stringtranslate.com

Астрофотография

Изображение Пояса Ориона, составленное из оцифрованных черно-белых фотографических пластин, записанных через красные и синие астрономические фильтры, с компьютерно-синтезированным зеленым каналом. Пластины были сделаны с помощью телескопа Сэмюэля Ошина в период с 1987 по 1991 год.

Астрофотография , также известная как астрономическая съемка , — это фотография или получение изображений астрономических объектов , небесных событий или областей ночного неба . Первая фотография астрономического объекта ( Луны ) была сделана в 1840 году, но только в конце 19 века достижения в области технологий позволили делать детальную звездную фотографию. Помимо возможности записывать детали протяженных объектов, таких как Луна , Солнце и планеты , современная астрофотография способна получать изображения объектов за пределами видимого спектра человеческого глаза, таких как тусклые звезды , туманности и галактики . Это достигается за счет длительной экспозиции , поскольку как пленочные, так и цифровые камеры могут накапливать и суммировать фотоны в течение длительных периодов времени или с помощью специализированных оптических фильтров, которые ограничивают фотоны определенной длиной волны.

Фотография с увеличенным временем экспозиции произвела революцию в области профессиональных астрономических исследований, зафиксировав сотни тысяч новых звезд и туманностей, невидимых человеческому глазу. Специализированные и все более крупные оптические телескопы были построены как по сути большие камеры для записи изображений на фотографические пластины . Астрофотография играла раннюю роль в обзорах неба и классификации звезд, но со временем она использовала все более сложные датчики изображений и другое оборудование и методы, разработанные для определенных областей.

Поскольку почти вся наблюдательная астрономия сегодня использует фотографию, термин «астрофотография» обычно относится к ее использованию в любительской астрономии , которая ищет эстетически приятные изображения, а не научные данные. Любители используют широкий спектр специального оборудования и методов.

Методы

Большая 48-дюймовая камера Ошина-Шмидта в Паломарской обсерватории

За некоторыми исключениями, астрономическая фотография использует длительные выдержки , поскольку как пленочные, так и цифровые устройства формирования изображений могут накапливать световые фотоны в течение длительного периода времени. Количество света, попадающего на пленку или детектор, также увеличивается за счет увеличения диаметра используемой первичной оптики ( объектива ). Городские районы создают световое загрязнение , поэтому оборудование и обсерватории, занимающиеся астрономической съемкой, часто располагаются в отдаленных местах, чтобы обеспечить длительные выдержки без засорения пленки или детекторов рассеянным светом.

Поскольку Земля постоянно вращается, телескопы и оборудование вращаются в противоположном направлении, чтобы следовать видимому движению звезд над головой (называемое суточным движением ). Это достигается с помощью экваториальных или управляемых компьютером альтазимутальных монтировок телескопов, чтобы удерживать небесные объекты в центре во время вращения Земли. Все системы монтировок телескопов страдают от индуцированных ошибок слежения из-за несовершенных моторных приводов, механического провисания телескопа и атмосферной рефракции. Ошибки слежения исправляются путем удержания выбранной точки прицеливания, обычно путеводной звезды , в центре в течение всей экспозиции. Иногда (как в случае с кометами ) объект, который нужно сфотографировать, движется, поэтому телескоп должен постоянно удерживаться в центре этого объекта. Это наведение осуществляется с помощью второго совместно установленного телескопа, называемого « направляющим телескопом », или с помощью некоторого типа « внеосевого наводчика », устройства с призмой или оптическим расщепителем луча , которое позволяет наблюдателю видеть то же изображение в телескопе, который делает снимок. Раньше наведение осуществлялось вручную на протяжении всей экспозиции, когда наблюдатель стоял у телескопа (или ехал внутри него), внося поправки, чтобы удерживать перекрестие на звезде-направляющей. С появлением систем с компьютерным управлением это осуществляется автоматизированной системой в профессиональном и даже любительском оборудовании.

