Astrofotografie - část 4: Jak se fotí s pointací

ČLÁNKY V SÉRII:

1. Úvod a vybavení
2. První fotografování
3. Focení přes zrcadlový teleskop
4. Jak se fotí s pointací
5. Co dokáže větší teleskop
6. Focení s mono kamerou
7. Co bych si přála vědět, když jsem začínala

Po dvou měsících pro vás zase mám něco nového. V minulém článku jsem se trochu rozepsala o fotografování vesmírných objektů přes zrcadlový teleskop typu newton a dozvíte se v něm, proč už nechci fotit přes nic jiného. V článku jsem končila příslibem, že Vám zase prozradím něco nového, jakmile si pořídím zařízení zvané autoguider. A teď už mám pár zkušeností i s ním, takže pojďme na to.

Připomínám, že moje dosavadní vybavení byla montáž Skywatcher EQ-35, teleskop Omegon 150/750mm s komakorektorem a dva foťáky Nikon D500 a D800. Od minula se moje výbava rozšířila ještě o modifikovaný Canon 5D Mark II, ale hlavně o autoguider (tedy malé zařízení, které opravuje chyby montáže) a také o nutné vybavení, které potřebuje. A to je malá kamerka nasazená na dalekohlídek Skywatcher Evoguide 50.

Moje maličkost s již kompletní výbavou. Přibyl pointační dalekohlídek, kamerka a autoguider Lacerta MGen III. A spousta kabelů. :-)

CO JE TO POINTACE A JAK FUNGUJE

Pointace je metoda, která slouží jedinému účelu - umožnit nám v astrofotografii dělat co nejdelší snímky s hezky symetrickými kulaťoučkými hvězdami. Posun dalekohledu dle rotace Země sice obstarává motorizovaná montáž, ale ta není dokonalá a dělá drobné chyby, které se projevují na expozicích delších než cca 1 minuta. Pro seriózní astrofoto je ale vhodnější dělat snímky delší, třeba 3 až 5 minut. Proč? Mezi astrofotografy je toto téma hodně diskutované. Expozice 100 x 30s nebo 10x 300s by přece měla přinést stejný výsledek, když to znamená stejnou výslednou expoziční dobu, nebo ne? Pravděpodobně ne, protože druhá varianta pochytá víc fotonů a přinese lepší výsledky, a zároveň se zvyšuje SNR (Signal to noise ratio), takže vlastně klesá míra šumu. Problematika je to docela složitá - kdybyste o tom chtělůi vědět víc, doporučuji toto video.

Je tedy lepší dělat snímky o něco delší. To nám zároveň umožní snížit ISO a tím zvýšit dynamický rozsah, snížit šum a zlepšit míru detailů - prostě samé výhody. A k tomu tedy slouží autoguider - zařízení umožňující pointaci. Ta se dá dělat buď přes počítač, na němž běží software (např PHD2), nebo můžete využít chytrý samostatný autoguider jako já (Lacerta Mgen III).

Test na hvězdě Betelgeuse. Foceno stejnou hodinu za stejných podmínek při stejně ustavené montáži - na první fotce je guiding vypnutý, na druhé zapnutý.

Co vlastně autoguider dělá? Je to jednoduché. Je napojen k malé kamerce a ta kouká přes malý pointační dalekohled. Autoguider sleduje přes kamerku hvězdy v dalekohledu a monitoruje, kam se při pohybu montáže průběžně hýbou. Pomocí síťového kabelu pak autoguider montáži říká, jak opravit svůj pohyb, aby hvězdy zůstávaly na svém místě. Takto si zařízení s montáží povídá každou vteřinu a zajišťuje, aby motory neuhnuly ani o pár pixelů.

Mlhovina Koňská hlava. Můj první snímek s použitím autoguideru, který mi umožnil natáhnout jeden snímek až na 3,5 minuty. Složeno z 18 snímků po 210s. Obraz mám již lepší a můžete ho koupit zde.

VYŘEŠENO? ANI NÁHODOU...

