Який тип телескопа використовують астрономи-аматори

Повний посібник з вибору телескопа

Як спостерігають за небом? Які інструменти корисні для його візуального сприйняття, пізнання та вивчення? Що робити, якщо потрібно фотографувати небесні об'єкти? Як вибрати найбільш підходящий телескоп та його компоненти?

У цьому спеціальному посібнику від New-science.ru ми спробуємо відповісти на ці питання, склавши деякі рекомендації, щоб зрозуміти, що краще вибрати в плані астрономічних інструментів і які основні знання потрібно мати.

Астрофотографія, або астрономічна фотографія, відноситься до жанру фотографії, в якому об'єктом зйомки є небесні тіла. Потреба у фотографуванні неба виникла через необхідність глибшого вивчення всіх зірок, які раніше можна було лише спостерігати, а також відкриття нових, невидимих неозброєним оком. Завдяки розвитку технологій астрофотографія стала доступною для багатьох, за умови, що бюджет відповідає цілям, і за наявності невеликих знань у цій галузі можна без проблем зібрати власний телескоп та фотоустановку.

З іншого боку, спостережна астрономія – це діяльність зі спостереження за небом та небесними об'єктами. Спостереження може здійснюватися за допомогою того, що ми можемо зробити неозброєним оком, так і за допомогою різних допоміжних приладів.

Що ви хочете спостерігати чи фотографувати?

Одна з перших речей, яку слід задати собі, плануючи покупку телескопа, - те, що ви хочете з ним робити.На жаль, важко знайти інструмент, здатний задовольнити всі потреби, а поспішна покупка або невизначені ідеї ризикують зробити покупку дорогою, не отримавши віддачі у вигляді результатів та задоволення.

Придбання приладів для астрофотографія вимагає набагато більшого бюджету, ніж для спостережної астрономії. Слід наголосити, що телескоп, що використовується для астрономічної фотографії, іноді можна використовувати і для спостережень; зворотне скрутно. Необхідно також враховувати, що саме ви хочете спостерігати чи фотографувати. Об'єктами інтересу для астрофотографів, які займаються астрофотографією або візуальною фотографією, є:

Планети та Місяць.
Глибоке піднебіння, тобто. всі небесні об'єкти, що відносяться до "глибокого неба", такі як галактики, туманності і зоряні скупчення.
Сонце вимагає використання відповідних телескопів або сонячних фільтрів, щоб не пошкодити зір та обладнання.

Після того як ви вирішили, що спостерігатимете або фотографуватимете, і яка сфера ваших інтересів, можна приступати до вибору відповідного телескопа.

Основні типи аматорських телескопів

Телескопи – це інструменти, за допомогою яких астрономи та астрономи-аматори можуть спостерігати за віддаленими об'єктами. Вони можуть складатися з лінз та/або дзеркал. Залежно від інструментів, з яких вони складаються, телескопи поділяються на три макрокатегорії.

заломлюючі телескопи, у яких використовуються лінзи;
відбивають телескопи, у яких використовуються дзеркала;
катадіоптричні телескопи, у яких використовуються як дзеркала, і лінзи.

Далі ми докладно розглянемо, як працюють ці інструменти, у чому їх сильні та слабкі сторони.

Заломлюючі телескопи

Заломлюючі телескопи використовують фізичний принцип заломлення, згідно з яким промінь світла змінює свій напрям при зміні середовища, в якому він розповсюджується. світлових променів в одній точці, яка називається фокусом або фокальною точкою. цей момент об'єктив, званий окуляром, відтворює збільшене зображення віддалених об'єктів, що спостерігаються. Окуляр діє протилежно об'єктиву телескопа, приймаючи сфокусовані промені світла і направляючи їх в око спостерігача.

Рефракційні телескопи підходять для спостереження Місяця, планет та об'єктів глибокого неба з каталогу Месьє.

Заломлюючі телескопи є "закритими", тому вони запобігають потраплянню пилу і вологи в оптичну трубу. . Нарешті, вони дають висококонтрастні зображення з високою роздільною здатністю, які вважаються ідеальними для спостережень за планетами та Місяцем.

При використанні лінз заломлюючі телескопи стикаються з проблемою хроматичної аберації. довжини хвиль (синій, фіолетовий) згинаються сильніше, ніж більш довгі (червоний).Для усунення цього дефекту необхідно використовувати додаткові лінзи та дзеркала.

Телескопи, що відбивають

Ньютонівські відбивають телескопи, як випливає з назви, були винайдені Ісааком Ньютоном у 17 столітті. Вони складаються з відкритої оптичної труби, увігнутого первинного дзеркала та вторинного дзеркала, нахиленого під кутом 45°. Коли світло потрапляє в оптичну трубу, він відбивається від первинного дзеркала на вторинне дзеркало, а звідти відхиляється в окуляр.

У таких телескопах можна спостерігати все: комети, туманності, галактики, кульові скупчення, змінні зірки, і навіть об'єкти Сонячної системи.

Через особливості конструкції відбивні телескопи можуть бути меншими за рефрактори за розмірами, а іноді навіть дешевшими. Саме тому вони є найчастіше використовуваними телескопами в аматорських спостереженнях. Крім того, не використовуючи лінзи ці телескопи не страждають від дефекту хроматичної аберації.

