Μέρος 14 - Καταγραφή πλανητών με την κάμερα στα ελληνικά

Πράγματι, αισθητήρες με μήκος πλευράς λίγων χιλιοστών είναι εντελώς επαρκείς για να καταγράψουν έναν πλανήτη πλήρως σε ακόμα λογικές εστιακές αποστάσεις. Επίσης, ο αριθμός των pixel δεν έχει σημασία, μια απλή ανάλυση VGA με 640x480 pixel είναι αρκετή! Αυτό που μετράει είναι κυρίως η δυνατότητα της κάμερας να καταγράφει 10, 20, 30 ή ακόμα περισσότερες εικόνες ανά δευτερόλεπτο ως αρχείο βίντεο. Οι ιδανικές συσκευές λήψης για φωτογράφιση πλανητών είναι συνεπώς οι webcams (web-κάμερες) και τα ψηφιακά κινητήρια μοντέλα βίντεοκάμερας (όχι κάμερες βίντεο).

Οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος είναι κατά βάση μικρά, αλλά φωτεινά αντικείμενα στον ουρανό. Η τεχνική λήψης διαφέρει συνεπώς θεμελιωδώς από τις μακροχρόνιες εκθέσεις για ασθενής φως μοτίβα από το δυνατό ουράνιο σώμα. Στην παραπάνω φωτογραφία πρόκειται για ένα φωτομοντάζ.

Μέρος 14: Φωτογραφίζοντας πλανήτες με τη webcam

Εκτός από τη Γη, άλλοι επτά πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Ξεκινώντας από την περιοχή του Ήλιου, η σειρά είναι η εξής: Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας, Κρόνος, Ουρανός και Ποσειδώνας. Κατά συνέπεια, οι Ερμής και η Αφροδίτη είναι εσωτερικοί πλανήτες, των οποίων ο ακτίνας της τροχιάς είναι μικρότερη από αυτήν της Γης. Οι υπόλοιποι βρίσκονται ακόμα πιο μακριά από τον Ήλιο από τη Γη.

Με εξαίρεση του Ουρανού και του Ποσειδώνα, οι πλανήτες είναι ήδη ορατοί με γυμνό μάτι στον ουρανό, αλλά φαίνονται σαν ένα αστέρι. Μόνο οι προσεκτικοί παρατηρητές παρατηρούν ότι ένας πλανήτης εμφανίζει σταθερό φως, ενώ τα αστέρια αναβοσβήνουν περισσότερο ή λιγότερο. Μέσα από το τηλεσκόπιο, οι πλανήτες εμφανίζονται ως μικρές δίσκοι με την κατάλληλη μεγέθυνση, ενώ τα αστέρια παραμένουν μικρότερα σε τεράστια τηλεσκόπια ακόμα και σε μέγιστη μεγέθυνση.

Λόγω της φωτεινότητάς τους, δεν υπάρχει πρόβλημα να εντοπίσουμε τους πλανήτες Ερμή έως τον Κρόνο στον ουρανό. Ωστόσο, πρέπει να γνωρίζουμε σε ποιο αστρικό σύμβολο βρίσκονται αυτή τη στιγμή. Ο όρος "πλανήτης" προέρχεται από την αρχαία ελληνική λέξη "πλανήτες", που σημαίνει "οι περιφερόμενοι". Από εκεί προέρχεται επίσης η ονομασία "πλανητικοί αστέρες" για τους πλανήτες, καθώς λόγω της κίνησής τους γύρω από τον ήλιο δεν βρίσκονται πάντα στο ίδιο αστρικό σύμβολο, αλλά κινούνται μέσα στον χρόνο μέσα από όλα τα ζώδια.

Επομένως, δεν μπορούν να δοθούν ετήσιες επαναλαμβανόμενες περιόδοι ορατότητάς τους, καθώς η ταχύτητα της κίνησής τους εξαρτάται από την περίοδο τους γύρω από τον ήλιο. Και αυτή εξαρτάται σύμφωνα με το τρίτο κεπλερικό νόμο από την απόστασή τους από τον ήλιο: όσο πιο κοντά βρίσκεται ένας πλανήτης στον ήλιο, τόσο πιο μικρή είναι η περίοδός του. Ενώ ο Ερμής χρειάζεται περίπου 88 ημέρες για να ολοκληρώσει ένα "Έτος του Ερμή", ο Κρόνος που είναι πιο μακριά από τον ήλιο χρειάζεται περίπου 29,5 χρόνια!

Για να μάθετε τις τρέχουσες θέσεις και ορατότητες των πλανητών, υπάρχουν διαφορετικές εναλλακτικές. Μια από αυτές είναι ένα αστρονομικό ετήσιο, όπως το "Έτος του Ουρανού" από τον εκδοτικό οίκο Kosmos. Εκδίδεται κάθε χρόνο και παρουσιάζει την ορατότητα των πλανητών για κάθε μήνα. Μια άλλη εναλλακτική είναι ένα online πύλη, όπως το www.calsky.de.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε λογισμικό πλανηταρίου, όπως το "Guide" (www.projectpluto.com) ή τη δωρεάν εκδοχή του "Cartes du Ciel" (http://www.stargazing.net/astropc/).



Ένα πολύ σπάνιο θέαμα συνέβη το βράδυ της 30ης Απριλίου 2002, όταν όλοι οι πέντε ορατοί πλανήτες με γυμνό μάτι ήταν ορατοί ταυτόχρονα στο δυτικό ουρανό.