Астрономическая фотография была одним из самых ранних видов научной фотографии [1] и почти с самого начала она разделилась на субдисциплины, каждая из которых имеет определенную цель, включая звездную картографию , астрометрию , звездную классификацию , фотометрию , спектроскопию , поляриметрию и открытие астрономических объектов, таких как астероиды , метеоры , кометы , переменные звезды , новые и даже неизвестные планеты . Для этого часто требуется специализированное оборудование, такое как телескопы, предназначенные для точной съемки, для широкого поля зрения (например, камеры Шмидта ) или для работы на определенных длинах волн света. Астрономические ПЗС-камеры могут охлаждать датчик, чтобы уменьшить тепловой шум и позволить детектору записывать изображения в других спектрах, например, в инфракрасной астрономии . Специализированные фильтры также используются для записи изображений на определенных длинах волн.

История

Генри Дрейпер с рефракторным телескопом, настроенным для фотосъемки (фотография, вероятно, сделана в 1860-х или начале 1870-х годов). [2]

Развитие астрофотографии как научного инструмента было начато в середине 19 века в основном экспериментаторами и астрономами-любителями , или так называемыми « джентльменами-учеными » (хотя, как и в других научных областях, это были не всегда мужчины). Из-за очень длительных экспозиций, необходимых для захвата относительно слабых астрономических объектов, пришлось преодолеть множество технологических проблем. К ним относились создание телескопов достаточно жесткими, чтобы они не провисали из фокуса во время экспозиции, создание часовых приводов, которые могли вращать крепление телескопа с постоянной скоростью, и разработка способов точного удержания телескопа, нацеленного на фиксированную точку в течение длительного периода времени. Ранние фотографические процессы также имели ограничения. Процесс дагерротипии был слишком медленным, чтобы запечатлеть что-либо, кроме самых ярких объектов, а процесс мокрого коллодия пластины ограничивал экспозицию временем, в течение которого пластина могла оставаться влажной. [3]

Самый ранний сохранившийся дагерротип Луны, созданный Дрейпером (1840 г.)

Первая известная попытка астрономической фотографии была сделана Луи Жаком Манде Дагером , изобретателем процесса дагерротипии, который носит его имя, который попытался сфотографировать Луну в 1839 году . Ошибки слежения при наведении телескопа во время длительной экспозиции привели к тому, что фотография вышла в виде нечеткого размытого пятна. Джон Уильям Дрейпер , профессор химии Нью-Йоркского университета, врач и научный экспериментатор сумел сделать первую успешную фотографию Луны год спустя, 23 марта 1840 года, сделав 20-минутное дагерротипное изображение с помощью 5-дюймового (13 см) рефлекторного телескопа . [4]

Солнце, возможно, было впервые сфотографировано на дагерротипе 1845 года французскими физиками Леоном Фуко и Ипполитом Физо . Неудачная попытка получить фотографию полного солнечного затмения была предпринята итальянским физиком Джаном Алессандро Майокки во время солнечного затмения, которое произошло в его родном городе Милане 8 июля 1842 года. Позднее он дал отчет о своей попытке и полученных им дагерротипных фотографиях, в котором он написал:

За несколько минут до и после полной фазы иодированная пластина была экспонирована в камере светом тонкого полумесяца, и было получено отчетливое изображение, но другая пластина, экспонированная светом короны в течение двух минут во время полной фазы, не показала ни малейшего следа фотографического действия. Никакого фотографического изменения не было вызвано светом короны, конденсированным линзой в течение двух минут во время полной фазы, на листе бумаги, приготовленном с бромидом серебра. [5]

Первая фотография солнечного затмения была сделана 28 июля 1851 года дагерротипистом по имени Берковски.

Солнечная корона впервые была успешно заснята во время солнечного затмения 28 июля 1851 года . Доктор Август Людвиг Буш, директор Кенигсбергской обсерватории, дал указание местному дагерротиписту по имени Иоганн Юлиус Фридрих Берковский заснять затмение. Сам Буш не присутствовал в Кенигсберге (ныне Калининград , Россия), но предпочел наблюдать затмение из близлежащего Риксхофта. Телескоп, который использовал Берковский, был прикреплен к 6+1 ⁄ 2- дюймовый (17 см) гелиометр Кенигсберга и имел апертуру всего 2,4 дюйма (6,1 см) и фокусное расстояние 32 дюйма (81 см). Начиная сразу после начала полной фазы, Берковски экспонировал дагерротипную пластину в течение 84 секунд в фокусе телескопа, и при проявлении было получено изображение короны. Он также экспонировал вторую пластину примерно в течение 40–45 секунд, но изображение было испорчено, когда Солнце вырвалось из-за Луны. [6] Более подробные фотографические исследования Солнца были проведены британским астрономом Уорреном Де ла Рю, начиная с 1861 года. [7]