Їх характерний дефект, званий комою, з-за якого об'єкти здаються розфокусованими. Наприклад, при спостереженні зірки вона буде виглядати як комета з розмитим хвостом. Це відбувається тому, що світло, відбите від країв первинного дзеркала, не фокусується в тій же точці, що і світло, відбите від центру дзеркала. Крім того, через наявність первинного дзеркала контрастність менша, тому деталі предметів найважче оцінити. Нарешті, завдяки наявності вторинного дзеркала, частина вхідного світла заслонюється.

Дзеркально-лінзові оптичні системи

Дзеркально-лінзові оптичні системи – це оптична система, оптимізована для зйомки об'єктів на нескінченній відстані. Вона включає як заломлюючу оптику (лінзи), так і відбиває оптику (дзеркала).Ця змішана система має певні переваги з погляду продуктивності та виробничого процесу.

Вони не страждають від коми, характерної для телескопів, що відбивають, і не страждають від хроматичної аберації, характерної для рефракторів. Крім того, в них використовується оптична система "повертається шляху": вони можуть бути коротшими, ніж передбачає їх фокусна відстань. З цієї причини вони легші і компактніші, ніж телескопи-рефлектори або телескопи-рефрактори з такою ж апертурою. Їх також зручно транспортувати завдяки невеликим розмірам та малій вазі. Вони також дешевші у виробництві і, отже, дешевші для споживачів.

Дзеркально-лінзові оптичні системи досить швидко стають важчими в міру збільшення апертури. Крім того, вони можуть вимагати більш частого оптичного юстирування, ніж рефрактори.

Двигуни, що рухаються, дзеркально-лінзовидних оптичних систем складніше, ніж у телескопа-рефрактора або телескопа-рефлектора. Крім того, дзеркально-лінзові оптичні системи мають невід'ємне обмеження оптичних характеристик, засноване на центральному затемненні їхньої апертури (викликаному наявністю власного вторинного дзеркала). Однак у класичних телескопів Кассегрена та ньютонівських відбивних телескопів ця проблема є загальною.

Вибір кріплення

Монтування - це частина телескопа, яка використовується для утримання труби та керування нею. Три основні: екваторіальна, альт-азимутальна, добсонівська. Екваторіальні та альт-азимутальні монтування складаються зі штатива та головки, на яку встановлюється телескоп. З іншого боку, Монтування Добсона - це не що інше, як виделка, що спирається на тверду основу, що обертається.

Екваторіальне монтування.Телескоп рухається навколо полярної осі монтування, яка знаходиться у похилому положенні і має бути спрямована на північний небесний полюс. Екваторіальні монтування більш складні у використанні, так як для точного проходження за наведеним об'єктом необхідно провести хороше полярне юстування. Вирівнювання зазвичай виконується за допомогою полярного телескопа, розташованого всередині головки монтування. Існують різні типи, залежно від моделі та марки екваторіальної головки.
Альт-азимутальне кріплення. Телескоп рухається по двох осях - високою-низькою і правою-лівою. Йому не потрібне полярне юстирування.
Монтування Добсона. Це надзвичайно зручне у використанні альтазімутальне монтування, на яке можна встановлювати і великі телескопи. Це, безумовно, найдешевша і найпростіша альтернатива, але вона не дозволяє займатися астрофотографією.

Всі три ці кріплення можна знайти на ринку як з мотором, так і з ручним приводом.

Чому варто вибрати моторизоване кріплення?

Якщо вибираються моторизовані монтування (обов'язкова умова тих, хто хоче займатися астрофотографією), ціни значно зростають. Однак при цьому збільшується кількість зручностей та інструментів, які можна використовувати. Моторизація монтування дозволяє телескопу компенсувати обертання Землі, що уможливлює фотографування з тривалим часом експозиції. Такі прилади як Go-to використовуються для автоматичного наведення на будь-який небесний об'єкт, включаючи об'єкти глибокого неба, які важко помітити неозброєним оком.

Інші фактори для розгляду

Вибір кріплення залежить також від оптичної труби, яку воно має підтримувати.Граничне навантаження монтування зазвичай призначене для візуального використання: тим, хто хоче присвятити себе не тільки спостереженням, а й фотографії, краще не наближатися до навантаження, що рекомендується, щоб не деформувати монтування і забезпечити краще стеження.

Ще одним фактором, що має важливе значення, є транспортабельність. Монтування, здатні підтримувати великі телескопи, зазвичай дуже важкі і ризикують стати на заваді, якщо людина захоче перевезти телескоп з дому.

Важливість діафрагми та фокусної відстані

Щоб зрозуміти, як технічні параметри впливають на вибір телескопа, важливо спочатку визначити найістотніші з них:

Фокусне співвідношення. Це відношення між фокусною відстанню телескопа та діаметром апертури телескопа. Він визначається написанням 'f/'. Наприклад, телескоп з апертурою 100 мм і фокусною відстанню 1000 мм фокусне відношення 1000/100 = 10, тобто. f/10.

Діаметр об'єктива також відомий як апертура. Він має фундаментальне значення, оскільки вказує на світлозбірну здатність телескопа. Чим більший діаметр, тим більше світла буде зібрано.