Οι προοπτικές ορατότητας για τους εσωτερικούς και τους εξωτερικούς πλανήτες διαφέρουν σημαντικά. Οι "εσωτερικοί" (Ερμής και Αφροδίτη) περιβάλλουν τον Ήλιο εντός της τροχιάς της Γης, δηλαδή κοιτάμε την τροχιά από την έξω πλευρά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ότι αυτοί οι πλανήτες βρίσκονται πάντα σχετικά κοντά στον ήλιο και απομακρύνονται από αυτόν μέχρι ένα μέγιστο γωνιώδες ποσό. Για τον Ερμή αυτή η μέγιστη απόσταση είναι 28 μοίρες, για την Αφροδίτη 48 μοίρες. Η θέση όπου επιτυγχάνεται αυτή η μέγιστη γωνιακή απόσταση ονομάζεται "Εκπαίδευση". Σε ανατολική εκπαίδευση, οι εσωτερικοί πλανήτες είναι ορατοί στον ουρανό μετά το ηλιοβασίλεμα, σε δυτική εκπαίδευση πριν την ανατολή του ηλίου. Λόγω των φωτεινών συνθηκών, οι εσωτερικοί πλανήτες εμφανίζουν από την αριστερής αύξησης τη σελίδα μια φάση, παρόμοια με αυτές της Σελήνης. Άλλες ακραίες θέσεις λαμβάνουν χώρα όταν οι εσωτερικοί πλανήτες βρίσκονται πίσω από τον ήλιο ("ανώτερη σύνοδος") ή μεταξύ του ήλιου και της Γης ("κατώτερη σύνοδος"). Πράγματι, ενδέχεται σε περίπτωση κάτωτερης σ

Η φωτογραφία πλανητών αξίζει ακόμα και με σχετικά μικρούς τηλεσκόπιους. Εδώ ένας πάνω από 30 ετών απορριπτωρ με μονάχα 75 χιλιοστά διάμετρο και χωρίς μηχανική ανακίνηση εξοπλίζεται με μια κάμερα DMK Firewire:





Λήψεις των πλανητών Κρόνος (αριστερά) και Αφροδίτη, που καταχωρήθηκαν με τον εξοπλισμό που παρουσιάζεται πιο πάνω.

Πριν συζητηθεί η τεχνική λήψης, ας παρουσιαστούν αρχικά όλοι οι πλανήτες ξεχωριστά.



Ερμής είναι ο πλανήτης που βρίσκεται πλησιέστερα στον ήλιο και δεν έχει φεγγάρια. Το φαινόμενο του στον ουρανό είναι μόλις 5 έως 12“. Αν και ο Ερμής δεν έχει ατμόσφαιρα, έτσι ώστε να μπορούμε να κοιτάξουμε την επιφάνειά του, τα στοιχεία της επιφάνειας είναι σχεδόν αόρατα, μόνο μεγαλύτερες, πιο σκούρες περιοχές. Ο στόχος των φωτογραφικών λήψεων θα είναι να κρατήσουμε την μεταβαλλόμενη φάση του.



Δύο λήψεις του πλανήτη Ερμή από τις 18 Ιουνίου 2005 (αριστερά) και 15 Απριλίου 2003. Βλέπουμε τη φάση του πλανήτη καθώς και ασθενώς υποδειγμένες δομές επιφάνειας. Σε και τις δύο περιπτώσεις χρησιμοποιήθηκε μια κάμερα Philips ToUCam 740K Webcam ως φωτογραφική μηχανή, αριστερά ένας απορριπτωρ 8 ιντσών και δεξιά ένα τηλεσκόπιο Maksutow-Cassegrain 10 ιντσών ως οπτική τηλεβόσι.

Στις 7 Μαΐου 2003 πραγματοποιήθηκε μια διέλευση του Ερμή: Ο πλανήτης κοντινός στον ήλιο κινήθηκε ως μια μικρή κηλίδα (βέλος) μπροστά από τον ήλιο.





Ως πρόσθετη δυσκολία προστίθεται το γεγονός ότι ο Ερμής παραμένει πάντα σε σχετική απόσταση από τον ήλιο και απομακρύνεται το πολύ 28 μοίρες από αυτόν. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να παρατηρηθεί μόνο περίπου μία ώρα μετά το ηλιοβασίλεμα ή μία ώρα πριν την ανατολή του ήλιου σε οριζόντια θέση. Εναλλακτικά, μπορεί κανείς να προσπαθήσει να τον εντοπίσει στον ημερήσιο ουρανό, αλλά απαιτείται ακραία προσοχή, ώστε να μην έχουμε τον ήλιο στο πεδίο θέασης.

Κατά τη διάρκεια της κάτω σύμπραξης, συμβαίνει μερικές φορές ο πλανήτης να εμφανίζεται ως μια σκοτεινή κηλίδα μπροστά από τον ήλιο. Τότε πρέπει να ληφθούν όλα τα μέτρα που περιγράφονται στο μέρος 6 αυτής της σειράς μαθημάτων («Προσοχή στις φωτογραφίες από τον ήλιο»). Οι επόμενες διελεύσεις του Ερμή που μπορούν να παρατηρηθούν από την Ευρώπη λαμβάνουν χώρα στις 9 Μαΐου 2016, 11 Νοεμβρίου 2019 και 13 Νοεμβρίου 2032.