Первой фотографией звезды, отличной от Солнца, был дагеротип звезды Вега, сделанный астрономом Уильямом Кранчем Бондом и фотографом-дагеротипистом и экспериментатором Джоном Адамсом Уипплом 16 и 17 июля 1850 года с помощью 15-дюймового Большого рефрактора обсерватории Гарвардского колледжа . [8] В 1863 году английский химик Уильям Аллен Миллер и английский астроном-любитель сэр Уильям Хаггинс использовали процесс мокрого коллодия, чтобы получить первую в истории фотографическую спектрограмму звезды Сириус и Капелла . [9] В 1872 году американский врач Генри Дрейпер , сын Джона Уильяма Дрейпера, записал первую спектрограмму звезды (Вега), чтобы показать линии поглощения . [9]

Первая в истории фотография туманности Ориона, сделанная Генри Дрейпером в 1880 году.
Одна из фотографий той же туманности, сделанных Эндрю Эйнсли Комоном в 1883 году. На ней впервые показано, что с помощью длительной выдержки можно запечатлеть звезды и туманности, невидимые человеческому глазу.

Астрономическая фотография не стала серьезным инструментом исследования до конца 19 века, с появлением фотографии с сухой пластиной . [10] Впервые ее использовали сэр Уильям Хаггинс и его жена Маргарет Линдси Хаггинс в 1876 году в своей работе по записи спектров астрономических объектов. В 1880 году Генри Дрейпер использовал новый процесс сухой пластины с фотографически скорректированным 11-дюймовым (28 см) рефракторным телескопом, изготовленным Элваном Кларком [11] , чтобы сделать 51-минутную экспозицию туманности Ориона , первую когда-либо сделанную фотографию туманности. Прорыв в астрономической фотографии произошел в 1883 году, когда астроном-любитель Эндрю Эйнсли Коммон использовал процесс сухой пластины для записи нескольких изображений одной и той же туманности с экспозицией до 60 минут с помощью 36-дюймового (91 см) рефлекторного телескопа, который он построил на заднем дворе своего дома в Илинге, недалеко от Лондона. На этих снимках впервые были показаны звезды, слишком слабые, чтобы их мог увидеть человеческий глаз. [12] [13]

Первый проект фотографической астрометрии всего неба , Astrographic Catalogue and Carte du Ciel , был начат в 1887 году. Он был реализован 20 обсерваториями, все с использованием специальных фотографических телескопов с единой конструкцией, называемых нормальными астрографами , все с апертурой около 13 дюймов (330 мм) и фокусным расстоянием 11 футов (3,4 м), разработанными для создания изображений с единообразным масштабом на фотографической пластине приблизительно 60 угловых секунд /мм, покрывая поле зрения 2° × 2°. Была предпринята попытка точно отобразить небо до 14-й величины, но она так и не была завершена.

В начале XX века по всему миру началось строительство рефракторных телескопов и сложных больших рефлекторных телескопов, специально предназначенных для фотографической съемки. К середине века гигантские телескопы, такие как 200-дюймовый (5,1 м) телескоп Хейла и 48-дюймовый (120 см) телескоп Сэмюэля Ошина в Паломарской обсерватории, расширили границы возможностей пленочной фотографии.

Некоторый прогресс был достигнут в области фотографических эмульсий и в методах формирования газовой гиперсенсибилизации , криогенного охлаждения [14] и усиления света, но начиная с 1970-х годов после изобретения ПЗС, фотографические пластины постепенно заменялись электронными изображениями в профессиональных и любительских обсерваториях. ПЗС гораздо более светочувствительны, не теряют чувствительность при длительных выдержках, как это делает пленка (« отказ от взаимности »), имеют возможность записи в гораздо более широком спектральном диапазоне и упрощают хранение информации. Телескопы теперь используют множество конфигураций ПЗС-датчиков, включая линейные массивы и большие мозаики ПЗС-элементов, эквивалентные 100 миллионам пикселей, разработанные для покрытия фокальной плоскости телескопов, которые ранее использовали 10–14-дюймовые (25–36 см) фотографические пластины. [ необходима цитата ]

Космический телескоп «Хаббл» вскоре после миссии по техническому обслуживанию STS-125 в 2009 году.