Від апертури також залежить роздільна здатність приладу, яка визначає здатність відрізняти два об'єкти, розташовані дуже близько один до одного. Чим вище роздільна здатність, тим ближче на небі два об'єкти, які наш телескоп здатний спостерігати як два різні предмети.

Наскільки важливими є ці фактори при виборі телескопа? Відповідь, передусім, залежить від намірів, із якими купується телескоп: чи використовуватиметься спостережень чи астрофотографії.

Здатність уловлювати світло залежить виключно від апертури телескопа, тоді як фокусна відстань визначає збільшення зображення, яке здатне дати телескоп. Тому великі діаметри дозволяють спостерігати більш тьмяні та/або більш віддалені об'єкти; великі фокусні відстані забезпечують більш високе збільшення, але рахунок поля, яке можна кадрировать.

У разі астрофотографія телескопи з фокусними відстанями від f/4 до f/6 вважаються "яскравими" або "швидкими". Зокрема, вони ефективні для ширококутної зйомки із короткою експозицією. Наприклад, вони підходять для фотографування кульових скупчень. Навпаки, f/10 добре підходить для зйомки планет у високій якості.

Який телескоп вибрати?

Телескопи для початківців

Часто при виборі першого телескопа люди роблять помилку, купуючи надто дешеві інструменти. Вибір телескопа для початківців не означає, що потрібно витрачати якнайменше; насправді ви повинні розумно інвестувати свій бюджет.

Наприклад, купівля дешевого немоторизованого екваторіального монтування часто є вірним шляхом до втрати пристрасті до астрономії, тому що вона незручна у використанні. Аналогічним чином, купівля цілого набору для астрофотографії за захмарними цінами без знання того, як ним користуватися, швидше за все, призведе до плачевних результатів.

Добре придбати якісне обладнання, можливо, розділивши покупки в часі, щоб ви могли навчитися використовувати кожний компонент набору якнайкраще.

Телескопи для планетарних спостережень та фотографії

Спостереження планет – це, безумовно, один із перших кроків, який роблять усі любителі астрономії.Можливість побачити в окулярі телескопа планети, що віддалені від Землі на сотні мільйонів кілометрів, - це, безумовно, захоплююче видовище. Найбільш підходящими телескопами для спостереження за планетами є:

Телескоп Максутова, завдяки гарній фокусній відстані, забезпечує зображення, багаті на деталі, контрастом і чіткістю. Завдяки високій фокусній відстані, що дає контраст, він також відмінно підходить для спостереження подвійних зірок і кульових скупчень. Однак він не рекомендується для спостереження за галактиками та туманностями.
Ньютонівські телескопи мають чудове співвідношення фокусної апертури та вартості. Їхня перевага в тому, що вони відмінно підходять для спостереження глибокого неба завдяки великій фокусній апертурі, а недолік - у низькій фокусній відстані, яка знижує контрастність зображень. При спостереженнях планет контраст служить кращого виділення деталей планет.
Рефрактори характеризуються високою контрастністю. Тому вони підходять для спостереження та фотографування яскравих об'єктів, багатих помітними деталями, таких як Місяць та планети. Комерційні рефрактори немає дуже великого діаметра, тому вони дуже підходять для спостереження слабких об'єктів глибокого неба, як-от туманності чи галактики.

Слід пам'ятати, що більше діаметр фокуса, тим більше збільшення ми можемо отримати з допомогою окулярів. Максимальне збільшення оптичної труби розраховується як подвоєний діаметр. Збільшення окуляра розраховується як фокусна відстань телескопа, поділена на фокусну відстань окуляра.

Телескопи для спостереження за Сонцем

Спостереження за Сонцем потребує особливих запобіжних заходів, щоб уникнути серйозних пошкоджень спостерігача та обладнання. Найпопулярнішим рішенням, безперечно, є використання астросонячного фільтра. Він виглядає як срібний лист, яким закривають апертуру телескопа і таким чином відфільтровують 99,999% сонячного світла. Цей фільтр дозволяє спостерігати Сонце у білому світлі та може застосовуватись до всіх типів телескопів.

Існують також телескопи, такі як "Коронадо", які дозволяють спостерігати Сонце в H-альфа або іонізованому водні. Це рефрактор, оснащений енерговідхиляючим фільтром (ERF), що пропускає лише червону складову довжини хвилі. Оскільки телескоп відкалібрований для цієї частоти, він повертає якісніші зображення, ніж інші оптичні труби з астросолярним фільтром. Недоліком телескопів, призначених для спостереження за Сонцем, є ціна, яка зазвичай починається від кількох тисяч доларів за базові моделі. Зупинімося докладніше на різних сонячних фільтрах у розділі про фільтри.

Телескопи для спостереження за глибоким небом

Найбільш підходящими телескопами спостереження глибокого піднебіння, безумовно, є ньютонівські телескопи у Добсона. Завдяки великому діаметру по відношенню до ціни вони виявляються виграшним вибором для тих, хто хоче спостерігати небесні об'єкти, такі як галактики та туманності.