Ο Ερμής σε αριθμούς:

Διάμετρος: 4878 χλμ

Μέση απόσταση από τον ήλιο: 57,9 εκατομμύρια χλμ

Χρόνος περιστροφής γύρω από τον ήλιο: 88 ημέρες

Κλίση προς την τροχιά της Γη: 7 μοίρες

Απόσταση από τη Γη: 80 έως 220 εκατομμύρια χλμ

Αριθμός φεγγαριών: 0

Μέση πυκνότητα: 5,4 g/cm³

Αφροδίτη είναι επίσης ένας εσωτερικός πλανήτης, έτσι εμφανίζει φάσεις. Η επιφάνειά της δεν είναι ποτέ ορατή από τη Γη, διότι η Αφροδίτη είναι περιβαλλόμενη από μια πυκνή, κλειστή στρώση συννεφιάς. Αυτή όμως αντανακλά πολύ του φωτός του ηλίου που πέφτει, έτσι η Αφροδίτη μετά τον ήλιο και το φεγγάρι αποτελεί το τρίτο φωτεινότερο αστρικό σώμα στον ουρανό και ρίχνει ακόμη και σκιά στις σκοτεινές περιοχές! Χάρη στη φωτεινότητά της, μπορεί ακόμα και προσωρινά να αναγνωριστεί με γυμνό μάτι τις πιο φωτεινές μέρες. Η φαινόμενη διάμετρός της κυμαίνεται μεταξύ 10“ («Πλήρης Αφροδίτη») και 63“ (κάτω σύμπραξη). Δεν αναμένονται δομές στη στρώση των συννεφιών, εκτός εάν επισκεφθείτε στο υπεριώδες φως, για το οποίο απαιτείται ένα καθρεπτοειδές τηλεσκόπιο, ένα ειδικό φίλτρο και μια κάμερα ευαίσθητη στο υπεριώδες φως.



Οι φάσεις της Αφροδίτης. Ακριβώς αριστερά η «Πλήρης Αφροδίτη» κοντά στην κορυφαία της, δεξιά μια στενή σελήνη της Αφροδίτης κοντά στην κάτω σύμπραξη της.

Μετά το 1882 επακολούθησε στις 8 Ιουνίου 2004 επίσης επανάληψη της διέλευσης της Αφροδίτης. Κατά την κάτω σύμπραξη της περπάτησε μπροστά από τον ήλιο ως μια σκοτεινή κηλίδα – μια εντυπωσιακή θέα! Η διέλευση διήρκεσε περισσότερο από έξι ώρες.





Η παρατήρηση της Αφροδίτης είναι πολύ πιο εύκολη από αυτή του Ερμού, επειδή αν δείτε από τη Γη την απόσταση της από τον ήλιο είναι τουλάχιστον 48 μοίρες. Αν παράλληλα βρίσκεται στη βόρεια θέση του ζωδιακού κύκλου, δημιουργείται ένα χρονικό παράθυρο ορατότητας έως και 4,5 ώρες μετά το ηλιοβασίλεμα ή πριν την ανατολή του ήλιου. Λαϊκά χαρακτηρίζεται ως η Αφροδίτη, που αποκαλείται «Απογειωμένος Αστέρας» ή «Πρωινός Αστέρας».

Η Αφροδίτη περνά επίσης μερικές φορές κατά την κάτω σύμπραξη ως μαύρος δίσκος μπροστά από τον ήλιο, που αποκαλείται «

Με μικρές τηλεσκοπικές και σχετικά μικρές εστιακές αποστάσεις μπορούν να εντοπιστούν οι τέσσεροι γαλιλαίοι φεγγάρια του Δία. Με τη λήψη πολλών εικόνων σε χρονικά διαστήματα ωρών ή ημερών, μπορεί να παρατηρηθεί η περιστροφή τους γύρω από τον πλανήτη.





Ο Δίας στον ουρανό, μετά τον Ήλιο, τη Σελήνη και την Αφροδίτη, είναι το τέταρτο λαμπρότερο αστέρι. Σπάνια τον ξεπερνάει σε λάμψη ο Άρης. Η φαινομενική διάμετρος του κυμαίνεται μεταξύ 30'' και 50''. Είναι εμφανές το φλατάρισμά του, το οποίο οφείλεται στην τεράστια ταχύτητα περιστροφής του κάτω από δέκα ώρες: Το διάμετρο του πόλου είναι σαφώς μικρότερη από τη διάμετρο στον Ισημερινό. Τα τέσσερα μεγαλύτερα από τα φεγγάρια του μπορούν να παρατηρηθούν εύκολα, ονομασμένα ως "γαλιλαία φεγγάρια" από τον ανακαλυπτή τους και λέγονται Γανυμήδης, Καλλιστώ, Ευρώπη και Ιώ. Κατά τη διάρκεια ωρών και ημερών μπορεί να παρακολουθηθεί η κίνησή τους γύρω από το Δία. Ακόμα και με μέτρια μεγέθη τηλεσκόπια είναι ορατό όταν ένα από τα φεγγάρια ρίχνει τη σκιά του στα θαύματα του Δία ή εξαφανίζεται στη σκιά του Δία.

Όπως και με όλους τους εξωτερικούς πλανήτες, η θέση της αντίθεσης είναι η καλύτερη περίοδος για να παρατηρηθεί ο Δίας. Επιτυγχάνεται κάθε 399 ημέρες, τότε η απόσταση Γη-Δία είναι ελάχιστη, η φαινομενική διάμετρος μεγαλύτερη και η φωτεινότητα μέγιστη. Ωστόσο, δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί απευθείας η νύχτα της αντίθεσης, ακόμα και εβδομάδες πριν και μετά η θέση της αντίθεσης οι συνθήκες ορατότητας είναι πολύ καλές.