Ráda bych Vám napsala, že po zapojení autoguideru jsem se schovala do tepla a tam si dala mojito u dalšího dílu Battlestar Galacticy. Ale realita byla přesně opačná. Bída, zmar a zmatek. Praxe (ale i zkušenější kolegové) mě učí, že astrofoto fakt není o tom, co si zamaneme, ale co si zamane počasí a naše vybavení. První noc se mi nejdřív nepodařilo s kamerkou zaostřit kvůli příliš dlouhému adaptéru (nakonec pomohl tchán a jeho cirkulárka. Zničili jsme adaptér, ale problém jsme vyřešili). Následně jsem se potýkala se samotným ostřením na pointační hvězdy. To určitě nepodceňte - kamerka by měla vidět opravdu co nejostřeji, protože každý pixel se u pointace počítá.

Galaxie Větrník (M101), celkem 90x180s RGB + 65x300s H-alfa. Obraz můžete koupit tady.

Ani skvělé zaostření mi ale pohodlí nezajistilo. Očividně i ten nejdražší autoguider může selhávat, jakmile se objeví drobný mrak, nebo jakmile si prostě usmyslí, že se ztratí. Moje Lacerta zatím zlobí víc než patnáctiměsíční syn, a to je co říct! I na jasné obloze se zčistajasna rozhodne zabloudit a zmateně odvést zorné pole dalekohledu zcela mimo focený objekt. Edit 12. 2. 2023: Zpětně musím uznat, že mnoho chyb jsem si způsobila sama a ztrácení guideru způsobovalo zejména nedokonalé ustavení na Polárku a chybné vyvážení, viz článek Část 7.

Určitě Vám doporučuji montáž hlídat a nezačínat hned s tím, že vše nastavíte a půjdete si lehnout. Prospat celou noc, zatímco se ve foťáku nebo kameře peče fotografický zázrak, fakt nedoporučuju začátečníkovi. Mohli byste být zklamaní.

Mlhovina Rybí hlava - bicolor. 140 snímků vodíku a 100 snímků kyslíku. Každý snímek 120s. Obraz můžete koupit zde.

Nechci Vás uvést v omyl - autoguider je užitečná a skvělá věc. Nečekejte ale, že z astrofota odstraní dřinu. Stále fotím s malým newtonem (150mm) a neznám problémy s kolimací a dalším štelováním jako fotografové s většími dalekohledy, a přesto je pro mě astrofoto už teď víc záležitost štěstí než umění. Drahým vybavením si vlastně jen snižujete pravděpodobnost, že se věci podělají a že po několika hodinách práce budete mít víc kruhů pod očima než použitelných snímků.

Navzdory všem problémům se Vám investice i úsilí stokrát vrátí, když nastane správná (a to doslova) konstelace hvězd a zafunguje jak vybavení, tak podmínky. Výsledek potom vynahradí všechny zoufalé momenty, kdy dalekohled nepochopitelně tancuje na montáži jako fanynka Rihanny v první řadě a kdy jediný mrak na obloze zakrývá zrovna to místo, které fotíte.

Kometa C/2022 E3 ZTF z února roku 2023. 40 snímků po 60s, foceno pomocí autoguideru Lacerta MGen III. Obraz můžete koupit zde.

NOVÁ NUTNOST - DITHERING

Aby těch novot s pointací nebylo málo, musím ještě zmínit poslední věc, kterou nyní budete potřebovat znát, a tou je dithering. Pod tímto pojmem se skrývá řešení nového problému, který vás čeká.

Pokud je pointace přesná (a to samozřejmě chcete), budou na všech snímcích hvězdy na zcela totožné pozici. To ale platí také pro všechny pixely na snímači. Určitě víte, že pixely snímače jsou typicky mírně odlišně prosvícené a některé jsou dokonce přesvětlené (hot pixely) a některé zase vůbec (dark pixely). Pokud budou všechny pixely vždy na stejném místě na každé subexpozici, při sčítání sníků v počítači to znásobí všechny vady senzoru a výsledná fotografie bude plná fleků nebo čar, kterým se také říká "walking noise". A těchto nedostatků se pak prakticky nedá zbavit.

Skupina galaxií zvaná Markarianův řetěz. 4 hodiny expozic s pomocí autoguideru.

