Fotografowanie kosmosu. Jak zrobić zdjęcia gwiazd przez teleskop?

Wybór odpowiedniego teleskopu to fundament udanej astrofotografii. Teleskopy różnią się konstrukcją, jakością obrazu i możliwościami, dlatego przyjrzyjmy się trzem głównym kategoriom: teleskopom soczewkowym, zwierciadlanym oraz systemom katadioptrycznym.

Teleskopy soczewkowe (refraktory)

Teleskopy soczewkowe, nazywane refraktorami, są jednymi z najstarszych i najczęściej wybieranych modeli do astrofotografii. Ich konstrukcja opiera się na systemie soczewek, które skupiają światło, dzięki czemu można uzyskać wyraźny i kontrastowy obraz. Refraktory idealnie sprawdzają się w fotografii obiektów głębokiego kosmosu (tzw. "deep-sky"), czyli mgławic, galaktyk i gromad gwiazd.

Wśród teleskopów soczewkowych szczególne miejsce zajmują modele apochromatyczne, które skutecznie redukują aberrację chromatyczną, czyli efekt kolorowych obwódek wokół obiektów na zdjęciu. Apochromatyczne refraktory umożliwiają fotografowanie z wyjątkową ostrością, co ma ogromne znaczenie przy uchwyceniu subtelnych detali mgławic czy spiralnych ramion galaktyk. Modele te są jednak droższe, dlatego częściej wybierają je zaawansowani astrofotografowie.

Teleskopy soczewkowe mają mniejsze obiektywy w porównaniu do teleskopów zwierciadlanych, choć ich ceny są zbliżone. To niestety ogranicza ich zdolność do rejestrowania bardzo słabego światła. Są jednak idealne do długich sesji z wykorzystaniem techniki "stackingu", gdzie większa liczba zdjęć tego samego obiektu jest nakładana na siebie w celu poprawienia jakości obrazu.

Teleskopy zwierciadlane (reflektory)

Teleskopy zwierciadlane do skupiania światła wykorzystują lustra. Najpopularniejszymi reflektorami są modele Newtona, cenione przez astrofotografów za przystępność cenową i dużą aperturę (czyli wielkość obiektywu). Duża apertura pozwala na lepsze zbieranie światła, co przekłada się na wyraźniejsze zdjęcia obiektów, takich jak planety, Księżyc czy jaśniejsze gwiazdy. Modele Newtona wyróżniają się prostą konstrukcją i jasnym obrazem, co jest kluczowe dla uzyskania detali podczas obserwacji.

Jedną z wad teleskopów zwierciadlanych jest ich wrażliwość na kolimację, czyli potrzebę regularnego kalibrowania lustra, a to bywa kłopotliwe, szczególnie dla początkujących. Dodatkowo reflektory mogą być cięższe i większe, co ogranicza ich mobilność i sprawia, że montaż jest bardziej skomplikowany.

Teleskopy katadioptryczne

Systemy katadioptryczne łączą soczewki i lustra, oferując wszechstronne możliwości obserwacyjne. Teleskopy SCT są kompaktowe i łatwe w transporcie, a ich konstrukcja pozwala na uzyskanie dużej ogniskowej w stosunkowo niewielkim urządzeniu. Dzięki tym cechom często wykorzystuje się je w astrofotografii obiektów dalekiego kosmosu.

Modele Schmidt-Cassegrain umożliwiają zastosowanie specjalnych kamer CCD i innych zaawansowanych urządzeń, co daje ogromne możliwości astrofotografom na każdym poziomie zaawansowania. Teleskopy tego rodzaju są kompaktowe i oferują dużą ogniskową, ale ich wysoka cena może odstraszać początkujących. Niestety mogą również mieć mniejszą jasność niż reflektory, przez co są mniej skuteczne w fotografii obiektów o słabym świetle.

Wybór odpowiedniego montażu zależy zarówno od rodzaju obiektów, które planujesz fotografować, jak i od technik, które zamierzasz stosować. Istnieją trzy główne typy montażu, które różnią się mechaniką i zastosowaniem.

