Астрофотография в каждый дом

Думаю у любого человека, интересующегося космосом — возникала идея купить телескоп, чтобы лично все посмотреть.

Однако суровая реальность вечно портит всю малину: в пределах города – все небо засвечено уличным освещением и турбулентность воздуха высокая. Это означает, что либо придется ограничится самыми крупными и яркими объектами (вроде Луны и Юпитера), либо возить телескоп далеко за город.

Возможное решение проблемы — удаленно-управляемые телескопы большого размера и расположенные в горах. Конечно, возможность видеть все своими глазами это не заменит — но астрофотографии полученные таким образом будет трудно превзойти. Именно на этом способе я и хочу остановиться в этой статье.

Пример того, что получилось: галактика Андромеда, M31 на телескопе Т20


Когда у меня возникло желание купить телескоп — я решил вспомнить золотое правило: перед покупкой дорогой игрушки – всегда полезно её арендовать, быть может интерес удастся удовлетворить ценой намного меньшего гемора и затрат. Я поискал платные сервисы удаленного доступа к телескопам – и нашел iTelescope.net. Есть и бесплатные – но там очень большие очереди, а нам ведь подавай все здесь и сейчас :–)

У iTelescope – 19 телескопов с удаленным доступом, установленные на площадках в Австралии, Испании и США. Все они расположены вдали от городов, в горах. Самый маленький телескоп, куда пускают вообще бесплатно (T3) – диаметром 150мм, с учетом его расположения уже превосходит все, что можно увидеть в городских условиях. Более крутые телескопы – имеют диаметр зеркала до 70 сантиметров с огромными охлаждаемыми цифровыми матрицами и кучей светофильтров (ИК, RGB, узкополосные для исследований).

Цена вопроса – с бесплатным аккаунтом нам дают 40 «очков» и доступ к самому простому телескопу, и за 5$ (я платил картой mastercard yandex.денег) — еще +30 очков и доступ к «большим» телескопам. Время работы на самом большом доступном телескопе стоит 99 очков в час – считается только время экспонирования. Т.е. если вы снимаете галактику, и делаете 3 снимка по 10 минут (R+G+B) – то с вас спишут 50 очков. Снимки планет и других ярких объектов с короткой выдержкой – обойдутся в результате в 1 очко на любом телескопе (меньше 1 потратить нельзя). Таким образом за эти 5$ можно сделать пару хороших снимков галактик/туманностей из глубокого космоса и/или кучку фотографий планет. Покупка дополнительных очков обойдется гораздо дороже – порядка 1$ за 1 очко. Но начальных 70 для удовлетворения интереса вполне может хватить.

Особенности работы с «большими» телескопами:

На большинстве телескопов стоит огромная (по площади) охлаждаемая черно-белая матрица, и колесо со светофильтрами. Это позволяет использовать необычные фильтры (например узкополосные) или снимать черно-белое изображение чтобы собрать больше света. Потому цветные снимки приходится делать в несколько экспозиций. Можно делать 1 экспозицию яркости по-больше (Luminosity), и 3 по-меньше для цвета (RGB/RVB).

Нужно также обратить внимание на тип матрицы (указано в описании телескопа) — есть ABG (Anti-blooming gate) и NABG (not ABG). На NABG матрицах при длинных экспозициях яркие звезды будут увеличиваться в площади (в вертикальные линии), но они могут быть более полезными в научных целях (т.к. они более линейные). Также NABG матрицы имеют несколько бОльшую чувствительность. На мой взгляд, если мы преследуем эстетические цели и нужно максимальное качество картинки — лучше использовать телескопы с ABG матрицей.

Телескопы весьма неторопливы — на поворот и фокусировку может уйди до 5 минут на 1 снимок, так что снять МКС может быть затруднительно :-)

Подробнее о том, как работать с телескопами:

После логина на сайте вы попадете в панель управления:


Там видно свободные и занятые телескопы. Кликнув на надпись «available» рядом с нужным телескопом – можно залогиниться в конкретный телескоп. Далее жмем на Run Image Series, в Target Name пишем название объекта который будем фотографировать (например Jupiter, m33, m31 и т.д.) и жмем Get Coordinates. Если объект в базе найдется – сразу будут координаты. В базе нет луны – чтобы её сфотографировать, понадобится знать её точные координаты на момент съемки. Узнать их можно в Stellarium (там нужные координаты в левом верхнем углу “RA/DE"). При желании можно посмотреть и текущий скриншот управляющего компьютера.