Ο Δίας σε αριθμοί:

Διάμετρος: 139548 χλμ

Μέση απόσταση από τον Ήλιο: 779 εκατομμύρια χλμ

Περίοδος περιφοράς γύρω από τον Ήλιο: 11,9 χρόνια

Κλίση της τροχιάς απέναντι στον τροχό της Γης: 1,3 μοίρες

Απόσταση από τη Γη: 558 ως 967 εκατομμύρια χλμ

Αριθμός των φεγγαριών: 63

Μέση πυκνότητα: 1,3 g/cm³

Ο Κρόνος είναι γνωστός κυρίως για την εντυπωσιακή του δαχτυλίδα, η οποία είναι ορατή ακόμη και σε μικρά τηλεσκόπια. Ωστόσο, λεπτομέρειες παρατηρούνται μόνο σε μεγαλύτερα όργανα, καθώς ακόμη και στην πιο ευνοϊκή περίπτωση μας χωρίζουν περίπου 1,2 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα - ακόμη και το φως χρειάζεται 1 ώρα και 24 λεπτά για αυτήν την απόσταση! Όπως και ο Δίας, έτσι και ο Κρόνος είναι πλανήτης αερίων χωρίς στερεά επιφάνεια. Ακόμη και ο πλανήτης του εξισορροπείται αφότου περιστρέφεται γρήγορα: Σε λιγότερο από δέκα ώρες περιστρέφεται γύρω από τον ίδιο του τον άξονα, αν και η περιστροφή του Κρόνου δεν μπορεί να παρατηρηθεί απευθείας, γιατί οι δομές των νεφών στον Κρόνο συνήθως δεν διαθέτουν αξιοσημείωτες λεπτομέρειες, αλλά αποτελούνται μόνο από λεπτά, χαμηλού αντίθεσης σχέδια με ελαφρώς διαφορετική απόχρωση.



Ο δακτυλίδας πλανήτης Κρόνος στις 2 Ιανουαρίου 2004 (αριστερά), 20 Δεκεμβρίου 2007 (στη μέση) και 21 Μαρτίου 2009. Είναι εμφανές ότι η γωνία θέασης στο δακτυλίδι συνήκως γίνεται πιο τετραγωνική με την πάροδο των ετών. Οι δύο βέλοι δείχνουν δύο κενά στο δακτυλίδι, το σχετικά εύκολο στην παρατήρηση "διαίρεση του Κασσίνι" (δεξιά βέλος) και την εξαιρετικά λεπτή "διαίρεση του Ένκε" (αριστερή βέλος), η οποία γίνεται ορατή μόνο σε μεγαλύτερα τηλεσκόπια σε καλή ατμοσφαιρική διαυγήνση. Οι δύο αριστερές φωτογραφίες ελήφθηκαν με ένα τηλεσκόπιο Maksutow-Cassegrain 10-ιντσών, τη δεξιά με ένα κατοπτρικό τηλεσκόπιο Cassegrain 90-εκατοστών. Χρησιμοποιήθηκε μια κάμερα Philips ToUCam 740K (αριστερή εικόνα) ή μια βιντεοκάμερα DMK με ρυθμιζόμενο φίλτρο χρωμάτων (στη μέση και δεξιά). Για την τελευταία εικόνα προστέθηκαν 2000 μεμονωμένα κλικ στην τελική εικόνα!

Ο πλανήτης Κρόνος φαίνεται υπό γωνία μεταξύ 14'' και 20'', τα δακτυλίδια μεταξύ 37'' και 46'', ανάλογα με την απόσταση. Κάθε 378 ημέρες φτάνει στη θέση της αντίθεσης. Το δαχτυλίδι, που καθιστά τον Κρόνο για πολλούς οτιδήποτε άλλον πλανήτη ωραιότερο, αποτελείται από αμέτρητα μικρά κομμάτια, τα οποία μπορεί να είναι τόσο μικρά όσο ένα σιταρόσπορο και τόσο μεγάλα όσο ένα ενιαίο σπίτι. Σε σύγκριση με τη διάμετρο του δακτυλιδίου (272.000 χλμ), το πάχος του λιγότερο από ένα χιλιόμετρο είναι εντυπωσιακά μικρό.

Το δακτυλίδι είναι διαιρεμένο σε πολλούς μικρούς, συγκεντρικούς κύκλους, οι οποίοι μερικές φορές είναι διαχωρισμένοι από κενά. Μεσαίες προβολές δίνουν ήδη τη δυνατότητα παρατήρησης της "διαίρεσης του Κασσίνι", ενώ τα μεγάλα επιπλέον δείχνουν την "διαίρεση του Ένκε". Το επίπεδο του δακτυλιδίου είναι κλίνει κατά περίπου 27 μοίρες από τον τροχό, έτσι ώστε από την Ανδρομέδα, κατά τη διάρκεια μιας ολόκληρης περιόδου περιμέτρου του Κρόνου ανάγεται 29,5 χρόνια, το δακτυλίδι μπορεί να είναι ορατό δύο φορές ακριβώς από την άκρη και δύο φορές σε μέγιστη γωνία εισόδου. Τα ακριβή σημεία είναι τα έτη 2009, 2025 κ

Ο Νέπτουν περιφέρεται ως το τελευταίο πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα γύρω από τον ήλιο σε μια μέση απόσταση 4,5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων. Γι' αυτόν τον λόγο φαίνεται μόνο με ασθενές φως και ανακαλύφθηκε το 1846 με τη βοήθεια ενός τηλεσκοπίου. Για να ολοκληρώσει μια περίοδο γύρω από τον ήλιο, χρειάζεται 165,5 χρόνια, οπότε σχεδόν κάθε χρόνο φθάνει μια φορά στην αντίθεση του, κάθε 367,5 ημέρες.