В конце 20-го века в области астрономической визуализации появились новые аппаратные средства, появились гигантские многозеркальные и сегментированные зеркальные телескопы. Также появились космические телескопы, такие как космический телескоп Хаббл . Работа за пределами турбулентности атмосферы, рассеянного окружающего света и капризов погоды позволяет космическому телескопу Хаббл с диаметром зеркала 2,4 метра (94 дюйма) регистрировать звезды вплоть до 30-й звездной величины, что примерно в 100 раз тусклее, чем то, что мог регистрировать 5-метровый телескоп Маунт-Паломар-Хейл в 1949 году.

Любительская астрофотография

Двухминутная экспозиция кометы Хейла-Боппа, полученная с помощью камеры на фиксированном штативе. Дерево на переднем плане было освещено небольшим фонариком.

Астрофотография — популярное хобби среди фотографов и астрономов-любителей. Методы варьируются от простых пленочных и цифровых камер на штативах до методов и оборудования, ориентированных на продвинутую съемку. Астрономы-любители и производители телескопов-любителей также используют самодельное оборудование и модифицированные устройства.

СМИ

Изображения записываются на многие типы носителей и устройств формирования изображений, включая однообъективные зеркальные камеры , 35-мм и 120-мм пленки, цифровые однообъективные зеркальные камеры , простые любительские и профессиональные астрономические ПЗС- и КМОП-камеры, видеокамеры и даже стандартные веб-камеры, используемые для получения изображений Lucky .

Обычная безрецептурная пленка уже давно используется для астрофотографии. Экспозиции пленки варьируются от нескольких секунд до более часа. Коммерчески доступная цветная пленка подвержена сбою взаимности при длительной экспозиции, при которой чувствительность к свету с разными длинами волн, по-видимому, падает с разной скоростью по мере увеличения времени экспозиции, что приводит к цветовому сдвигу на изображении и снижению чувствительности в целом как функции времени. Это компенсируется или, по крайней мере, уменьшается путем охлаждения пленки (см. Холодная камера для фотографии ). Это также можно компенсировать, используя ту же технику, которая используется в профессиональной астрономии, делая фотографии с разными длинами волн, которые затем объединяются для создания правильного цветного изображения. Поскольку пленка намного медленнее цифровых датчиков, крошечные ошибки в отслеживании можно исправить без заметного влияния на конечное изображение. Пленочная астрофотография становится менее популярной из-за более низких текущих затрат, большей чувствительности и удобства цифровой фотографии .

Видео ночного неба, снятое с помощью функции покадровой съемки DSLR-камеры . Сама камера движется в этих кадрах на моторизованном креплении.

С конца 1990-х годов любители последовали примеру профессиональных обсерваторий в переходе с пленки на цифровые ПЗС для астрономической съемки. ПЗС более чувствительны, чем пленка, что позволяет использовать гораздо более короткие выдержки и имеет линейную реакцию на свет. Изображения можно снимать с помощью множества коротких выдержек для создания синтетической длительной выдержки. Цифровые камеры также имеют минимальное количество или отсутствие подвижных частей и возможность дистанционного управления с помощью инфракрасного пульта дистанционного управления или компьютерной привязки, что ограничивает вибрацию. Простые цифровые устройства, такие как веб-камеры, можно модифицировать для обеспечения доступа к фокальной плоскости и даже (после перерезания нескольких проводов) для съемки с длительной выдержкой . Также используются цифровые видеокамеры. Существует множество методов и частей серийно выпускаемого оборудования для крепления цифровых однообъективных зеркальных камер (DSLR) и даже базовых мыльниц к телескопам. Цифровые камеры потребительского уровня страдают от шума изображения при длительной выдержке, поэтому существует множество методов охлаждения камеры, включая криогенное охлаждение. Компании, выпускающие астрономическое оборудование, также предлагают широкий спектр специализированных астрономических ПЗС-камер в комплекте с аппаратным обеспечением и программным обеспечением для обработки. Многие коммерчески доступные цифровые зеркальные фотокамеры имеют возможность делать длительные выдержки в сочетании с последовательными ( покадровыми ) изображениями, что позволяет фотографу создавать движущиеся изображения ночного неба. Камеры CMOS все чаще заменяют камеры CCD в любительском секторе. [15] Современные датчики CMOS обеспечивают более высокую квантовую эффективность, меньший тепловой шум и шум считывания и более высокую скорость считывания, чем коммерчески доступные датчики CCD. [16]

Постобработка

Звездное скопление Плеяды, сфотографированное 6-мегапиксельной цифровой зеркальной камерой, подключенной к 80-миллиметровому рефракторному телескопу, установленному на большем телескопе. Сделано из семи 180-секундных изображений, объединенных и обработанных в Photoshop с помощью плагина для шумоподавления.

