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 20–30 кг.
— 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$, что есть грабли N4, так что имхо оно того не стоит — если ставить целью делать качественные фото, проще купить экваториальную монтировку сразу, чем делать такой сомнительный апгрейд.
В моем случае, все было решено за меня — экваториальная монтировка банально не помещается на моем балконе, так что выбора в общем-то и не было, пришлось брать альт-азимутальную.
— Монтировка Добсона
Самый простой и дешевый тип монтировок. Для астрофото по большому счету не подходит вообще, кроме Луны и планет. Сейчас есть компьютеризированные монтировки Добсона с электромоторами, однако их цена совсем немалая, и смысла в этом для астрофото в общем, нет.
Однако, плюс монтировки Добсона в ее дешевизне — например, за ту же цену можно купить 125 мм телескоп с электроникой, или 200 мм телескоп на монтировке Добсона. Очевидно, что второй покажет гораздо больше. В общем, если денег мало то об этом тоже можно подумать.
Апертура (диаметр объектива)
По большому счету, для астрофотографии апертура не так уж критична — в отличие от глаза, камера может накапливать свет. Но ведь в телескоп хочется еще и смотреть, так что этот параметр весьма важен. Все зависит исключительно от цены и финансовых возможностей покупающего. Примерно, можно выделить несколько вариантов:
— до 120 мм: по сути больше игрушка, в которую кое что можно посмотреть, но выбор объектов будет сильно ограничен. Цена вопроса до 600$.
— 120–160 мм: средний уровень, вполне пригодный как для начала, так и для дальнейшего «роста». Цена вопроса 600–1200$.
— 200 мм и выше: для сильно продвинутых любителей, тут уже встают вопросы как цены так и габаритов.
В целом, тут есть грабли N5 — это масса и габариты телескопа. Можно купить просто отличный телескоп массой 30 кг, и желание выносить его на улицу отпадет на 3й раз наблюдений. Телескоп с диаметром 5–8» вполне неплохой компромисс для начала, позволяющий с одной стороны, много чего увидеть, с другой стороны, это не так уж напряжно в плане габаритов и цены.
Разумеется, есть другие параметры, такие как оптическая схема, светосила, фокусное расстояние, но все в целом не описать в одной статье.
В моем случае, исходя из требования компактности, был приобретен телескоп Celestron Nexstar 6».
Выбор камеры
Когда-то давно, лет 5–10 назад, любители астрономии ставили на телескопы цифромыльницы через переходники и переделывали веб-камеры. Сейчас это стало неактуально, появились более-менее готовые решения, основных производителей любительских камер два: QHY и ZWO. Камера подсоединяется к телескопу вместо окуляра, в качестве интерфейса используется USB2 или USB3.
Как и в любой другой фототехнике, цена здесь зависит от размера матрицы и количества мегапикселов. Еще камеры бывают монохромные и цветные, модели с охлаждением и без. Примерная цена вопроса — от 200$ 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 80 км 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:
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.
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.
«Ничто так не увлекает меня, как звездное небо над головой и моральный закон во мне», написал еще Иммануил Кант. Астрономия и астрофотография это один из способов узнать небо поближе, хотя нельзя не признать, что с современным развитием цивилизации увидеть небо все сложнее и сложнее…