Montaż azymutalny

Montaż azymutalny jest jednym z najprostszych systemów mocowania teleskopu. Umożliwia poruszanie się w dwóch osiach: poziomej (azymut) i pionowej (wysokość). Dla początkujących użytkowników montaż azymutalny jest łatwy do opanowania, dzięki czemu pozwala na szybkie rozpoczęcie obserwacji i krótsze sesje fotograficzne, które nie wymagają długiego naświetlania.

Ten rodzaj montażu teleskopu nie jest idealny do dłuższych ekspozycji, ponieważ nie został zaprojektowany do precyzyjnego śledzenia ruchu gwiazd. Ruch obiektów na niebie nie jest równy na obu osiach - gwiazdy przesuwają się po łukach, dlatego zdjęcia wykonywane na montażu azymutalnym przy długim czasie naświetlania będą rozmyte z powodu rotacji pola.

Montaż paralaktyczny (ekwatorialny)

Montaż paralaktyczny jest bardziej zaawansowanym rodzajem mocowania teleskopu. Pozwala na śledzenie ruchu gwiazd w jednej osi, co odpowiada ich rzeczywistemu przemieszczaniu się po sferze niebieskiej. W tym przypadku musimy ustawić teleskop na biegun nieba (w półkuli północnej jest to Gwiazda Polarna), aby uzyskać maksymalną precyzję w śledzeniu obiektów.

Montaż ekwatorialny jest niezastąpiony w astrofotografii z długim czasem naświetlania. Umożliwia precyzyjne śledzenie obiektów, minimalizując ich rozmycie. Wówczas możemy fotografować galaktyki, mgławice i gromady gwiazd, które wymagają uchwycenia bardzo słabego światła, a więc dłuższych ekspozycji. Fotograf może skupić się na dopracowaniu parametrów zdjęcia bez obaw, że obiekt zniknie z kadru. Przed rozpoczęciem sesji fotograficznej konieczna jest dokładna kalibracja teleskopu i ustawienie go na biegun nieba

Automatyczne śledzenie - wygoda i precyzja dla wymagających

Wiele nowoczesnych teleskopów wyposażonych jest w komputerowy system automatycznego śledzenia, który korzysta z technologii GPS oraz precyzyjnych silników krokowych di śledzenia obiektów na niebie. Dzięki takiemu rozwiązaniu teleskop automatycznie koryguje swoją pozycję, eliminując potrzebę manualnego ustawiania i ciągłego dostrajania pozycji.

Automatyczne śledzenie to doskonałe rozwiązanie dla astrofotografów, którzy chcą uchwycić delikatne szczegóły mgławic, galaktyk i innych odległych obiektów, bez obawy o rotację pola i rozmycie. Tego typu montaż jest szczególnie przydatny przy zastosowaniu kamer CCD i specjalistycznych obiektywów do fotografii kosmicznej, ponieważ pozwala na wykonywanie ekspozycji trwających nawet kilka godzin. Koszty teleskopów z automatycznym śledzeniem są wyższe, a to może stanowić barierę dla początkujących astrofotografów. Ponadto, systemy te wymagają dodatkowej kalibracji i zasilania, więc mogą być kłopotliwe podczas długich sesji z dala od źródła energii.

Smartfon może być wystarczający do podstawowej astrofotografii, zwłaszcza jeśli masz model z dobrą kamerą i odpowiednimi aplikacjami do długich ekspozycji. Jednak astrofotografowie najczęściej stosują aparaty z wymienną optyką (DSLR) oraz bezlusterkowce. Dobrze sprawdzają się modele z pełnoklatkową matrycą, która lepiej rejestruje szczegóły przy słabym świetle. Popularne marki, takie jak Canon i Nikon, oferują specjalne wersje swoich aparatów dostosowane do astrofotografii, z modyfikacjami filtrów podczerwieni.

Kamery CCD i CMOS, używane w profesjonalnej astrofotografii, oferują znakomitą czułość i wysoką jakość obrazu. Dzięki nim można rejestrować subtelne szczegóły mgławic i galaktyk. Są to jednak bardziej kosztowne urządzenia (4000 - 16000 zł) i wymagają odpowiedniego oprogramowania do obróbki.