Ακόμη και τότε όμως το εμφανές διάμετρο του πλανητικού δίσκου είναι μόλις 2,3", πολύ λίγο για να διακρίνουμε λεπτομέρειες της ατμόσφαιράς του. Αξίζει όμως τον κόπο να προσπαθήσετε να ανακαλύψετε φωτογραφικά τον μεγαλύτερο του φεγγάρι με το όνομα Τρίτωνα.



Ο Νέπτουν είναι το πιο φωτεινό αντικείμενο σε αυτήν την εικόνα από τις 17 Σεπτεμβρίου 2003. Δεξιά κάτω από τον πλανήτη φαίνεται ο πιο φωτεινός του φεγγάρι, Τρίτων. Άλλη μια φορά χρησιμοποιήθηκε ένα τηλεσκόπιο Maksutov-Cassegrain 10 ιντσών ως οπτική λήψη.



Ο Νέπτουν σε αριθμούς:

Διάμετρος: 44730 χιλιόμετρα

Μέση απόσταση από τον ήλιο: 4500 εκατομμύρια χιλιόμετρα

Χρόνος περιφοράς γύρω από τον ήλιο: 165,5 χρόνια

Κλίση της τροχιάς σε σχέση με την τροχιά της Γης: περίπου 1,75 μοίρες

Απόσταση από τη Γη: 4300 έως 4683 εκατομμύρια χιλιόμετρα

Αριθμός φεγγαριών: 13

Μέση πυκνότητα: 1,7 g/cm³

Τεχνική λήψης

Όπως έχει αναφερθεί ήδη, η τεχνική λήψης για φωτογραφίες πλανητών διαφέρει θεμελιακά από τα προηγούμενα εκμαγεία της σειράς "Αστρο-και Φωτογραφία του Ουρανού". Χρειάζεται ένα σύστημα κάμερας που είναι σε θέση να τραβήξει όσο το δυνατόν περισσότερες εικόνες σε όσο το δυνατόν μικρότερο χρονικό διάστημα, με το μέγεθος του αισθητήρα να μην έχει καμία σημασία. Οι μεγάλοι αισθητήρες αποτελούν ακόμη μειονέκτημα γιατί πρόκειται μόνο για ένα μικρό πλανητικό δίσκο και ένα μεγάλο περιβάλλον, το οποίο αποτελείται κυρίως από μαύρο ουρανό, αυξάνει απλώς τον όγκο των δεδομένων που πρέπει να αποθηκεύσετε και καθιστά δυσκολότερη την επεξεργασία των εικόνων στη συνέχεια.

Στην πραγματικότητα, οι αισθητήρες με μήκος πλευράς μερικών χιλιοστών είναι εντελώς επαρκείς για να καταγράψουν πλήρως ένα πλανήτη σε λογικά ενδεδειγμένες εστίες λήψης. Το πλήθος των pixel δεν έχει σημασία, μια απλή ανάλυση VGA με 640x480 pixel είναι αρκετή! Αυτό που μετράει είναι περισσότερο η δυνατότητα της κάμερας να καταγράψει 10, 20, 30 ή ακόμη περισσότερες εικόνες ανά δευτερόλεπτο ως βίντεο. Τα ιδανικά συστήματα λήψης για τη φωτογραφία πλανητών είναι λοιπόν οι web κάμερες (Webcam) και τα Ϩηκρονικά μοντούλα βιντεοκάμερας (όχι καμκόρτερ).



Τα μοντέλα Webcam Philips ToUCam 740K (αριστερά) και οι διάδοχοί τους μέχρι την SPC 900 NC (δεξιά) είναι δυστυχώς πλέον διαθέσιμα μόνο μεταχειρισμένα. Διαθέτουν αληθινό αισθητήρα CCD αντί του συνήθως χρησιμοποιούμενου CMOS-Sensor, πράγμα που είναι επωφελές για την φωτογραφία πλανητών.

Μια Webcam είναι η πιο οικονομική λύση και μαζί με τον απαραίτητο εξοπλισμό είναι διαθέσιμη για λιγότερο από 100 ευρώ. Είναι προτιμητέο να χρησιμοποιούνται μοντέλα με αληθινό αισθητήρα CCD αντί για CMOS-Sensor. Δυστυχώς, η εταιρεία Philips, που μέχρι τώρα προσέφερε ένα τέτοιο μοντέλο, έχει σταματήσει την παραγωγή και προσφέρει πλέον αποκλειστικά συσκευές με αισθητήρα CMOS. Αν έχετε τη δυνατότητα να βρείτε μία Webcam "Philips ToUCam Pro II PCVC 840 K" ή "Philips ToUCam SPC 900 NC" μεταχειρισμένη, θα ήταν μια καλή επιλογή, καθώς τα δύο μοντέλα διαθέτουν αισθητήρα CCD.



Ένα βιντεομοντέλο DMK της εταιρείας ImagingSource παρέχει καλύτερη ποιότητα εικόνας από μια Webcam, αλλά κοστίζει πολύ περισσότερο. Το εδώ εμφανιζόμενο μοντέλο παρέχει μόνο ασπρόμαυρες λήψεις και συνδέεται επίσης με έναν σωλήνα 1,25 ιντσών (πάνω) σε ένα τηλεσκόπιο.