Aby se tomu zabránilo, existuje právě dithering. Je to jednoduchý princip, který lze při každé pointaci zapnout. Po každé expozici dá guider montáži pokyn, aby lehce hýbla se záběrem a dostala hvězdy do maličko jiné pozice. Tím se po skložení expozic vady na snímači "znáhodní" a nebudou vidět.

Zní to jednoduše? No, ono to jednoduché je, pokud narozdíl ode mě přemýšlíte. Automaticky jsem totiž i s autoguiderem fotila tak, jako vždycky - s dálkovou spouští. Jenomže takhle nemůže dithering fungovat, protože autoguider netušil, kdy fotím a kdy ne! Jediný způsob, jak se samostatným autoguiderem fotit a používat dithering, je propojit fotoaparát právě s autoguiderem a dálkovou spoušť nepoužívat. Samostatné guidery jaké třeba Lacerta MGen umí běžným kabelem komunikovat s fotoaparátem a expozici lze nastavovat právě na ní. Pak je vše v pořádku. Pokud k pointaci hodláte používat počítačový software (třeba PHD2), budete už muset fotit astrokamerou pomocí například programu NINA. Viz článek 6. 

DOSAVADNÍ REKAPITULACE

Shrnuji to nejdůležitější, co mi v začátcích nejvíc pomohlo a co tedy doporučuji i Vám, pokud se do astrofota pustíte:

1. Používejte program Stellarium, Windy, Meteopres i aplikace jako Clear Outside a podobně. Kombinace předpovědí z těchto aplikací se bude blížit realitě

2. Nezačínejte s velkými dalekohledy. Klidně si nejdřív pořiďte malou montáž a foťte širokoúhle. Pokud začínáte se zrcadlovým teleskopem, nepořizujte si větší než 150/750mm. S komakorektorem bohatě stačí.

3. Používejte vždy správné, bezpečné elektrické zdroje a nepodceňujte baterie fotoaparátů, v mrazu se rychle vybijí

4. Pořádně ustavte montáž na Polárku, i kdyby to mělo trvat hodinu. I malá chyba bude na fotkách vidět, což je vždycky škoda

5. Po ustavení montáže opravdu nezapomínejte ověřit, zda je montáž i s nákladem (dalekohled, protizávaží) správně vyvážená. Pak nezapomeňte vždy otočit osu tak, aby závaží mířilo přímo dolů. Používejte při vypínání montáže funkci Park Scope

Galaxie Jehla (NGC4565), 28x240s. Obraz můžete koupit zde.

6. Pokud nemůžete objekt najít, vždy se zorientujte dle nejbližší jasné hvězdy od něj a nepoužívejte alignment podle typicky doporučených hvězd

7. Pořádně tuto jasnou hvězdu zaostřete pomocí Bachtinovy masky. A pokud to nejde, máte foťák či kameru nejspíš moc daleko od ohniska ostření a je potřeba ho dostat fyzicky blíž k sekundárnímu zrcátku. Hledejte možnosti zkrácení okulárového výtahu. Občas to vyřeší vyjmutí prodlužovacích členů nebo jiná možnost napojení.

8. Autoguider zapínejte až ve chvíli, kdy si vyřešíte nalezení objektu a kompozici, pořádně zaostřete pointační dalekohled

Reflexní mlhovina M78 v souhvězdí Orion. 50 snímků po 180s.

9. Foťte s foťákem propojeným s autoguiderem. Pravidelně kontrolujte, zda je vše v pořádku. V případě problémů se snažte pointaci restartovat. Pokud se montáž ztratí na delší dobu, bude nutné znovu nakomponovat zorné pole

10. Pro zpracování fotografie nezapomeňte vždy nafotit Dark snímky, Flat snímky, Bias snímky a použít v nejhorším případě Deep Sky Stacker, v ideálním pak Astro Pixel Processor nebo PixInsight

No a hlavně: Užívejte si oblohu, než se vše nafotí - vemte si triedr a pozorujte nádheru nočního nebe. Pak Vám ty hodiny expozic utečou jako voda! Jo... a teple se oblečte!

KAM DÁL

Mé astrofoto dobrodružství zdaleka nekončí. V dalším článku se podíváme, jaký rozdíl v kvalitě snímků přinese pořízení velkého amatérského teleskopu. Výsledky jsou zajímavé, takže si další díl nenechte ujít.

Další článek