Korzystając zarówno z lustrzanki, jak i z bezlusterkowca możemy fotografować kosmos bez obiektywu, w ognisku głównym teleskopu. W przypadku teleskopu o ogniskowej 1000mm, możemy fotografować z ogniskową 1000mm. Po zdjęciu obiektywu aparatu, w bagnecie aparatu mocujemy pierścień T2. Ze względu na to, że każdy model aparatu ma inny system mocowania, dla niemal każdego aparatu potrzebny jest również odpowiedni pierścień T2.Po drugiej stronie pierścienia znajdziemy gwint T2. W ten gwint wkręcamy tuleję okularową 1,25", 2" lub łączymy ją bezpośrednio z wyciągiem okularowym. Od strony aparatu znajduje się odpowiedni gwint, a od strony wyciągu okularowego adapter. 

Do fotografowania planet przy użyciu lustrzanki lub bezlusterkowca można zastosować projekcję przez okular. Wykorzystuje się do tego specjalne adaptery w formie wydłużonej tulei, do której można włożyć w okular. Obraz, powiększony przez okular, trafia na matrycę aparatu. Wielkość powiększenia można dostosować, zmieniając ogniskową okularu. Jednak efekty często nie przewyższają tych, które można uzyskać za pomocą aparatu kompaktowego. Warto również upewnić się, że wyciąg okularowy jest odpowiednio wytrzymały, aby stabilnie utrzymać ciężar aparatu i dodatkowych akcesoriów.

Do fotografowania kosmosu zalecane są długie czasy naświetlania - nawet do kilku minut, aby można było uchwycić jak najwięcej światła. Długi czas naświetlania pomaga w rejestracji słabo widocznych obiektów, jednakże, im dłużej migawka aparatu jest otwarta, tym większe ryzyko, że jakiekolwiek ruchy aparatu spowodują rozmycie obrazu. Dlatego warto zainwestować w dobry statyw i aparat z automatyczną stabilizacją obrazu.

ISO powinno być ustawione na poziomie, który pozwala na rejestrację słabego światła, ale jednocześnie minimalizuje szumy. Zazwyczaj warto eksperymentować w przedziale 800-3200, w zależności od możliwości aparatu i stopnia ciemności otoczenia.

Balans bieli należy ustawić na "światło dzienne" lub "neutralne", aby zachować naturalne kolory nieba. W postprodukcji można dopracować kolory, ale warto zadbać, by początkowe ustawienia były neutralne.

Fotografowanie kosmosu nie kończy się na zrobieniu zdjęcia - kluczową rolę odgrywa postprodukcja. Obróbka zdjęć astrofotograficznych pozwala na wydobycie szczegółów, które nie są widoczne gołym okiem. Podczas korekty warto zwrócić uwagę na:

• stacking zdjęć: technika "stackingu" polega na łączeniu wielu zdjęć tego samego obiektu, co pozwala zredukować szumy i wydobyć więcej detali. Popularne programy do stackingu to DeepSkyStacker oraz PixInsight;
  
  
• korekcja szumów: nawet przy dobrze dobranym ISO, zdjęcia nocnego nieba mogą mieć widoczne szumy. Warto je zredukować w programach graficznych, np. Adobe Photoshop lub Lightroom;
  
  
• dopasowanie kolorów i kontrastu: poprawa kolorów i kontrastu pozwala na lepsze wyeksponowanie mgławic, galaktyk i innych obiektów kosmicznych. Programy takie jak Lightroom, GIMP lub Affinity Photo oferują narzędzia do precyzyjnej edycji kolorów.

Przeczytaj również:

Jak wybrać najlepszy teleskop do obserwacji gwiazd i nocnego nieba?

Kosmiczny listopad. Odkryj wszystkie tajemnice nocnego nieba

Zrób świetne zdjęcie pełni. Księżyc w listopadzie będzie mroźny

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!