Μια έτοιμη για χρήση βιντεοκάμερα DMK 21AF04, που μεταφέρει τις εικόνες μέσω μιας διασύνδεσης Firewire στον υπολογιστή. Για να αποκτήσετε έγχρωμες φωτογραφίες πλανητών, απαιτείται επιπλέον ένα περισσότερο φίλτρο χρωμάτων με κόκκινο, πράσινο και μπλέ φίλτρο εγκατεστημένο:

Αν προτιμάτε μια ολοκαίνουργια κάμερα, η πιο κατάλληλη επιλογή είναι η "Celestron NexImage CCD Camera" (Σύνδεσμος), η οποία έχει το εσωτερικό ενός Webcam, αλλά παραδίδεται έτοιμη για σύνδεση σε τηλεσκόπιο.

Για τα αναφερόμενα προϊόντα της Philips, το φακό της Webcam πρέπει να αφαιρεθεί προσεκτικά και να αντικατασταθεί με έναν προσαρμογέα τηλεσκοπίου με διάμετρο 1,25 ιντσών, ώστε η κάμερα να μπορεί να τοποθετηθεί αντί για ένα οφθαλμοφόρο στον οφθαλμοφόρο. Εάν πρόκειται για τηλεσκόπιο με φακούς, επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμη η χρήση ενός φίλτρου IR-/UV για να αποφευχθούν οι ασάφε

Καταγραφή βίντεο πλανητών

Αρχικά, πρέπει να προσδιοριστεί η βέλτιστη εστιακή απόσταση λήψης, η οποία εξαρτάται από την ανάλυση του τηλεσκοπίου (δηλ. το άνοιγμά του) και το μέγεθος των pixel της κάμερας. Συνήθως, οι αισθητήρες των webcams έχουν pixel με μήκος περίπου πέντε χιλιοστών του χιλιοστού μέτρου. Η καλύτερη εστιακή απόσταση επιτυγχάνεται όταν το λόγος του άνοιγμα περίπου ανέρχεται σε 1:20, με τον οποίο εξακολουθεί να γίνεται γενναιόδωρη στρογγυλοποίηση.

Δηλαδή, η εστιακή απόσταση πρέπει να είναι περίπου 20 φορές μεγαλύτερη από το άνοιγμα. Αν είναι μικρότερο, το θεωρητικό δυναμικό της ανάλυσης του τηλεσκοπίου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Αν είναι μεγαλύτερη, το πλανητικό δισκάκι γίνεται απλώς μεγαλύτερο και φωτός, χωρίς να είναι ορατές περισσότερες λεπτομέρειες. Ιδιαίτερα τραγικό στην τελευταία περίπτωση είναι ότι ο χρόνος φωτογράφησης για τις μεμονωμένες εικόνες επιμηκύνεται άσκοπα και γίνεται πιο δύσκολο να χρησιμοποιηθούν στιγμές με χαμηλή αναστάτωση του αέρα για ευκρινείς εικόνες.

Παράδειγμα: Αν χρησιμοποιείτε ένα τηλεσκόπιο με άνοιγμα 150 χιλιοστών, η βέλτιστη εστιακή απόσταση θα ήταν 150 χιλιοστά * 20 = 3000 χιλιοστά, δηλαδή 3 μέτρα. Αν η πρωτεύουσα εστιακή απόσταση είναι μικρότερη, τότε ρυθμίζεται με τη βοήθεια ενός φακού Barlow, ο οποίος τοποθετείται μεταξύ του τηλεσκοπίου και της κάμερας στην επιθυμητή τιμή.

Η ακριβής διαίρεση για τον παρονομαστή του καλύτερου λόγου άνοιγμα-εστίας υπολογίζεται αν διαιρέσετε τη διάμετρο των pixel με τη σταθερά 0,00028. Παράδειγμα: Τα pixel της κάμεράς σας έχουν μήκος 4 χιλιοστά (= 0,004 χιλιοστά). Το 0,004 διαιρεμένο με 0,00028 δίνει περίπου τον αριθμό 14, δηλαδή ο επιθυμητός λόγος άνοιγμα-εστίας θα πρέπει να είναι περίπου 1:14.

Το τηλεσκόπιο στρέφεται τώρα προς τον πλανήτη και κοιτάζεται μέσω ενός οφθαλμοκόπιου. Με την κινητή λειτουργία λεπτής κίνησης του μοντάρισμα τοποθετείται ο πλανήτης μακριά στο κέντρο της εικόνας. Στη συνέχεια, αφαιρείται το οφθαλμοκόπιο και αντικαθίσταται με τη webcam. Στο λογισμικό ελέγχου της κάμερας θα πρέπει να ρυθμιστεί μια μακρά χρόνος έκθεσης και μια υψηλή ενίσχυση εικόνας (συχνά αναφέρεται ως "Gain") για να αναγνωριστεί η προς το παρόν πολύ αχνή εικόνα του πλανητικού δίσκου στην οθόνη του υπολογιστή. Το βίντεο που καταγράφεται από την κάμερα μπορεί να παρακολουθηθεί ζωντανά στην οθόνη, ώστε η εστίαση δεν αποτελεί μεγάλο πρόβλημα. Όσο πιο καθαρή γίνεται η εικόνα, τόσο πιο φωτεινή γίνεται, οπότε θα πρέπει η χρόνος έκθεσης και η ενίσχυση να μειωθούν σε βήματα πίσω, για να αποφευχθούν οι υπερβολικές εκθέσεις.

