Астрофотография с "Olympus SP-350"

Любительская астрономия. Астрофотография с "Olympus SP-350"

От астрономов-любителей нередко можно услышать, что из всех имеющихся в продаже цифровых фотоаппаратов для астрофотографии пригодны только зеркальные. В значительной мере это утверждение справедливо, потому что даже недорогие зеркальные цифровые камеры (наибольшей популярностью пользуется серия "Canon 300D/350D/400D") позволяют при минимуме усилий добиваться впечатляющих результатов. Чтобы убедиться в этом, достаточно ознакомиться с фотографиями, публикуемыми на крупнейших астрофорумах в Интернете. Цель данной статьи - продемонстрировать, чего можно достичь с более доступной фотоаппаратурой по сравнению с зеркальными цифровыми камерами. Мы не касаемся такого специфического направления астрофотографии, как видеосъемка планет и Луны. Все приведенные здесь снимки получены с помощью цифрового фотоаппарата "Olympus SP-350", причем все они - фрагменты почти необработанных одиночных снимков.

Созвездие Ориона. Блеск самых слабых звезд достигает 9т. Снимок сделан с ручным ведением через телескоп, чувствительность ISO 400, экспозиция 419 с (См. фото слева). Пояс Ориона и туманность Ориона (М42; указана стрелкой). Блеск самых слабых звезд достигает 10™. Снимок сделан с ручным ведением через телескоп при максимальном трехкратном оптическом увеличении фотоаппарата, чувствительность ISO 400, экспозиция 278 с, (См. фото справа). 55,9Kb Увеличить

Поясню, почему мой выбор пал именно на "Olympus SP-350". Причина - сочетание в легком, компактном и недорогом 8-мегапиксельном аппарате следующих особенностей:

Все это есть у фотоаппаратов данной серии (SP-310/320/350), однако у SP-350 имеется еще одна деталь - гнездо для внешней вспышки в верхней части корпуса. Поскольку такую вспышку я использовать не планировал, то сначала на это отличие внимания не обратил, но впоследствии гнездо оказалось весьма полезным, хотя и было использовано не по назначению, о чем пойдет речь ниже.

Самое простое применение цифрового фотоаппарата в астрофотографии - съемка неба с неподвижного штатива. Для этого нужно выставить режим приоритета выдержки и диафрагмы (обозначается буквой М), заблокировать вспышку, установить ручную фокусировку на бесконечность, активировать функцию подавления шумов и выбрать нужную чувствительность (я обычно также выставляю баланс белого на солнечный свет). Затем остается только выбрать оптическое увеличение фотоаппарата и навести его на нужную область неба. Но нажатие на спуск обычно приводит к дрожанию фотоаппарата и смазыванию изображения в самом начале экспозиции. Этого можно избежать, если использовать автоспуск (задержку спуска на 12с), но он действует только для экспозиций до 15 с. А в режиме BULB кнопку спуска нужно держать нажатой в течение всей экспозиции, что только увеличивает вибрацию стоящего на штативе фотоаппарата.

Спусковой тросик, его фиксатор и простейшее самодельное приспособление для крепления тросика на фотоаппарате "Olympus SP-350". 30,9Kb Увеличить

Выход простой: нужно приладить к фотоаппарату спусковой тросик. Задача нетривиальная, поскольку у "Olympus SP-350" корпус сложной формы и невозможно зацепиться, чтобы создать точку опоры для тросика. Но мне удалось найти простое решение: устройство можно закрепить за скобку для ремешка и разъем внешней вспышки на верхней стороне корпуса. Упругая пластина из широкой полоски дюраля надежно фиксируется таким способом, легко и быстро снимается-надевается, а главное - не мешает доступу к кнопкам управления камерой и разъему питания от сети.

