Per l'astrofotografia a lunga posa di galassie, nebulose o ammassi stellari vogliamo utilizzare il telescopio come obiettivo fotografico della camera.
In questo modo avremo a disposizione quello che potremmo definire teleobiettivo manuale a lunga focale (ad esempio 500mm o 600mm) di elevatissima qualità e che ci consente di avere contemporaneamente un elevato ingrandimento ma anche un rapporto focale non troppo lungo, perfetto per la ripresa a lunga posa di soggetti deboli.
Per la fotografia di oggetti deboli si collega la fotocamera utilizzando la tecnica del fuoco diretto con 2 accessori:
Questi accessori, nel caso di una camera dotata di sensore FX come la D810A, potrebbero portare ad una leggera vignettatura dell'immagine (caduta di luce verso i bordi) in quanto la diagonale del sensore (47mm) è maggiore rispetto all'apertura libera dell'adattatore fotografico (42mm).
Quindi, se l'anello T2 va bene per sensori DX, per i sensori FX si utilizzano gli adattatori fotografici con filetto da 48mm, quindi con questo schema:
Nel nostro esempio con AIRY BLACK 90T, abbiamo visto che utilizzeremo anche lo spianatore di campo che funziona anche da adattatore fotografico e che dispone posteriormente (lato camera) di un filetto M48. Quindi utilizzeremo questo schema:
In questo modo otterremo uno schema ottico adatto anche a sensori di grandi dimensioni, in grado di generare un campo piano molto grande e quindi stelle puntiformi anche con sensori di dimensioni molto grandi (come quello della D810A).
Questa è una delle ragioni che quasi sempre portano, per l'astrofotografia, ad usare un telescopio piuttosto che ad un teleobiettivo fotografico a lungo fuoco. Infatti, anche non considerando la grande differenza di prezzo (un teleobiettivo con 600mm di focale può costare anche 10.000 € mentre il telescopio AIRY BLACK 90T, che ha sempre 600mm di focale, costa 1.500 €) un teleobiettivo fotografico usa un elevato numero di lenti e dispone di una serie di caratteristiche avanzate come l'autofocus che però sono inutili in astrofotografia (dove per generare immagini stellari perfettamente corrette è preferibile usare un minore numero di lenti ma di elevatissima qualità e dove la messa a fuoco si esegue all'inizio della sessione di ripresa e non cambia durante le lunghe catture).
Il telescopio con la camera collegata viene quindi collegato alle montature equatoriali attraverso piastre che offrono un dispositivo di aggancio rapido e solido. Le piastre sono costruite con 2 standard diversi: quelle tipo Vixen larghe 44mm e quelle tipo Losmandy larghe 74mm. Ovviamente più larga è la piastra meglio è in quanto offre una maggiore superficie di fissaggio sulla montatura. Ma per scegliere la piastra corretta, dovete prima di tutto vedere qual è l'attacco compatibile con la vostra montatura. Ad esempio la nostra montatura HEQ5 dispone di un attacco per piastre tipo Vixen quindi avremo bisogno di questo tipo di piastra per collegarci il nostro telescopio AIRY BLACK 90T.