Добсонівське монтування забезпечує простоту використання та швидке складання. Монтування Добсона без системи Go-to вимагають знання небесного склепіння, оскільки об'єкт, що спостерігається, необхідно наводити вручну. У перші кілька разів може бути важко визначити місцезнаходження тьмяно освітлених небесних об'єктів.

Телескопи для астрофотографія

Як ми вже говорили, для астрофотографія дуже важливо мати монтування, здатне відстежувати об'єкти, які ми хочемо сфотографувати. Залежно від обраного кріплення та його граничного навантаження ми можемо підібрати відповідну оптичну трубу. На ринку можна знайти різні варіанти:

Найдешевшим варіантом залишаються ньютонівський телескоп із тією ж фокусною апертурою. Вони широко використовуються в астрофотографія новачками і здатні отримувати хороші зображення навіть при не дуже довгих витримках. Через увігнуте первинне дзеркало ньютонівські телескопи потребують хорошого коректора коми, щоб зробити зірки гострими навіть по краях зображення. Також важливо колімувати дзеркала для запобігання втраті якості зображення. Через дуже важке первинне дзеркало діаметри більше 150 мм практично не використовуються для таких монтувань, як Heq5, а 250 мм - для Eq6-r або аналогічних.

Апохроматичні рефрактори пропонують високу оптичну якість (завдяки апохроматичним об'єктивам), хорошу фокусну відстань (зазвичай між f/5 та f/7) та велике плоске поле завдяки спеціальним вирівнювачам. Їх недоліком є більш висока вартість порівняно з ньютонівськими, але вони менш громіздкі та легше транспортуються.

Слід пам'ятати, що чим вище фокусне ставлення телескопа, тим помітніші помилки стеження монтування. Ще один фактор, про який завжди потрібно пам'ятати, - портативність: часто ті, хто захоплюється астрофотографією, також фотографують поза межами будинку, щоб знайти місця з якомога меншим світловим забрудненням. Занадто важкий та громіздкий телескоп ризикує зробити ці поїздки дуже складними.

Як знайти потрібне місце для спостереження?

Світлове забруднення

Світлове забруднення - це пряме чи опосередковане потрапляння штучного світла у довкілля.

За оцінками, 80 відсотків населення світу, особливо 99 відсотків населення США та Європи, живуть під небом, забрудненим штучним світлом.

До та під час відключення електроенергії на північному сході США у 2003 році.

Для астрофотографів і спостерігачів за небом забруднення є одним з найбільших ворогів, з якими доводиться боротися. або спостерігати. Це призводить до перенасичення матриці (надто багато світла) і робить небо. нерівним.

Найбільш підходящими для спостереження за небом є райони, віддалені від населених пунктів, особливо сильно урбанізованих, і розташовані на висоті понад 0 над рівнем моря. цих районах, особливо якщо вони знаходяться вище 2000 метрів над рівнем моря, зоряне небо здаватиметься майже незайманим, а Чумацький Шлях, як і раніше, можна побачити неозброєним оком.

Атмосферне бачення

В астрономії видимість виражає рівень турбулентності повітря, значною мірою визначається змінними вітрами на висоті.Швидкість може змінюватись від 50 до 400 км/год, що дає дуже широкий розмах коливань. Чим більше рухається повітря, а значить, і атмосфера, тим тьмяніші небесні об'єкти, які ми хочемо спостерігати, і їх важко чітко розглянути. Це призводить до спотворень та збоїв у зображеннях зірок, планет та туманностей у телескопі.

Якщо видимість досить хороша і дозволяє отримати задовільні результати, можна приступати до спостереженням піднебіння або астрофотографії. Погана видимість, з іншого боку, сильно впливає на спостереження, особливо ті, де важливо вловити найдрібніші деталі, наприклад, при спостереженні планет, Місяця та подвійних зірок. Видимість, яка досягається кращими телескопами, розташованими на великій висоті та в екваторіальному поясі, наприклад, у Чилі та на Гаваях, має значення від 0,6 до 0,8 кутових секунд дозволеної дальності.

Шкала видимості атмосфери від гіршого на краще, з одним і тим самим джерелом як зразок.

Для визначення ступеня турбулентності повітря існує кілька шкал, які дають значення та опис для оцінки ступеня турбулентності. Умови видимості для конкретної ночі та місця, які тепер також доступні на веб-сайтах (наприклад, тут) і в додатках для мобільних телефонів, що працюють через розпізнавання GPS, описують, наскільки сильно земна атмосфера порушує зображення небесних тіл, що спостерігаються.

Не використовуючи жодних приладів або зовнішніх пристроїв для оцінки якості атмосферного зору, можна швидко оцінити якість самостійно. У вечори атмосферного штилю, коли немає вітру, можна легко наблизити планети і Місяць через телескоп, розкривши всі деталі. Це свідчить про добрий зір.І навпаки, у ясні вечори, наприклад, після грози, коли небо дуже чорне, але зірки сильно мерехтять, ми перебуваємо в умовах поганої видимості: тільки при малому збільшенні можна побачити небесні об'єкти, а фокусування утруднене.

Які базові знання вам потрібні?

Основи астрономії

Для того щоб почати спостерігати за небом через телескоп і зрештою зайнятися астрофотографією, необхідно знати кілька основ: як орієнтуватися, розпізнавати різні небесні об'єкти і перекладати те, що іноді здається надто складним, дуже прості поняття.