Еще одно полезное приспособление - фиксатор тросика. Устроен он очень просто: это выгнутая металлическая скоба, с одной стороны которой продет тросик, а на конце другой привинчена легко поворачивающаяся пластина. Во время съемки после нажатия на поршень тросика пластинку можно повернуть и подвести под поршень, что воспрепятствует его обратному ходу. После окончания экспозиции пластинка отворачивается в сторону, тогда поршень освобождается. И то, и другое легко сделать одной рукой и на ощупь, что особенно важно при съемке с гидированием через телескоп.

Вспышка спутника "Иридиум" вечером 22 августа 2006 г. в созвездии Персея. Блеск видимых на фотографии самых слабых звезд - примерно 7.5т. Снимок сделан в Подмосковье со штатива, чувствительность ISO 200, экспозиция 96 с. 12,9Kb Увеличить

Использование штатива для съемок неба имеет существенный недостаток: из-за суточного вращения Земли на снимке изображения звезд во время экспозиции смещаются и вытягиваются в дуги. Нетрудно вычислить, что при ширине кадра 3264 пиксела и ширине поля зрения 60°(20° при трехкратном оптическом увеличении) допустимое смещение звезды на небе, при котором она переместится на матрице на 1 пиксел, составит 66" (22" при трехкратном увеличении). Поскольку небесная сфера поворачивается на 1" за 1/15 с, то максимальная выдержка при данных условиях съемки, на которой звезды на снимке еще не будут выглядеть смазанными, составит всего 4.4 с (1.5 с при трехкратном увеличении). Это справедливо для звезд вблизи небесного экватора, в общем же случае указанную экспозицию нужно умножить на косинус склонения. На снимках с такими короткими выдержками получатся только сравнительно яркие звезды, к тому же иногда бывают нужны более длительные непрерывные экспозиции, например при съемке вспышек спутников мобильной связи "Иридиум". Вспышки возникают в результате отражения света от панелей солнечных батарей "Иридиума".

Снимок Луны, полученный 21 сентября 2007 г. на неподвижном 300-мм телескопе (фокус 1800 мм). Фотоаппарат "Olympus SP-350" был закреплен за 40-мм симметричным окуляром. Чувствительность ISO 200, экспозиция 1/80 с. 15,9Kb Увеличить

Снимок Луны, полученный 21 сентября 2007 г. на 300-мм телескопе. Условия те же, что и на предыдущем снимке, но для увеличения масштаба было использовано максимальное трехкратное оптическое увеличение фотоаппарата. Чувствительность ISO 200, экспозиция 1/40 с. 12,5Kb Увеличить

Смещение звезд на матрице фотоаппарата во время экспозиции нежелательно не только по эстетическим соображениям, но и из-за снижения проницающей способности снимка (изображение звезды растягивается на много пикселов, самые слабые звезды теряются на фоне шумов). Поэтому для повышения информативности съемки желательно поворачивать фотоаппарат вслед за суточным вращением небесной сферы. Поскольку у меня еще с 1986 г. имеется телескоп "Ми-цар" (ТАЛ-1), в комплект которого входят простейшая окулярная сетка для ги-дирования и площадка для крепления фотоаппарата на оси склонений со стороны противовеса (параллельно трубе телескопа), то естественно было использовать его в качестве гида. Опорная звезда удерживается на перекрестии окуляра вращением винтов тонких движений телескопа (в основном при повороте по часовому углу), так как часового механизма у моего инструмента нет.

Самодельное устройство для крепления фотоаппарата к окуляру телескопа. 17,9Kb Увеличить

Если полярная ось телескопа выставлена точно, то при аккуратном гидировании звезды остаются точками при экспозициях в несколько минут. Для таких съемок полезен фиксатор тросика, потому что нельзя плавно повернуть винт тонкого движения на несколько оборотов одной рукой. Как минимум каждые полоборота его придется перехватывать, на это время будет задействована вторая рука. Во время экспозиции нежелательно прикосновение не только к фотоаппарату, но и к телескопу. К счастью, монтировка "Мицара" очень устойчива, поэтому ручное вращение винтов тонких движений никак не сказывается на качестве снимка. Чтобы оценить необходимую точность ведения телескопом опорной звезды, достаточно тех же вычислений, что и для неподвижного штатива, только теперь значения 66" и 22" будут означать максимально допустимую амплитуду "ухода" звезды от нити перекрестия окуляра. При увеличении в 96 раз ("Мицар" снабжен 25-мм симметричным окуляром в сочетании с линзой Барлоу) эти величины для глаза составят 106' и 35'.