La montatura del telescopio è dotata di una pulsantiera con database interno di moltissimi oggetti che ne consente la selezione e il puntamento automatico. Anche la camera D810A ovviamente dispone di tutta l'elettronica che ne consente il completo funzionamento, con particolari funzioni adatte all'astrofotografia come la possibilità di mettere a fuoco in LiveView anche su stelle relativamente deboli o la possibilità di selezionare tempi di posa molto lunghi, fino a 900 secondi. Ma quando parliamo di astrofotografia a lunga posa di oggetti deboli ci riferiamo a riprese effettuate ad alto ingrandimento (solitamente superiore rispetto a quelli fatti con un obiettivo fotografico) e questo richiede un livello di controllo e precisione decisamente elevato. Per questo, in astrofotografia digitale, si è diffuso l'uso di un computer di controllo esterno dotato di appositi software che ad esempio, consentono di:
Tutte queste funzioni richiedono un computer di controllo esterno. Solitamente si porta sul campo un computer portatile (i software per astronomia sono quasi tutti per Windows) a cui collegare tutti gli strumenti (nel nostro esempio, la montatura, la camera D810A e la camera di autoguida). In aggiunta ai cavi di alimentazione di tutti questi strumenti e del computer stesso, questo crea setup spesso complicati, ad alto consumo energetico (in computer portatile con alimentatore 220V può consumare da solo molta corrente e quindi richiedere una batteria grande e pesante da portare sul campo) e lunghi solo da preparare sul campo. Per eliminare tutti questi problemi utilizziamo Eagle, l'unità di controllo che si installa direttamente sul telescopio e che comprende un computer, un sistema di controllo wireless e un bridge di alimentazione. Eagle si controlla attraverso una connessione WiFi usando un qualsiasi tablet, smartphone o computer esterno (dotato di qualsiasi sistema operativo) e velocizza il trasporto e l’utilizzo del nostro telescopio per astrofotografia
Eagle ci consente di utilizzare qualsiasi dei tantissimi software per astrofotografia per Windows, che gli astrofili usano per comandare il telescopio, la camera e i vari accessori. Tra questi, abbiamo scelto di usare:
Quindi potremo controllare tutti i componenti del telescopio anche da una certa distanza senza doverci fisicamente collegare allo strumento. Questa funzione è particolarmente utile quando c'è molto freddo e, durante la notte, vogliamo ad esempio rimanere in macchina mentre impostiamo e comandiamo il telescopio.
Inquinamento luminoso: anche se è possibile utilizzare il telescopio da qualsiasi posto, è sempre meglio spostarsi alla ricerca di cieli poco inquinati. Infatti, a parità di tempo di posa, fotografare da un posto che soffre di inquinamento luminoso vuol dire ottenere un'immagine in cui il fondo cielo apparirà decisamente chiaro che tenderà a nascondere il segnale delle deboli galassie, nebulose o ammassi stellari che vogliamo fotografare.
Per questo, anche se esistono appositi filtri contro l'inquinamento luminoso che ne riducono l'effetto mantenendo il fondo cielo il più scuro possibile, consigliamo sempre di effettuare riprese da cieli il più bui possibile.
Se abitate in campagna probabilmente avrete già a disposizione un buon cielo da fuori casa ma, se abitate in città, caricate il telescopio in macchina e spostatevi verso le zone più buie e più vicine a voi, otterrete risultati decisamente migliori!
Alimentazione del telescopio: quando consideriamo un telescopio per astrofotografia, parliamo di uno strumento composto da diverse parti che devono essere alimentate. A meno di non disporre di un osservatorio dotato di apposite prese di corrente, avremo bisogno di una batteria per alimentare tutti gli elementi dello strumento come la montatura o altri accessori. Eagle ci consente di alimentare tutti i componenti del telescopio in maniera molto efficiente ma comunque è necessaria una materia 12V stabilizzata che abbia una capacità di molti ampere per mantenere acceso l’intero telescopio per tutta la durata della ripresa. Nel nostro caso il consumo di corrente per ogni ora è dato da:
• Montatura: circa 1,5 Ah
• Eagle: circa 0,5 Ah
Quindi abbiamo un consumo medio di 2Ah che, per 8 ore di durata (considerando la durata media della notte), richiedono una batteria 12V da 16 Ampere. La nottata è limpida e non si vedono nubi all’orizzonte, carichiamo il telescopio in macchina e spostiamoci in un’area buia!
L’aspetto da curare di più nell’utilizzo sul campo è quello dell’allineamento polare della montatura. Come già scritto in uno dei precedenti paragrafi, le montature equatoriali hanno un asse di rotazione inclinato che deve essere regolato per corrispondere a quello di rotazione della Terra. Per farlo è necessari prima di tutto posizionare il treppiede che sostiene la testa della montatura in posizione orizzontale. La maggior parte delle montature equatoriali (come la HEQ5) dispongono di una bolla con cui regolare la lunghezza delle singole gambe raggiungendo l’orizzontalità. Quindi osservate il cielo e cercate la posizione della Stella Polare che indica il Nord Geografico e che è la direzione verso cui deve puntare l’asse polare della montatura (nell’immagine indicato dalla riga tratteggiata rossa). Se non sapete dov’è, potete cercare la nota costellazione dell’Orsa Maggiore (conosciuto spesso anche come Grande Carro): Prolungate di circa 5 volte la congiungente delle due stelle come indicato nell’immagine e troverete la stella polare. Puntate la montatura verso la direzione della Stella Polare e, se necessario, verificate sempre che la bolla indichi la posizione orizzontale. Quindi utilizzate il cannocchiale polare integrato nella montatura per puntare precisamente non solo la Stella Polare ma la vera posizione del Polo Nord celeste, utilizzando l’apposito crocicchio integrato nel cannocchiale polare (ogni montatura ha un crocicchio diverso quindi ci sono varie procedure per regolare perfettamente l’allineamento, sono sempre riportate nel manuale della montatura stessa).