Небесні координати

Небесні координати служать визначення положення зірок на небесній сфері. Вони визначають конкретний напрямок, який дозволяє нам перевести положення конкретного небесного тіла у відстань.

Альт-азимутальные координати - це координати, залежні від відносного становища спостерігача стосовно зірки. Вони відносяться до спостерігача, який передбачається нерухомим по відношенню до Землі, що рухається, і тому безперервно змінюються в часі для кожної зірки, яка по відношенню до нашої планети знаходиться в відносному русі. Альт-азимутальні координати беруть за основу обрій (максимальне коло, що відокремлює видиму небесну півкулю від невидимого), місцевий меридіан (максимальне коло, що проходить через зеніт і полюси спостерігача) і точку на горизонті, найближчу до зірки.

Схема азимутальних координат для небесного тіла.

З іншого боку, сферичні або прямокутні координати відомі як екваторіальні координати, що визначаються початком координат у центрі Землі, основною площиною небесного екватора (проекція екватора на небесну сферу) та головним напрямком до точної точки на небесному екваторі.

Сузір'я та астеризми

Сузір'я – це група зірок, які утворюють уявну лінію чи фігуру на небесній сфері. Зазвичай він зображує тварину, міфологічну особистість, Бога чи неживий предмет. Міжнародний астрономічний союз (IAU) поділяє небо на 88 сузір'їв з точними кордонами, тож кожна точка на небі належить до одного сузір'я.

Сузір'я, видимі з північних широт, в основному ґрунтуються на традиційних сузір'ях Стародавньої Греції, а їхні назви нагадують про міфологічні постаті. З іншого боку, ті, що видно у південній півкулі, були охрещені в епоху Просвітництва. Сузір'я, що перетинає екліптику, називають сузір'ями Зодіаку і традиційно налічують 12.

Дванадцять сузір'їв Зодіаку, які перетинають екліптику.

Будь-яка група зірок, видима на нічному небі та пізнавана за особливою геометричною конфігурацією, називається астеризмом. Звичайні сузір'я вважатимуться великими астеризмами, але сам собою астеризм може об'єднувати кілька яскравих зірок, навіть які належать до різних сузір'ям. Астеризми часто використовуються в астрономії та астрофілії як орієнтири для пошуку інших, слабших зірок і сузір'їв на небі.

Об'єкти глибокого неба

Зоряні скупчення - це дуже щільні групи зірок, що гравітаційно пов'язані один з одним. Існує два основних типи скупчень: кульові скупчення, дуже щільні і складаються з сотень тисяч дуже старих зірок, і відкриті скупчення, що містять тисячі молодих зірок. Прикладами скупчень, що у північній півкулі, особливо у зимовому небі, є Плеяди і Гиады.

Галактики – це великі ансамблі зірок, планетарних систем, скупчень зірок, пилу та газу, пов'язаних між собою взаємною силою гравітації.Це дуже великі небесні об'єкти, поділені на різні сімейства залежно від їхньої форми, типу, формування та еволюції. Найкрасивішими у бореальному небі є галактика Андромеди та галактика Трикутника, галактика Сомбреро та галактика Сигари, галактика Боде та галактика Колеса.

У глибокому небі також є туманності, скупчення пилу та міжзоряного газу, в яких відбуваються явища зореутворення, багаті на водень області та молекулярні хмари. Багато хто з них утворюється в результаті гравітаційного колапсу газу між зірками, інші - внаслідок зіркових вибухів. Одним із прикладів є крабоподібна туманність у сузір'ї Тельця. Дуже красивими для спостереження та фотографування на небі є туманність Оріона, туманність Кінська голова або Вітрило.

Об'єкти в каталозі Месьє

Каталог Месьє завдячує своєю назвою французькому астроному Шарлю Месьє (1730-1817), який опублікував його у 1774 році під назвою Catalogue des Nébuleuses et des Amas d'Étoiles. Це був перший астрономічний каталог небесних об'єктів, відмінних від зірок, у складанні якого брав участь колега Месьє П'єр Мешен, майбутній директор Паризької астрономічної обсерваторії.

Після різних виправлень та доповнень у каталозі зараз налічується 108 об'єктів, позначених великою літерою М та каталожним номером. Всього включено 40 галактик, 29 кульових скупчень, 27 відкритих скупчень, 7 дифузних туманностей, 4 планетарні туманності, 1 подвійна зірка, 1 галактична хмара та 1 астеризм (M73).

Шарль Месьє був відомий як "мисливець за кометами".Він виявив не менше 19 з них, і тому вирішив скласти список усіх тих об'єктів, які, на думку тих, хто мав подібні до нього прилади, виглядали "туманними" і, отже, відрізнялися від звичайних зірок. Цей каталог і сьогодні використовується астрофілами для спостереження деяких із найкрасивіших об'єктів, які можна побачити в нічному небі.

Еволюція неба

Протягом сонячного року небо, яке ми спостерігаємо над головою, не завжди одне й те саме. Це з обертанням Землі та її становищем на орбіті навколо Сонця, звідси й сезон, у якому ми, і широта, де ми знаходимося.