Πριν από την αποθήκευση ενός βίντεο πλανήτη, απενεργοποιήστε σίγουρα τη μετάδοση ήχου της κάμερας, ώστε τα δεδομένα ήχου να μην σπαταλούν πολύτιμο εύρος ζώνης.



Στιγμιότυπα οθόνης του λογισμικού "Philips VRecord", το οποίο παρέχεται με την Philips ToUCam 740K. Στα αριστερά, βλέπουμε τον πλανήτη Άρη μετά την αντικατάσταση του οφθαλμοκόπίου με τη webcam· η εικόνα είναι ακόμη εντελώς αχνή. Στη μέση βλέπουμε την κατάσταση μετά την επιτυχή εστίαση, όπου η εικόνα είναι ακόμη υπερβολικά εκθετική. Στα δεξιά έχουν ρυθμιστεί το φωτισμός και η ισορροπία λευκού.

Μόλις ο πλανήτης είναι ευκρινής στην οθόνη, περνάμε στις λεπτομέρειες. Σημαντικό είναι να βρεθεί μια καλή ισορροπία μεταξύ του χρόνου έκθεσης των μεμονωμένων εικόνων από τη μία πλευρά και της ηλεκτρονικής ενίσχυσης εικόνας από την άλλη πλευρά. Απενεργοποιήστε σίγουρα την αυτόματη έκθεση της κάμερας, ώστε να μπορείτε να ρυθμίσετε όλες τις ρυθμίσεις μόνοι σας. Οι σύντομοι χρόνοι έκθεσης διευκολύνουν την "πάγωση" των στιγμών με χαμηλή αναστάτωση του αέρα, ενώ η υψηλή ενίσχυση εικόνας οδηγεί σε έντονο θόρυβο των ληφθέντων εικόνων. Ανάλογα με τη φωτεινότητα του πλανήτη και τις συνθήκες παρατήρησης όσον αφορά την αναστάτωση του αέρα, πρέπει να βρεθεί ένας συμβιβασμός. Πρέπει να αποφευχθεί κάθε περίπτωση υπερέκθεσης, καθώς κάποια pixel θα γίνουν πλήρως κορεσμένα και οι εικονοποιήσεις θα χαθούν αναίρετα. Επίσης, δεν συνιστάται μια ισχυρή υποέκθεση, επειδή η σχέση σήματος προς θόρυβο γίνεται λιγότερο ευνοϊκή.



Στο λογισμικό οδήγησης της webcam θα πρέπει να απενεργοποιηθεί η ηχογράφηση («Σίγαση»). Ανάλογα με το μοντέλο της κάμερας που χρησιμοποιείτε, την εμφάνιση της αντίστοιχης διαλογής μπορεί να έχει διαφορετική όψη.

Χειριστής ρυθμίσεων της Philips ToUCam 740K. Σημαντική είναι η απενεργοποίηση της αυτόματης ρύθμισης της ισορροπίας λευκού και της έκθεσης. Έπειτα, οι ρυθμιστής χρωμάτων (πάνω) και οι ρυθμιστές για το χρόνο έκθεσης και την ενίσχυση (κάτω) μπορούν να ρυθμιστούν χειροκίνητα.

Μετά το πέρας της εγγραφής, θα έχετε ένα αρχείο βίντεο που δείχνει τον πλανήτη. Λόγω της αναταραχής του αέρα, όχι όλες οι εικόνες που περιλαμβάνονται είναι εξίσου καθαρές. Γι' αυτό στο επόμενο βήμα τα καθαρά εικονοστοιχεία πρέπει να επιλεγούν και να συντονιστούν ακριβώς, ώστε να μπορέσουν να συγχωνευτούν σε μια εικόνα συνολικού μέσου όρου. Η σύγχυση είναι απαραίτητη για τη μείωση του θορύβου της εικόνας, κάτι που επιτρέπει ξανά τον ακριβή εστιασμό της εικόνας του πλανήτη.

Η επιλογή των πιο καθαρών εικονοστοιχείων αποτελεί μια τεράστια χρονοβόρα εργασία, αν σκεφτεί κανείς ότι ένα βίντεο πλανήτη διάρκειας 4 λεπτών με δέκα εικόνες ανά δευτερόλεπτο αποτελείται από 2400 εικονοστοιχεία! Ευτυχώς, αυτό το βήμα δεν πρέπει να πραγματοποιηθεί χειροκίνητα, αλλά μπορεί να γίνει με ειδικά προγράμματα που είναι διαθέσιμα ως δωρεάν λογισμικό στο διαδίκτυο. Δύο από αυτά τα προγράμματα πρέπει να αναφερθούν:

GIOTTO (http://www.videoastronomy.org/giotto.htm) και

Registax (http://www.astronomie.be/registax/).

Στη συνέχεια θα παρουσιαστεί το πώς να λειτουργήσετε με το λογισμικό "GIOTTO". Μπορείτε να ακολουθήσετε τα βήματα αν κατεβάσετε το λογισμικό και το εγκαταστήσετε όπως περιγράφεται στην αναφερθείσα ιστοσελίδα. Κατεβάστε, επιπρόσθετα, το αρχείο εκπαίδευσης "MarsDemo.zip" για αυτό το μάθημα, το οποίο περιέχει το βίντεο "MarsDemo.avi" μετά την αποσυμπίεση. Το βίντεο αποτελείται από μόνο 100 μονοφωτογραφίες του πλανήτη Άρη, που καταγράφηκαν στις 22 Αυγούστου 2003 με ένα τηλεσκόπιο 10 ιντσών και μια κάμερα Philips.