Ora potete prendere il telescopio e installarlo sulla montatura. Grazie a Eagle avrete tutto già pronto all’uso: collegate i cavi alla montatura, accendete Eagle e attivate il dispositivo di controllo che volete utilizzare (ad esempio un iPad).
Grazie ai software già descritti prima procederemo quindi al puntamento dell’oggetto che vogliamo fotografare, nel nostro caso la Nebulosa Rosetta. Questa nebulosa è stata scelta in quanto:
Per registrare quindi le immagini possiamo operare in modi diversi, in base alla strumentazione che stiamo utilizzando. Nel nostro caso impostiamo il software di autoguida PHD2 Guiding per verificare continuamente la precisione di inseguimento della montatura e usiamo il software BackyardNIKON per collegarci alla D810A e:
1) mettere a fuoco sullo schermo dell’iPad di controllo in maniera più precisa e veloce rispetto all’utilizzo del LiveView della camera (anche se la D810A dispone di un LiveView molto preciso e sensibile)
Non esiste un tempo di posa massimo per gli oggetti deboli e, in generale, più si espone l’immagine meglio è in quanto, ovviamente, l’oggetto diventa sempre più visibile. Però, a causa dell’inquinamento luminoso, aumentando il tempo di posa il fondo cielo non rimane scuro e, già dopo qualche minuto, comincia a diventare grigio tendendo a fare perdere il contrasto dell’oggetto.
È quindi buona regola fare una serie di esposizioni di provare e trovare il tempo limite oltre il quale il fondo cielo della nostra immagine appare troppo chiaro (tecnicamente, quanto il picco dell’istogramma relativo al fondo cielo supera 1/3 della dinamica). Quindi si riprende il maggiore numero possibile di immagini che poi andranno sommate con appositi software per l’elaborazione astronomica.
Ad esempio, per il nostro test con la Nikon D810A abbiamo valutato che, a 1.600 ISO, il tempo di posa limite era di 3 minuti quindi abbiamo impostato BackyardNIKON per registrare 40 immagini consecutivamente da 180 secondi ciascuna (per un totale di 2 ore di posa).
2) impostare la cattura automatica di una sequenza di immagini.
Accendete la camera D810a e impostatela in modalità M*. Quindi, nel software di controllo BackyardNIKON impostiamo i seguenti parametri:
Se abbiamo effettuato un allineamento polare corretto e abbiamo attivato l’autoguida, saremo ragionevolmente sicuri che tutte le immagini saranno correttamente inseguite per tutta la durata della sequenza di cattura. Quindi possiamo attivare la registrazione, il nostro lavoro è temporaneamente terminato e potremo gustarci la visione del cielo notturno mentre il telescopio esegue tutto il lavoro! Terminata la cattura potremo spegnere tutto lo strumento e tornare a casa: ora inizia una importantissima fase, quella dell’elaborazione!
Esistono moltissime tecniche di elaborazione e vari software per astrofotografia come visto anche in precedenti eXperience: le tecniche di elaborazione esulano però dagli scopi di questa pubblicazione per cui mostreremo i risultati ottenuti. utilizzando il software Pixinsight.
Se apriamo una delle immagini singole che abbiamo registrato vedremo che le stelle sono perfettamente puntiformi (grazie alla montatura equatoriale e al sistema di autoguida) e che si vede già il segnale della nebulosa (grazie alla elevata sensibilità e al basso rumore della nostra camera Nikon D810A).
Effettuando la somma di tutte le 40 immagini registrate possiamo incrementare il rapporto segnale/rumore della nebulosa consentendo di migliorarne la visibilità mantenendo più scuro possibile il