Фотоаппарат "Olympus SP-350", закрепленный на телескопе для съемки с окулярным увеличением. 35,9Kb Увеличить

Другими словами, даже при трехкратном увеличении фотоаппарата при таком гидировании звезду необходимо удерживать в интервале, большем, чем видимый невооруженным глазом лунный диск! Таким образом, даже небольшой телескоп может быть использован в качестве гида для фотоаппарата. В условиях Подмосковья при небольшой засветке мне удавалось делать выдержки 4-5 мин (фон неба заметен, но еще не слишком мешает). На снимках видны не только звезды до 10m, но и такие сравнительно слабые незвездные объекты, как "Кольцо" (М57) в Лире и Крабовидная туманность (М1) в Тельце, а у туманности Ориона (М42) заметны детали строения. При съемках неба в условиях сильной засветки (например, в центре Москвы) приходится существенно ограничивать время выдержки.

Возможности небольшого цифрового фотоаппарата в сочетании с простейшим телескопом не исчерпываются прямой съемкой неба. Если надежно закрепить фотоаппарат на телескопе непосредственно за окуляром, то даже при неподвижной трубе можно фотографировать Луну. Устройство для фиксации фотоаппарата на телескопе представляет собой мой самодельный вариант баадеровской площадки, предназначенной для крепления фотоаппарата к окуляру телескопа. Хомут, охватывающий окуляр, сделан из полоски оцинковки, к одной из его сторон привинчен железный брусок: в него на резьбе входит винт, затягивающий хомут и стальной стержень. Винт желательно подобрать с пластмассовой головкой, чтобы можно было крутить пальцами, а не отверткой. На стержень насажен второй брусок со вторым винтом, фиксирующим этот брусок на стержне. К бруску крепится пластина с длинной прорезью под штативный винт, входящий в комплект "Мицара". Дальний от окуляра конец прорези расширен так, что винт можно вынуть из пластины, на остальном протяжении щель более узкая, поэтому винт не вываливается, что снижает риск потерять его при съемке в темноте. Второй брусок можно перемещать вдоль стержня и поворачивать, а фотоаппарат -вдоль прорези, то есть двигать по трем осям. Для легкого и компактного "Olympus SP-350" это пока лучшее крепление, которое мне удалось придумать.

Теория съемки неподвижным телескопом точно такая же, как описанная выше. Допустимое время экспозиции, за которое небо повернется на угол, равно дифракционному пределу для данного телескопа. Например, для "Мицара" этот предел составляет 1.3". Поскольку скорость вращения небесной сферы 15" в с, то максимальная экспозиция составит примерно 1/12 с. Автоматически определяемая фотоаппаратом выдержка для Луны обычно меньше этого значения, а контрастность изображения вполне достаточна для того, чтобы можно было пользоваться автофокусировкой.

Для 300-мм телескопа дифракционный предел около 0.5", поэтому и максимальная экспозиция примерно 1/30 с, но и в этом случае съемка неподвижным телескопом возможна, поскольку более крупный объектив собирает больше света. Проблемы начинаются, когда нужно сфотографировать Луну в малой фазе или ее небольшой участок. Тогда из-за падения яркости изображения перестает срабатывать автофокусировка фотоаппарата и увеличиваются экспозиции. Приходится увеличивать чувствительность фотоаппарата, устанавливать фиксированную выдержку и переходить на ручную фокусировку.

Подготовка и выпуск проект 'Астрогалактика' 19.11.2008
Автор Николай Александрович, ИКИ РАН, Москва