везение , и Вам обязательно улыбнется удача. 🙂

Полярные сияния
На широте Одессы исключительно редкий феномен. После вспышек на Солнце,  во время исключительно мощных магнитных бурь, когда небо прозрачно и отсутствует засветка северной области неба-шансы увидеть его есть.

Объекты ближнего космоса

Искусственные спутники Земли
Треки ИСЗ получить гораздо проще, чем метеоров, хотя бы потому, что можно заранее их появление . Самыми красивыми будут следы от МКС и от Иридиумов. Методика простая- открытие затвора на длительное время. Чтобы трек яркого ИСЗ был красивым, лучше всего открыть затвор, когда спутник влетел в поле зрения камеры, и закрыть до того, как покинул поле. Тогда снимок будет динамичным. С иридиумами такой процедуры делать не нужно, так как они сами дают очень красивый след со вспышкой.

kosa luna2

Луна и Венера. фото автора

ven i luna m_17_03_2010

Молодой месяц с Венерой. фото автора

Луна
Съёмка Луны, один из наиболее доступных вариантов для большинства любителей астрономии. Это самый  яркий объект на ночном небе.  Благодаря своей яркости, даже на неподвижной камере, телеобъективами с фокусными расстояниями  порядка 300-500мм, можно получить вполне приемлемые фотографии. Начинающий астрофотограф с относительной лёгкостью может получить свой первый «космический» снимок, с огромными кратерами, «морями» и «океанами». Луна — это, по сути, единственное небесное тело, которое можно снять столь крупным планом с поверхности Земли.  Важный момент: возраст Луны во время съёмки должны быть хотя бы дня 3. С меньшей фазой, возможно, будет проблематично получить с большим фокусом  фото без смаза.
Луна имеет фазовый цикл, на протяжении которого, каждый день в течение месяца, светило будет иметь разный вид — от узкого серпа до полного диска. Это даёт огромное пространство для замыслов фотографа.

Солнце
solПолучить фотографию поверхности солнца, можно только через специальный апертурный солнечный фильтр. Солнечный фильтр позволяет наблюдать солнце без боязни повредить оптику. Крепится перед передней линзой объектива. Без монтировки можно получит фото пятен. Из-за невероятной яркости Солнца, можно без боязни использовать практически любые доступные телеобъективы. Неудобством будет лишь невозможность плавного слежения за светилом.

Затмения Солнца и Луны.

16/17 августа 2008 года

фото автора

zatmenie kor 2Частные фазы Лунных затмений вполне доступны для неподвижных камер. Лишь в полной фазе этого феноменально красивого события, потребуются довольно длительные выдержки , которые нельзя будет получить длиннофокусными объективами. Но с малыми, 135-100мм снимки выйдут довольно сносными. Во время Солнечных затмений хоть и смаза не будет, но явление настолько редкое, что терять время, на неудобства без следящей монтировки будет преступлением. 😉

Астероиды
Яркие астероиды , на кадре выйдут слабыми звездочками, ничем не отличимыми от других звезд. Но интерес съемки именно с неподвижной камерой представляет другое, хотя и достаточно редкое явление-покрытие астероидом звезды.
Если фотографировать покрываемую звезду неподвижным фотоаппаратом, то на снимке получаются треки всех звезд, доступных при данном объективе. В момент покрытия свет от звезды пропадает и в треке получается разрыв, длина которого зависит от длительности явления и фокусного расстояния объектива. Чтобы обеспечить хорошее временное разрешение снимка, звезда должна быть достаточно яркой , а фокусное расстояние довольно большим. Если звезда слабая, то необязательно ее отождествлять, достаточно знать лишь примерное положение с учетом поля зрения объектива. К сожалению яркие звезды, доступные для таких наблюдений покрываются не часто. Существуют специальные программы для расчета таких событий. Например OccultWatcher.

IMG_783711

C/2011 L4 (PANSTARRS) Canon 5D/CanonEF80-200/2.8L @2.8,135мм фото фото А.Николенко


Кометы
Яркие кометы, видимые невооруженным глазом вполне можно снимать фотокамерой со штатива. Применяя максимально допустимые выдержки, сложив затем серию кадров по комете, можно получить отличные результаты.

 

Пейзажи и звездные поля

09_2010

Зодиакальный свет. фото автора

В интернете можно найти множество фотографий, снятых со штатива, на котором потрясающем зрелищем виден млечный путь. Но если читателю удастся выехать далеко за город, в темную глушь, то я рекомендую запечатлеть более сложный объект для съемки- зодиакальный свет.
Зодиакальный свет имеет форму диффузного светлого треугольника, вытянутого вдоль плоскости эклиптики (откуда и название — по устаревшему названию эклиптики — «зодиакальный круг») и расширяющегося по направлению к Солнцу. Осенью снимать его нужно перед рассветом, на востоке. Весной сразу после окончания сумерек- на западе.

Дальний космос
На снимках звездных пейзажах,сделанных неподвижным фотоаппаратом кроме звезд, будут видны яркие туманности и ярчайшие галактики. Да, маленькими пятнышками, но все таки. 🙂 . Кроме этого , помимо «хвостатых гостей»-комет, на небе хоть и очень редко, но вспыхивают «новые звезды«. На самом деле это двойные звезды , светимость которых внезапно увеличивается в ~103—106 раз (в среднем увеличение светимости — в ~104, блеска — на ~12 звёздных величин).

nova-з

Новая Дельфина 2013г. фото автора

Последней яркой Новой звездой, видимой невооруженным взглядом и вполне доступной для фотографирования простой камерой бала вспышка 2013г в Дельфине.

 

 

 

Довольно захватывающим и интересным способом современной съемки стал так называемый Timelapse (Таймлапс) -разновидность покадровой замедленной съёмки, когда интервалы между съёмкой кадров строго равны между собой и задаются автоматически при помощи таймера. Этот интервал может составлять несколько секунд, минут, или часов, обеспечивая многократное ускорение видимого на экране движения. Собрав в последующем все кадры , многие любители выкладывают потрясающие видеоролики на различные ресурсы.

Кратко об обработке
Во время съемки, как и все настоящие астрофотографии, кроме основных кадров в режиме RAW, всегда нужно делать и калибровочные.
Dark, Bias(Offset), и Flat кадры нужно снимать обязательно! Несмотря на вращение неба и поворот его по полю, современные программы по обработке, после сложения серии кадров, умеют компенсировать вращение и делать почти идеальное выравнивание . Делая  десятки кадров нужной вам области неба, а после сложив все в один кадр- можно получить потрясающие результаты.
Начинать фотографировать небо нужно сразу, как только появится желание 🙂
А. Ангельский