Кожна пора року має свої орієнтири, які допомагають нам орієнтуватися в небі та пізнавати його "мешканців". В цілому, для орієнтації корисні небесні карти, астролябія, програми для смартфонів та програмне забезпечення, що імітує небесне склепіння. Однак і без техно-графічних пристроїв, самостійно можна скористатися деякими зірками, зокрема, вміти розпізнавати небо в будь-яку пору року та становище на земній кулі.

Полярна зірка, видима на півночі на висоті від горизонту, що дорівнює широті вашого місцезнаходження, легко помітна після заходу сонця. Протягом року вона завжди "обертається" навколо точки, яка приблизно вказує напрямок на північ.

Весняне небо

Навесні можна почати з сузір'я Великої Ведмедиці, розглянути зірки, найбільш віддалені праворуч від форми ковша, Дубхе і Мерак, провести на небі лінію, що дорівнює п'ятикратній відстані між цими зірками, і дізнатися про Полярну зірку. Це остання зірка в сузір'ї, або Малої Ведмедиці, решта сім зірок якого набагато слабша і помітні тільки на дуже темному небі.

З іншого боку, ідеально продовжуючи дугу, утворену зірками Великої Ведмедиці, ми послідовно зустрічаємо зірки Арктур та Спіка, одні з найбільших та найяскравіших на небі. Арктур має червоний колір, а Спіка - більш блакитний.

Літнє небо

У північній півкулі, літні ночі характеризуються великим трикутником дуже яскравих зірок: Вега у сузір'ї Ліри, Денеб у сузір'ї Лебедя та Альтаїр у сузір'ї Орла. Відомі астрофілам як "літній трикутник", вони корисні для орієнтації на небі. Насправді, ідеально продовжуючи лінію, що з'єднує Денеб та Вегу, ми зустрічаємо трапецію слабких зірок, що утворюють тіло сузір'я Геркулеса. На південь від Водолія, з іншого боку, знаходяться Стрілець та Скорпіон.

Навіть улітку ми можемо використовувати Велику Ведмедицю для визначення місцезнаходження Полярної зірки, а також W-подібну форму сузір'я Кассіопеї, внутрішня вершина якого спрямована прямо на Полярну зірку.

Влітку, при темному і ясному небі, Чумацький Шлях постає у всій своїй пишності, проходячи через сузір'я Стрільця, Скорпіона, Аквіла, Лебедя та Кассіопеї. Ближче до середини серпня також буде видно Меркурій, дуже маленький і зі слабким жовтим світінням, Юпітер, що сходить пізно влітку, і Сатурн, який вже видно після заходу Сонця на висоті сузір'я Терезів, на півдні.

Осіннє небо

В осінньому небі орієнтиром служить так званий Великий квадрат Пегаса. Чотири кути квадрата не складаються з дуже яскравих зірок, але утворюють дуже правильний чотирикутник, який відповідає сузір'ю Пегаса. Квадрат Пегаса добре видно наприкінці літа, восени та частину бореальної зими. Частина квадрата також є зіркою у сузір'ї Андромеди.

Восени визначення місцезнаходження Полярної зірки можна розпочати із сузір'я Кассиопеи: у цей час у північній півкулі сузір'я виглядає як букви М, внутрішня вершина якої спрямовано прямо на Полярну зірку.

Планети для спостереження в ці місяці - Юпітер, який світить всю ніч, випромінюючи біле світло, і завжди знаходиться дуже далеко від Сонця в бореальні ночі, і Сатурн, маленький і жовтувато-білий, який завжди можна помітити, якщо пошукати в сузір'ї Терезів.

Зимове небо

Зимове небо у північній півкулі характеризується дуже яскравими зірками. Найяскравішим із них є Сіріус, який разом із Проціоном та Бетельгейзе утворює так званий "Зимовий трикутник". Цей перевернутий трикутник має нижню вершину на Сіріусі, верхню вершину на сході на Проціоні та верхню вершину на заході на Бетельгейзі, червоному гіганті, що входить у яскраве та красиве сузір'я Оріона.

Оріон можна вважати хорошим еталоном для визначення інших сузір'їв або небесних об'єктів, таких як Плеяди та Гіади, два дуже відомі зоряні скупчення. Велика Ведмедиця і Кассіопея, обидві перевернуті до літнього неба північної півкулі, допомагають нам ідентифікувати Полярну зірку та Малу Ведмедицю.

У зимові місяці Марс присутній у верхній частині південного неба і продовжує свій рух протягом решти року. У міру того, як він піднімається на небосхилі в менш нічний годинник, його світло стає яскравішим. У ці місяці Юпітер можна спостерігати незадовго до світанку, Сатурн – у сутінках чи на ранковому небі.

Корисне обладнання для астрофотографія

Астрофотографія за допомогою смартфона

Для першого знайомства з астрофотографія немає необхідності витрачати занадто багато грошей.Просто візьміть свій смартфон та штатив і вирушайте у дуже темне місце. За відсутності світла камера смартфона автоматично вмикає "нічний режим". При цьому, по суті, виходить фотографія із тривалою експозицією.