Как цифровые изображения, так и отсканированные изображения с пленки обычно корректируются в программном обеспечении для обработки изображений , чтобы улучшить изображение каким-либо образом. Изображения можно осветлить и обработать на компьютере, чтобы настроить цвет и увеличить контрастность. Более сложные методы включают захват нескольких изображений (иногда тысяч) для их объединения в аддитивный процесс для повышения резкости изображений, чтобы преодолеть атмосферное видение , устранить проблемы с отслеживанием, выделить слабые объекты с плохим соотношением сигнал/шум и отфильтровать световое загрязнение.

Изображения с цифровой камеры также могут нуждаться в дальнейшей обработке для снижения шума изображения от длительных выдержек, включая вычитание «темного кадра» и обработку, называемую стекированием изображений или « Shift-and-add ». Коммерческие, бесплатные и бесплатные программные пакеты доступны специально для астрономической обработки фотографических изображений. [17]

« Удачное изображение » — это вторичная техника, которая подразумевает съемку видео объекта вместо стандартных фотографий с большой выдержкой. Затем программное обеспечение может выбрать изображения наивысшего качества, которые затем можно сложить. [18]

Цвет и яркость

Астрономические изображения, как и наблюдательная астрономия и фотографии из космических исследований , показывают астрономические объекты и явления в разных цветах и ​​яркости, а часто как составные изображения. Это делается для того, чтобы выделить различные особенности или отразить различные условия, и делает необходимым отмечать эти условия.

Изображения, пытающиеся воспроизвести истинный цвет и внешний вид астрономического объекта или явления, должны учитывать множество факторов, включая то, как работает человеческий глаз. В частности, при различных атмосферных условиях изображения должны оценивать несколько факторов, чтобы создавать анализируемые или репрезентативные изображения, такие как изображения космических миссий с поверхности Марса [19] , Венеры [20] [21] [22] или Титана .

Аппаратное обеспечение

Астрофотографическое оборудование среди непрофессиональных астрономов сильно различается, поскольку сами фотографы варьируются от обычных фотографов, снимающих эстетически приятные изображения, до очень серьезных астрономов-любителей, собирающих данные для научных исследований. Как хобби, астрофотография имеет много трудностей, которые необходимо преодолеть, отличающихся от обычной фотографии и от того, что обычно встречается в профессиональной астрономии.

NGC281, известная как «Туманность Пакман», сфотографирована из пригородной местности с помощью 130-мм любительского телескопа и цифровой зеркальной камеры.

Поскольку большинство людей живут в городских районах , оборудование часто должно быть портативным, чтобы его можно было унести подальше от огней крупных городов или поселков, чтобы избежать городского светового загрязнения . Городские астрофотографы могут использовать специальные фильтры для снижения светового загрязнения или узкополосные фильтры и передовые методы компьютерной обработки для уменьшения окружающего городского света на заднем плане своих изображений. Они также могут придерживаться съемки ярких целей, таких как Солнце, Луна и планеты. Другой метод, используемый любителями для предотвращения светового загрязнения, заключается в настройке или аренде времени на дистанционно управляемом телескопе в месте с темным небом. Другие проблемы включают настройку и выравнивание портативных телескопов для точного отслеживания, работу в рамках ограничений «стандартного» оборудования, выносливость контрольного оборудования и иногда ручное отслеживание астрономических объектов в течение длительных выдержек в широком диапазоне погодных условий.

Некоторые производители камер модифицируют свои продукты для использования в качестве камер для астрофотографии, например, Canon EOS 60Da , созданная на основе EOS 60D, но с модифицированным инфракрасным фильтром и малошумящим датчиком с повышенной чувствительностью к водороду-альфа для улучшенного захвата красных водородных эмиссионных туманностей. [23]

Существуют также камеры, специально разработанные для любительской астрофотографии на основе имеющихся в продаже датчиков изображений. Они также могут охлаждать датчик для снижения теплового шума при длительной экспозиции, обеспечивать считывание необработанных изображений и управляться с компьютера для автоматизированной съемки. Считывание необработанных изображений позволяет впоследствии улучшить обработку изображений, сохраняя все исходные данные изображения, что вместе со стекированием может помочь в съемке слабых объектов глубокого космоса.