Затем идет список снимков, которые нужно сделать и их настройки:

Фильтры:

Если достаточно черно–белого снимка – лучше снимать Luminosity или Clear – тогда будет использован максимум света. В противном случае – делать 3-4 снимка RGB или LRGB. Duration – время съемки в секундах. Для объектов глубокого космоса (галактик, туманностей и проч) – чем больше, тем лучше. Оптимальные результаты – 300–600 секунд.

Применение узкополосных фильтров требуют увеличения экспозиции в 10-15 раз.

Планеты – требуют очень коротких выдержек, в 0.1–0.01 секунды + можно использовать узкополосные фильтры (Ha, Sii, Oiii). С экономической точки зрения использовать маленькие телескопы (150–200мм) с большими выдержками невыгодно – проще протиснуться на большой телескоп (500мм) и за меньшее время сделать более яркую фотографию. Последнее – все эти телескопы в целом заточены под сбор максимального количества света, а не высокую угловую разрешающую способность. Нужно при сравнении телескопов обращать внимание на параметр «Resolution» — сколько угловых секунд в каждом пикселе, какой угловой размер кадра (FOV) – помещается ли туда то, что мы хотим сфотографировать, или наоборот, не слишком ли маленький получится объект.

При выборе объекта для съемки – смотрите на звездную величину. Если это галактика 15–й звездной величины – то даже самому крутому наземному телескопу придется тяжко. Я бы рекомендовал начать со каталога Мессье, выбирая там объекты 7–й звездной величины и ярче.

Если нужный телескоп на данный момент занят – там же в интерфейсе можно создать план съемки, и запланировать съемку в автоматическом режиме (не позднее, чем за 4 часа до назначенного времени).

Обработка фотографий

Результаты съемки – складываются на FTP (data.itelescope.net). По умолчанию фотографии сохраняются в формате FIT, с 16-и битной глубиной яркости. FIT — содержит не только само изображение, но и подробную информацию о параметрах съемки. Сохраняются 2 версии — напрямую данные с матрицы и Calibrated версия. Calibrated — уже прошла основные шаги обработки (вычитание темного кадра, коррекция разной чувствительности ячеек), обычно проще использовать её.

Далее изображения нужно будет конвертировать из формата FIT в TIFF с помощью программы FITS Liberator:


Затем — можно сразу в фотошоп, или склеить отдельные RGB кадры в единую цветную картинку (для этого нужен CCDStack или DeepSkyStacker). Ссылки на эти и другие полезные программы тут.

Совместить несколько снимков в CCDStack можно так: Открываем все картинки, Stack–>Register, двигаем настройки пока все кадры не совпадут. Потом Color–>Create, указываем в какая картинка является каким цветом — и готово :–)

При обработке яркости фотографий туманностей и галактик кривыми в редакторе — рекомендую попробовать что-то вроде графика справа (по каждому каналу отдельно).

Заключение и несколько получившихся снимков:

Надеюсь этот затянувшийся пост либо позволит вам удовлетворить ваш космо–интерес малой кровью, или понять, что вам действительно нужен свой телескоп :–)

Предлагаю делится своими лучшими получившимися астрофотографиями в комментариях, по возможности выкладывать архивы с оригинальными файлами — на случай если у кого-то удастся обработать лучше.

Галактика Треугольника, М33. 4 снимка LGB+Ha, 5+3+3+15 минут на T7.


Луна (0.1 сек с фильтром Ha на Т16 – 150мм):


Юпитер Телескоп Т7 – 430мм. Видны также спутники Юпитера и даже тень от Ио на планете.


Кстати, касательно других планет — я посмотрел графики расстояний до планет с целью получения наилучших фотографий, и кратчайшее расстояние от земли до планет получаются в следующее время:

Mars: closest 1st of April 2014. Особенно это важно для Марса — сейчас там ничего не разглядеть, разница расстояний в ~4 раза.
Jupiter: 1st of January 2014
Saturn: 1st of July 2014 — Сейчас он в стороне солнца — и ночью его не застать.
Uranus: Now
Neptune: 1st of August 2014
Pluto: 1st of June/July 2014 (Разница расстояний — 5%, слишком уж он далеко)

по материалам https://habrahabr.ru/post/200640/