Καλύτερα παρακολουθήστε πρώτα το βίντεο με έναν αναπαραγωγέα πολυμέσων. Τότε θα διαπιστώσετε ότι η ποιότητα της εικόνας διακυμαίνεται δραματικά λόγω της αναταραχής του αέρα. Εδώ υπάρχουν δύο μονοφωτογραφίες από το βίντεο, που δείχνουν μια ιδιαίτερα ατίθαση και μια αρκετά καθαρή εικόνα:



Δύο μονοφωτογραφίες από το εκπαιδευτικό βίντεο "MarsDemo.avi". Αριστερά φαίνεται μια θολή εικόνα λόγω της αναταραχής του αέρα, δεξιά μια πολύ πιο καθαρή.

Αφού εκκινήσετε το GIOTTO (έκδοση 2.12) εμφανίζεται το ακόλουθο παράθυρο:



Προεπισκόπηση της εφαρμογής "GIOTTO". Τέσσερα παράθυρα εικόνας (Προσωρινοί φάκελοι A - D) είναι διαθέσιμα.

Επιλέξτε την εντολή Επικάλυψη εικόνων/Αυτόματη επικάλυψη εικόνων… Έπειτα εμφανίζεται το συγκεκριμένο παράθυρο διαλόγου:



Λογισμικό GIOTTO: Σε επτά βήματα ένα βίντεο πλανήτη μετατρέπεται σε μια έτοιμη εικόνα.

Συνεχίζετε στο συγκεκριμένο σημείο και ολοκληρώνετε τα σημεία 1 έως 7. Αρχικά, οι ακριβείς τίλαπτες πηγαίνοντας στο βήμα 3 (Ποια μέθοδος για την Κέντρωση;). Έτσι, προσδιορίζετε τη μέθοδο που θα πρέπει να εφαρμόσει το GIOTTO για την ευθυγράμμιση των εικονοστοιχείων των πλανητών. Επιλέξτε το Αναζήτηση σημείου φωτεινότητας (Φωτεινά μεμονωμένα αντικείμενα), μετά το κλικ στο κουμπί Μέθοδος κεντρώσεως… :



Λογισμικό GIOTTO: Επιλογή μεθόδου κεντρώσεως. Η επιλογή "Αναζήτηση σημείου φωτεινότητας" παρέχει συνήθως καλύτερα αποτελέσματα από το "Κέντρωση πλανητικής δίσκου".

Στο σημείο 4, το "Ενδιάμεσο επίπεδο", κάνετε κλικ στο κουμπί Υπεράνθυση… και αποφασίζετε στο αντίστοιχο παράθυρο διαλόγου για την διπλάσια ανάλυση (μισό pixel) καθώς και για την αφαίρεση της μορφής, διατηρώντας το μέγεθος της εικόνας. Η ρύθμιση αυτή κάνει το GIOTTO να μεγεθύνει όλες τις μονοφωτογραφίες πριν την επικάλυψη, βελτιώνοντας την ακρίβεια της ευθυγράμμισης:



Λογισμικό GIOTTO: Μετά την επιλογή της "διπλάσιας ανάλυσης", το GIOTTO μπορεί να λειτουργήσει με ενδιάμεση ακρίβεια.

Στη συνέχεια προχωρήστε στο σημείο 5, το Έλεγχο ποιότητας των εικονοστοιχείων. Κάνετε κλικ στο κουμπί Ρύθμιση ταξινόμησης…, για να ορίσετε πόσο τοις εκατό των εικονοστοιχείων θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί, ενώ το υπόλοιπο θα απορριφθεί. Δεδομένου ότι το εκπαιδευτικό βίντεο περιλαμβάνει μόνο 100 εικονοστοιχεία, θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε το 70% των εικονοστοιχείων, το οποίο ορίζεται με τη ρύθμιση του ρυθμιστή Υπόλοιπος. Ακόμη σημαντική είναι η βαρύτητα της ευκρίνειας και της παραμόρφωσης, η οποία καθορίζεται από τον ρυθμιστή Ευκρίνεια/Παραμόρφωση. Αποφασίστε για ένα ποσοστό 70% Ευκρίνεια και 30% Παραμόρφωση.



Λογισμικό GIOTTO: Η βαρύτητα της ευκρίνειας και της παραμόρφωσης καθώς και η χρήση πρέπει να προσαρμοστούν ανάλογα με τη φύση του βίντεο του πλανήτη. Οι χ

Ο ψηφιακός δείκτης 7 μπορεί να παραληφθεί, με αποτέλεσμα το κουμπί Επόμενο... να πρέπει να πατηθεί. Αν δεν είναι διαθέσιμο, το πρόβλημα μπορεί να λυθεί πατώντας το κουμπί Παίρνουμε τις προηγούμενες ρυθμίσεις.

Μετά την έναρξη της διαδικασίας, το πρόγραμμα θα ζητήσει αρχικά την επιλογή του αρχείου βίντεο (στην περίπτωσή μας "MarsDemo.avi") και θα πραγματοποιήσει μερικούς υπολογισμούς για κάποιο χρονικό διάστημα, με την πρόοδο να εμφανίζεται ως ποσοστό.



Λογισμικό GIOTTO: Επιλογή του βίντεο του πλανήτη.