У режимі PRO камери мобільного телефону можна вручну встановити ISO та витримку. Якщо у вашій камері немає такої можливості або ви хочете більш точного контролю, існує багато програм для камери, які пропонують саме це. Наприклад, Camera+ 2 для Apple та Camera FV-5 для Android, які також можуть знімати у сирому вигляді, що полегшує подальше редагування фотографій. Необроблені зображення, які часто записуються у вигляді файлів DNG, містять набагато більше інформації, ніж JPEG або стислі файли.

Тому при подальшій обробці цих зображень на комп'ютері вони містять набагато більше відтінків, тіней і відблисків, ніж стиснене зображення. Установки, які потрібно ввести вручну на камері телефону, є такими:

Висока ISO, в ідеалі не менше 1600.
Достатньо довго, щоб окуляр вловив світло зірок, але не надто довго. Наприклад, 20 секунд для ширококутного об'єктива та 15 з телеоб'єктивом (або для зйомки вужчої ділянки неба).
Таймер (за відсутності пульта дистанційного керування), щоб дотик руки не зіпсував знімок.
Вимкнути спалах.

Все це, безперечно, важливі кроки/інструменти навіть для тих, хто пробує свої сили у фотографуванні неба за допомогою гарної камери.

Штатив, пульти дистанційного керування, адаптери

Як згадувалося вище, може виявитися корисним придбати штатив. Фотографії з довгою витримкою вимагають стабільності та стійкості. Деякі з них можна знайти із підставками для смартфонів, які коштують дуже дешево.Як альтернативу можна знайти імпровізовану опору або підставку.

Однак слід пам'ятати, що будь-яка вібрація може "забруднити" вашу фотографію. Перш за все потрібно включити відкладений спуск затвора, щоб дотик вашої руки не впливав на нього, або купити bluetooth-пульт дистанційного керування.

Використовуючи адаптери, можна підключити телефон до окуляра телескопа, щоб зробити астрофотографія більш слабких і менш масштабних об'єктів.

Астроінспектори

Спостерігаючи за небесним склепінням, бачимо, що він нерухомий, а зірки рухаються протягом ночі. Цей процес, який неозброєним оком здається непомітним, насправді відбувається дуже швидко. Настільки, що якщо зробимо знімок з довгою витримкою всього на 30 секунд, на нашій фотографії буде зображено темне небо, повне яскравих ліній, що називається зоряним слідом.

Зірки протягом ночі рухаються небесним склепінням. Цей процес, обумовлений обертальним рухом Землі, дозволяє створювати фотографії, подібні до цієї. Смуги, що з'являються на небі, називаються зірковими стежками.

Тому для фотографування Чумацького Шляху, глибокого неба або просто неба в горах дуже корисно мати астротрекер. Це монтування для камери з мотором, здатним обертатися з тією ж швидкістю, що і Земля, яка, як випливає з назви, слідує за зірками, коли вони рухаються по небу. Він може бути кульковим або рейковим, і має бути закріплений на штативі.

Фільтри

Астрономічні фільтри - корисний інструмент для тих, хто займається спостереженнями, але, м'яко кажучи, основний для тих, хто займається астрофотографія. Існують різні типи:

Кольорові фільтри поглинають або пропускають певну область спектра об'єкта, що спостерігається.Фільтри цього використовуються підвищення контрастності і поліпшення деталей на Місяці і планетах. Кожен колір видимого спектра має свій фільтр, і кожен кольоровий фільтр використовується виділення певної місячної чи планетарної особливості.
Місячні фільтри або фільтри нейтральної щільності використовуються для зниження яскравості та покращення контрасту при місячних спостереженнях. Місячна поверхня, дуже яскрава, іноді стає погано деталізованою, фільтри такого типу пропускають від 8% до 50% вихідного світла.
Поляризаційні фільтри діють подібно до місячних фільтрів з тією різницею, що кількість світла, що проходить, можна регулювати від 1% до 40%.
Вузькосмугові фільтри пропускають лише певну довжину хвилі. Усі спектральні області поза дозволеної довжини хвилі повністю отбраковываются. Наприклад, різко знижується світлове забруднення, створюване лампами з натрієвими парами (жовтого кольору) та ртутними лампами (фіолетово-білого кольору). Допустима довжина хвилі має корисне вікно шириною всього кілька нанометрів (нм).
Широкосмугові фільтри відрізняються від вузькосмугових великим діапазоном довжин хвиль, які вони пропускають. Зазвичай вони використовуються зниження світлового забруднення.

Сонячні фільтри

Для багатьох астрономія – це нічне заняття. Ми з нетерпінням чекаємо на захід сонця і настання сутінків, щоб почати милуватися небом. Але при цьому ми упускаємо неймовірне видовище, яке наша зірка може запропонувати нам щодня. Видовище, до якого ми повинні бути готові.

Сонячні промені потенційно дуже шкідливі для людського ока настільки, що при прямому спостереженні вони можуть обпекти сітківку. Ось чому сонцезахисні фільтри потрібні.Спостерігачі за сонцем використовують спеціально розроблені сонячні фільтри, які знижують сонячну енергію до нешкідливого рівня. Фільтри поділяються на дві основні категорії: фільтри білого світла та воднево-альфа-фільтри (Н-альфа).

Сонце з фільтром H-альфа (ліворуч) та у білому світлі (праворуч).