Благодаря возможности съемки при очень слабом освещении несколько конкретных моделей веб-камер популярны для съемки Солнца, Луны и планет. В основном это камеры с ручной фокусировкой, содержащие датчик CCD вместо более распространенного CMOS. Объективы этих камер снимаются, а затем они крепятся к телескопам для записи изображений, видео или того и другого. В более новых технологиях снимаются видео очень слабых объектов, а самые резкие кадры видео «складываются» вместе для получения неподвижного изображения с приемлемым контрастом. Philips PCVC 740K и SPC 900 — одни из немногих веб-камер, которые нравятся астрофотографам. Для этой цели можно использовать любой смартфон , который позволяет делать длительные выдержки, но некоторые телефоны имеют специальный режим для астрофотографии, который сшивает несколько экспозиций.

Настройки оборудования

Фиксированный или штатив

Самые основные типы астрономических фотографий делаются с помощью стандартных камер и фотографических объективов, установленных в фиксированном положении или на штативе. Объекты переднего плана или ландшафты иногда скомпонованы в кадре. Объекты, запечатленные на снимке, — это созвездия , интересные планетарные конфигурации, метеоры и яркие кометы. Время экспозиции должно быть коротким (менее минуты), чтобы избежать превращения точечного изображения звезд в вытянутую линию из-за вращения Земли. Фокусное расстояние объектива камеры обычно короткое, так как более длинные объективы покажут след изображения в течение нескольких секунд. Практическое правило, называемое правилом 500, гласит, что для сохранения точечного изображения звезд,

Максимальное время экспозиции в секундах = ⁠500/Фокусное расстояние в мм × Кроп-фактор⁠

независимо от диафрагмы или настройки ISO . [24] Например, с объективом 35 мм на датчике APS-C максимальное время составляет ⁠500/35 × 1,5⁠ ≈ 9,5 с. Более точный расчет учитывает шаг пикселя и склонение . [25]

Иногда используется художественный прием, при котором звезды намеренно вытягиваются в вытянутые линии на экспозициях продолжительностью в несколько минут или даже часов, что называется « звездными следами ».

Крепления для отслеживания
Установка для астрофотографии с автоматизированной системой гида, подключенной к ноутбуку.

Телескопические крепления , компенсирующие вращение Земли, используются для более длительных экспозиций без размытия объектов. Они включают в себя коммерческие экваториальные крепления и самодельные экваториальные устройства, такие как трекеры с амбарными дверями и экваториальные платформы . Крепления могут страдать от неточностей из-за люфта в шестернях, ветра и несовершенного баланса, поэтому для исправления этих неточностей используется метод, называемый автогидированием, в качестве замкнутой системы обратной связи. [26]

Монтировки слежения могут быть двух видов: одноосные и двухосные. Монтировки с одной осью часто называют звездными трекерами. Звездные трекеры имеют один двигатель, который приводит в движение ось прямого восхождения . Это позволяет монтировке компенсировать вращение Земли. Звездные трекеры полагаются на пользователя, который обеспечивает полярное выравнивание монтировки с высокой точностью, поскольку она не может корректировать вторичную ось склонения, что ограничивает время экспозиции.

Двойные осевые крепления используют два двигателя для одновременного управления осью прямого восхождения и осью склонения. Эта монтировка компенсирует вращение Земли, управляя осью прямого восхождения, подобно звездному трекеру. Однако, используя систему автоматического наведения, можно также управлять вторичной осью склонения, компенсируя ошибки в полярном выравнивании, что позволяет значительно увеличить время экспозиции. [27]

«Пиггибэк» фотография

Piggyback астрономическая фотография — это метод, при котором камера/объектив устанавливается на экваториальном астрономическом телескопе. Телескоп используется в качестве направляющей трубы для центрирования поля зрения во время экспозиции. Это позволяет камере использовать более длительную экспозицию и/или более длиннофокусный объектив или даже прикреплять ее к какой-либо форме фотографического телескопа, коаксиального с основным телескопом.