Світлофільтри білого світла

Вони блокують 99,999 відсотка сонячного світла, що дозволяє бачити видиму поверхню Сонця (фотосферу). Відомі як "апертурні фільтри", фільтри білого світла встановлюються в передній частині телескопа, щоб знизити енергію Сонця до безпечного рівня, перш ніж вона потрапить до оптичної системи, включаючи очі. Зазвичай вони виготовляються зі скла або полімерного матеріалу, наприклад, майлара, і щільно прилягають до телескопа або бінокля.

Перед використанням фільтра завжди краще переконатися в тому, що він, як і раніше, функціонує належним чином. Щоб перевірити, чи безпечний фільтр, просто увімкніть ліхтарик свого телефону та перегляньте фільтр. Якщо ви помітили яскраві плями або смуги, фільтр пошкоджений і його не слід використовувати.

Залежно від покриття фільтра сонце здаватиметься іншого кольору. Більшість скляних фільтрів створюють жовто-жовтогарячий відтінок, а багато полімерних фільтрів дають біле зображення з відтінком синього.

Сонячні фільтри білого світла ідеально підходять для спостереження за сонячними плямами, що постійно змінюються. Ці плями, області поверхні Сонця з температурою нижчою за середню, можуть мати розмір від сотень до тисяч кілометрів у діаметрі. Для спостереження за більшістю їх потрібен телескоп. При збільшенні 50-х і більше сонячні плями розкривають усі особливості своєї еволюції.

H-альфа фільтри

Вони блокують усі довжини хвиль сонячного світла, крім тих, що випромінюються гарячими атомами водню. H-альфа фільтри показують деталі Сонця, які невидимі під час використання фільтрів білого світла. Серед них - схожі на полум'я протуберанці та хитромудрі нитки світла.

Навіть коли Сонце здається безплідним через фільтри білого світла, фільтри Н-альфа дають нам можливість побачити у першому ряду чудову хромосферу Сонця, шар безпосередньо над фотосферою. Подібно до сонячних плям, H-альфа характеристики з'являються і зникають в залежності від сонячної активності.

Найрідкіснішими та найдраматичнішими подіями H-альфа є сонячні спалахи. Ці раптові і сильні виверження відбуваються в групах сонячних плям і навколо них, подібно до річок розпеченої лави, що протікає між плямами. Свічення зазвичай триває від 5 до 10 хвилин, хоча деякі можуть тривати кілька годин. Вони також випускають потік заряджених частинок, небезпечних для штучних супутників, космонавтів, орбітальних місій, інколи ж навіть для наземних мереж та інфраструктур.

Навідні камери та телескопи

Щоб робити астрономічні фотографії з витримками до десяти хвилин для одного знімка, монтування повинно ідеально відстежувати об'єкт, що фотографується. Для цього використовуються телескопи та направляючі камери, які встановлюються над головною оптичною трубою.

Зазвичай напрямний телескоп є невеликим рефрактором з фокусною відстанню в одну третину від основного телескопа. З іншого боку, камера, що гідує, - це планетарна камера з маленькою матрицею, щоб кадрувати менше поле і бути більш точною. За допомогою програмного забезпечення зображення, отримані спрямовуючою камерою, використовуються для корекції рухів монтування.

Фотографія глибокого неба

Для отримання фотографій з довгою витримкою, які необхідні для зйомки глибокого неба, нам потрібне програмне забезпечення для керування монтуванням та автогідом, а також програмне забезпечення для отримання знімків. Найчастіше використовувані їх - APT (Astro Photography Tool) і гідування PHD2.

Для зйомки за допомогою цих програм нам необхідний комп'ютер, до якого ми підключаємо монтування, основну та спрямовуючу камери. В якості альтернативи можна використовувати такі інструменти, як Asiair - невеликий комп'ютер, який можна встановити на телескопі.Через Wi-Fi з'єднання Asiair може підключатися до інших пристроїв, таких як смартфони та планшети, щоб ви могли зручно керувати всією установкою.

При зйомці далекого космосу важливо отримати чотири типи знімків:

Світло: це кадри, що зображують об'єкт, який потрібно сфотографувати. Важливо мати можливість зробити якнайбільше, щоб отримати більше сигналу.
Темні: вони виконуються із закритим телескопом або із заглушеною камерою. Вони повинні мати ту ж експозицію, що і вогні, і повинні проводитися за тієї ж температури. Вони використовують для усунення теплового шуму датчика камери.
Зміщення: це знімки, які використовуються для усунення шуму електронного датчика та пікселів, що вигоріли. Вони завжди знімаються із закритим телескопом із максимально короткою витримкою.
Площини: надзвичайно важливі, вони використовуються для усунення недосконалостей на фотографії через частинки пилу та бруду на матриці камери. Площини знімаються шляхом розміщення білої тканини перед апертурою телескопа та наведення на джерело розсіяного світла або за допомогою спеціальних плоских коробок. Витримка залежить від інтенсивності джерела світла. У випадку гістограма має перевищувати половини графіка.

Для створення цих знімків використовується програмне забезпечення, наприклад DDS (Deep Sky Stacker) або Pixinsight. Для остаточної обробки зазвичай використовується Photoshop.