Фотосъемка в фокальной плоскости телескопа

В этом типе фотографии сам телескоп используется как «линза», собирающая свет для пленки или ПЗС камеры. Хотя это позволяет использовать увеличение и светосилу телескопа, это один из самых сложных методов астрофотографии. [28] Это связано с трудностями центрирования и фокусировки иногда очень тусклых объектов в узком поле зрения, борьбой с увеличенной вибрацией и ошибками слежения, а также дополнительными расходами на оборудование (например, достаточно прочные крепления телескопа, крепления камеры, муфты камеры, внеосевые направляющие, направляющие телескопы, освещенные перекрестия или автоматические направляющие, установленные на основном телескопе или направляющем телескопе). Существует несколько различных способов крепления камер (со съемными объективами) к любительским астрономическим телескопам, включая: [29] [30]

Когда объектив камеры не снимается (или не может быть снят), распространенным методом является афокальная фотография , также называемая афокальной проекцией . В этом методе и объектив камеры, и окуляр телескопа прикреплены. Когда оба сфокусированы на бесконечности, световой путь между ними параллелен ( афокальный ), что позволяет камере в основном фотографировать все, что может видеть наблюдатель. Этот метод хорошо подходит для съемки изображений Луны и более ярких планет, а также узкополосных изображений звезд и туманностей. Афокальная фотография была распространена в потребительских камерах начала 20-го века, поскольку многие модели имели несъемные объективы. Она стала популярной с появлением цифровых камер типа « наведи и снимай» , поскольку большинство моделей также имеют несъемные объективы.

Фильтры

Фильтры можно разделить на два класса: широкополосные и узкополосные. Широкополосные фильтры пропускают широкий диапазон длин волн, удаляя небольшое количество светового загрязнения. Узкополосные фильтры пропускают только свет с очень определенными длинами волн, блокируя большую часть спектра.
Астрономические фильтры обычно поставляются в наборах и производятся по определенным стандартам, чтобы позволить разным обсерваториям проводить наблюдения по одному и тому же стандарту. Распространенным стандартом фильтра в астрономическом сообществе является Johnson Morgan UVB, разработанный для соответствия цветовой реакции ПЗС цвету фотопленки. Однако доступно более 200 стандартов. [32]
Удаленный телескоп

Быстрый доступ в Интернет в конце 20-го века и достижения в области компьютерного управления телескопическими креплениями и ПЗС-камерами позволяют использовать «удалённые телескопы» для астрономов-любителей, не привязанных к основным телескопическим установкам, для участия в исследованиях и получении изображений дальнего космоса. Это позволяет формирователю изображений управлять телескопом на большом расстоянии в тёмном месте. Наблюдатели могут получать изображения через телескопы с помощью ПЗС-камер.

Визуализация может осуществляться независимо от местонахождения пользователя или телескопов, которые он хочет использовать. Цифровые данные, собранные телескопом, затем передаются и отображаются пользователю посредством Интернета. Примером работы цифрового удаленного телескопа для публичного использования через Интернет является обсерватория Барекет .

Галерея

Смотрите также

Астрофотографы

Ссылки

  1. ^ Сидни Ф. Рэй (1999). Научная фотография и прикладная визуализация. Focal Press. стр. 1. ISBN 978-0-240-51323-2.
  2. ↑ Историческое общество Гастингса (blogspot.com), четверг, 15 апреля 2010 г., Обзор экскурсии по дому: обсерватория Генри Дрейпера
  3. ↑ Мемуары Генри Дрейпера 1837–1882, прочитанные Джорджем Ф. Баркером перед Национальной академией, 18 апреля 1888 г.
  4. ^ Тромбино, Дон (1980). «Доктор Джон Уильям Дрейпер». Журнал Британской астрономической ассоциации . 90 : 565–571. Bibcode :1980JBAA...90..565T.
  5. ↑ Common, Andrew Ainslie & Taylor, Albert (1890). «Фотография затмения». American Journal of Photography : 203–209.
  6. ^ Шилике, Рейнхард Э.; Виттманн, Аксель Д. (2005). «О дагерротипе Берковского (Кенигсберг, 1851 г., 28 июля): первая правильно экспонированная фотография солнечной короны». В Виттманне, AD; Вольфшмидт, Г.; Дюрбек, HW (ред.). Развитие солнечных исследований / Entwicklung der Sonnenforschung . немецкий. стр. 128–147. ISBN 3-8171-1755-8.
  7. ^ Эдвард Эмерсон Барнард (1895). Астрономическая фотография. стр. 66.
  8. ^ "The Great Refractor". Обсерватория Гарвардского колледжа . Получено 18 мая 2021 г. В 1850 году [...] первый дагерротип звезды, яркой Веги, был сделан JA Whipple, работавшим под руководством WC Bond
  9. ^ Спектрометры ab , ASTROLab Национального парка Мон-Мегантик
  10. ^ Себастьян, Антон (2001). Словарь истории науки. Тейлор и Фрэнсис. стр. 75. ISBN 978-1-85070-418-8.
  11. ^ loen.ucolick.org, 12-дюймовый телескоп Ликской обсерватории
  12. ^ JB Hearnshaw (1996). Измерение звездного света: два века астрономической фотометрии . Cambridge University Press. стр. 122. ISBN 978-0-521-40393-1.
  13. ^ Страница обсерватории Лик в Университете Колорадо, посвященная телескопу Кроссли
  14. ^ См., например, патент США № 4,038,669, Криогенные камеры, Джон М. Герра, 26 июля 1977 г.
  15. ^ "ПЗС, КМОП и будущее астрофотографии". Sky and Telescope . Американское астрономическое общество . Получено 1 марта 2023 г. .
  16. ^ "Данные CMOS VS CCD. Какой из них лучше?". Telescope Live . Telescope Live Ltd . Получено 8 ноября 2024 г. .
  17. ^ Чан, Мария (2022). «Лучшее программное обеспечение для стекирования астрофотографии [Ultimate Guide]» . Получено 14 августа 2022 г. .
  18. ^ Gladysz, Szymon (2008). "Удачное изображение и различение спеклов для обнаружения слабых спутников с помощью адаптивной оптики". В Hubin, Norbert; Max, Claire E; Wizinowich, Peter L (ред.). Системы адаптивной оптики . Труды SPIE. Том 7015. стр. 70152H. Bibcode : 2008SPIE.7015E..2HG. doi : 10.1117/12.788442. S2CID  121543131.
  19. ^ "Марсианские цвета". Don Davis Space Art . Получено 4 мая 2024 г.
  20. ↑ Сингапур, AFP (24 января 2021 г.). «Это изображение было улучшено с помощью фотографии Венеры, сделанной советским космическим аппаратом «Венера-13». Проверка фактов . Получено 4 мая 2024 г.
  21. ^ Митчелл, Дон П. "Образы Венеры". Дон П. Митчелл . Получено 4 мая 2024 г.
  22. ↑ Митчелл, Дон П. (7 октября 1959 г.). «Советские космические камеры». Дон П. Митчелл . Получено 5 мая 2024 г.
  23. ^ "Анонсирована астрофотокамера CanonEOS 60Da". 24 января 2011 г. Получено 30 апреля 2012 г.
  24. ^ Дайер, Алан (2014). Как фотографировать и обрабатывать ночные пейзажи и покадровую съемку. ISBN 0993958907.
  25. ^ «Почему вам все равно следует использовать правило 500 для астрофотографии».
  26. ^ «Что такое автогид?». Журнал BBC Sky at Night . Получено 9 января 2022 г.
  27. ^ Баллард, Джим (1988). Справочник для следопытов . Sky Publishing Corporation. ISBN 0933346476.
  28. ↑ Астрофотография с прямым фокусом – Астрономический клуб Прескотта. Архивировано 31 июля 2010 г. на Wayback Machine .
  29. ^ Майкл А. Ковингтон (1999). Астрофотография для любителей. Cambridge University Press. стр. 69. ISBN 978-0-521-62740-5.
  30. ↑ Кейт Маккей, сайт Кейта по астрофотографии и астрономии, Методы астрофотографии. Архивировано 31 августа 2009 г. на Wayback Machine.
  31. ^ Райт, Ричард. «Как фокусное отношение влияет на ваши астроизображения». Sky & Telescope . Получено 15 марта 2021 г. .
  32. ^ Галлауэй, Марк (2020). Введение в наблюдательную астрофизику (2-е изд.). Springer Nature Switzerland AG. стр. 17–19. ISBN 978-3-030-43551-6.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки