Az tény, hogy a néhány milliméteres élhosszúságú érzékelők teljesen elegendőek még értelmes fókusztávolságoknál is ahhoz, hogy egy bolygót teljesen megörökítsenek. A pixel szám sem számít, egy egyszerű VGA felbontás, 640x480 képpont elég! Amit igazán számít, az a kamera képessége, hogy másodpercenként 10, 20, 30 vagy több képet rögzítsen videóként. A bolygófotózás ideális eszközei ezért a webkamerák és digitális videó kamera modulok (nem videokamerák).
Naprendszerünk bolygói az égen viszonylag kicsi, de fényes objektumok. Emiatt a fényképezési technika alapvetően különbözik a fénytelen Deep-Sky tárgyakhoz készült hosszú expozícióktól. Ez a kiemelő kép egy fotómontázs.
14. rész: Bolygók megörökítése webkamerával
A Föld körül a Napot még hét másik bolygó kering. Napközelségtől kezdve a következő a sorrend: Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz. Merkúr és Vénusz ezért a belső bolygók, azaz pályaszámuk kisebb, mint a Földé. A többi bolygó távolabb van a Naptól, mint a Föld.
Urán és Neptun kivételével a bolygók már szabad szemmel is láthatóak az égen, de csillagnak tűnnek. Csak a figyelmes megfigyelők veszik észre, hogy egy bolygó egy nyugodt fényt mutat, míg a csillagok hol erőteljesebben, hol kevésbé „villognak”. Csak nagyobb nagyítású távcsövekben látszanak a bolygók kis korongokként, míg a csillagok még a legnagyobb nagyítás esetén is apró fényfoltok maradnak.
Mivel fényességük miatt nem jelent problémát a bolygók, az ég keresésére azonban tudni kell, hogy éppen melyik csillagképben vannak. A „bolygó” fogalmat az ógörög „planetes” szóból származtatjuk, amely annyit jelent, mint „vándorlóak”. Innen származik a „vándorlócsillag” megnevezés a bolygók számára, hiszen mozgásuk miatt nem tartózkodnak mindig ugyanabban a csillagképben, hanem az idő múlásával az egész zodiákuson át mozognak.
Ezért éves ismétlődő láthatósági időpontokat sem lehet megadni, mivel mozgásuk sebessége a bolygók Nap körüli keringési idejétől függ. A naprendszerbeli bolygók közül Merkúrnak csak körülbelül 88 napra van szüksége egy „Merkúr év” teljesítéséhez, míg a naprendszertől távolabb lévő Szaturnak ez körülbelül 29,5 évig tart!
A bolygók jelenlegi helyzetének és láthatóságának megtudása érdekében különféle lehetőségek kínálkoznak. Ezek közül az egyik egy asztrológiai évkönyv lehet, például az „Égi év” a Kosmosz Könyvkiadótól. Évente megjelenik és minden hónapra leírja a bolygók láthatóságát. Egy másik lehetőség egy online portál, például www.calsky.de.
Szintén használhat egy csillagászati szoftvert, például a „Guide”-ot (www.projectpluto.com) vagy a szabadon elérhető „Cartes du Ciel”-t (http://www.stargazing.net/astropc/).
Az 2002. április 30. estéjén egy nagyon ritka látvány mutatkozott meg, amikor az összes szabad szemmel látható bolygó egyszerre látható volt az északi égbolton.
A belső és külső bolygók láthatósági esélyei alapvetően eltérnek egymástól. Az „belső” (Merkúr és Vénusz) a földpályán belül keringenek a Nap körül, azaz kívülről tekintjük meg azok pályáját. Ennek eredményeként ezek a bolygók mindig viszonylag közel vannak a Naphoz, és csak maximális szögtávolsággal távolodnak tőle. Merkúrnál ez a maximális távolság 28 fok, Vénusznál pedig 48 fok. Az a helyzet, amikor ez a maximális szögtávolság elérhető, „Ellenfény” néven ismert. A keleti Elongációt a belső bolygók az esti égbolton, a nyugati Elongációt a reggeli égbolton mutatják. A belső bolygók nagyításában a megvilágítási viszonyok miatt egy fázist mutatnak, hasonlítva a Hold fázisaihoz. Más szélfordulatok akkor következnek be, amikor a belső bolygók a Nap mögött vannak („felső konjunkció”), vagy a Nap és a Föld között vannak („alsó konjunkció”). Valójában az alsó konjunkciónál előfordulhat, hogy Merkúr vagy Vénusz sötét lemezként jelenik meg a Napon, de ez a Földpályához képest lejtős pályasíkjuk miatt nagyon ritka eset.
Mais planétáknál teljesen más a helyzet. Az ő pályaszámuk nagyobb, mint a Földé, így bizonyos időkben a Naptól ellenséges helyzetben vannak nézve. Akkor különösen jól megfigyelhetők, mert napnyugtakor kelnek és napkeltekor nyugatnak esnek, tehát az éjszaka folyamán az égbolton vannak.
Ebben az időben a létező legjobb helyzetük az „Ellentét”. Az ellenkezője a „Konjunkció”, amikor azon gondolkodnak, mielőtt a Nappal lennének szemben, és megfigyelhetetlenek.
A bolygókonstellációk fontos grafikus ábrázolása. Központban a Nap áll, a Föld (1) kék bolygóként van ábrázolva. Az „elsődleges” bolygó (piros) az Ellentettel (3) rendkívül előnyös megfigyelési körülményeket kínál, míg a Konjunkciós környezetben (2) figyelhetetlen. Az „belső” bolygó (zöld) a legjobban látható, amikor az Elongáció maximális (6), ekkor a nap iránti szögközönségük különösen nagy. Az „Felső Konjunkcióban” (4) nem figyelhető meg, az „Alsó Konjunkcióban” (5) csak akkor, ha közvetlenül elhalad a Nap előtt, és egy „Tranzit” létrejön.
A bolygók az emberi szem számára nagyon kicsinek tűnnek az óriási távolság miatt, kis korongként jelennek meg, amelyek látszólagos átmérője Másodpercben van megadva. Egy fokot 60 percre osztanak, egy percet pedig 60 Másodpercre. A Teliholdnak látszó szög körülbelül fél fok, ami 30 percre vagy 1800 Másodpercre megfelel. Egyik bolygó sem ér el 63 Másodpercnél többet. Tegyünk egy összehasonlítást: Egy Eg-Eurós érme 240 méteres távolságból körülbelül 20 Másodperces szögtől látszik. Ez a Saturnusz holdjának értékehez hasonló!
Az égitestfotózás csatlakoztatása vonzó még viszonylag kis távcsövekkel is. Ebben az esetben egy több mint 30 éves refraktor lett felszerelve csak 75 milliméteres átmérővel és motoros követés nélkül egy DMK-Firewire videokamerával:
Az alább látható felszereléssel készített felvételek a Szaturnusz (balra) és Vénusz bolygóról.
Mielőtt a felvételi technika kerül beszélgetésre, először az összes bolygó egyenként bemutatása történik.
Merkúr a legközelebbi a naprendszer bolygói közül és nem rendelkezik holdakkal. Látszólagos nagysága az égen csak 5-12” lehet. Bár a Merkúr nem rendelkezik légkörrel, így látjuk a felszínét, de a felszíni részletek alig láthatók, legfeljebb nagyobb, sötétebb területek. A fotózás célja tehát a változó fázisának megörökítése lesz.
Két felvétel a Merkúr bolygóról 2005. június 18-án (balra) és 2003. április 15-én. A bolygó fázisán és a felszíni részletek enyhe kijelzésén látható. Mindkét esetben a kamera egy Philips ToUCam 740K webkamera volt, bal oldali egy 8 colos refraktor és a jobb oldali egy 10 colos Maksutov-Cassegrain távcső volt a felvételi optika.
2003. május 7-én egy Merkúr-tranzit történt: A középponti bolygóként a nap mellett áthaladó nap legközelebbi bolygó.
Megnehezíti a dolgot, hogy a Merkúr mindig a Nap közelében tartózkodik és maximum 28 fokra távolodik tőle. Ez azt jelenti, hogy csak naplemente után kb. egy órával vagy napfelkelte előtt egy órával látható közeli pozícióban. Alternatív módon megpróbálhatjuk megtalálni a nappal, de itt nagyon óvatosan kell eljárni, hogy a Napot ne vegyük be a látómezőbe.
Az alsó konjunkciójánál előfordul, hogy a bolygót sötét foltként látjuk a napkorong előtt. Ekkor minden óvintézkedést meg kell tenni, amelyeket a Tutorial sorozat 6. részében („Óvatosság a napfotózásnál”) leírt. Az Európából megfigyelhető következő Merkúr-tranzitok 2016. május 9-én, 2019. november 11-én és 2032. november 13-án lesznek.
Merkúr adatokban:
Átmérő: 4878 km
A Nap átlagos távolsága: 57,9 millió km
Forog a Nap körül: 88 nap
Pálya dőlése az Föld pályájahoz képest: 7 fok
Távolság az Földtől: 80-220 millió km
Holdak száma: 0
Átlagos sűrűség: 5,4 g/cm³
Vénusz szintén egy belső bolygó, tehát fázisokat mutat. A felszíne soha nem látható a Földről, mert a Vénusz egy sűrű, zárt felhőréteggel van borítva. Azonban ez a felhőréteg sok napszúrással visszaveri az eső napfényt, így a Vénusz a Nap és a Hold után a harmadik legfényesebb égitest az égen, és sötétebb területeken akár árnyékot is vet! Fényének köszönhetően időszakosan akár a meztelen szemmel is felismerhető lehet a legvilágosabb napszakon. A látszólagos átmérő változik 10“ („teljes Vénusz”) és 63“ (alsó konjunkció) között. Nem várhatóak felhőréteg-struktúrák, hacsak nem megfigyeljük UV-fényben, amihez egy tükörtávcső, egy speciális szűrő és egy UV-érzékeny kamera szükséges.
A Vénusz fázisai. Bal oldalon a „teljes Vénusz” közel a felsőhöz, jobbra egy keskeny Vénusz-sarló közel az alsó konjunkcióhoz.
1882 után 2004. június 8-án végre újra történt egy Vénusz-tranzit. Az alsó konjunkciójában sötét foltként haladt el a Nap előtt - impozáns látvány! A tranzit több mint hat órán át tartott.
A Vénusz megfigyelése sokkal könnyebb, mint a Merkúr, mert a Földről nézve akár maximálisan 48 fokra is távolodik a Nap mögül. Ha egyidejűleg az égészeti párját foglalja el a Nap előtt, akkor az égbolt akár 4,5 óráig látható lesz a napnyugta vagy napkelte után. Népies elnevezése az „Esthajnalcsillag” illetve „Reggeli csillag” a Vénusznak.
A Vénusz alkalmanként az alsó konjunkciójában sugárként halad át a Nap előtt, amit „Vénuszvándorlásnak” vagy „Vénusz-tranzitnak” neveznek. A vénusztranzitek ritkábbak a Merkúrhoz képest. Ciklusonként 243 évente fordulnak elő. Egy tranzitot követően 8 év utána van a következő, majd újra 121,5 év múlva, majd újra 8 és 105,5 év után. Az ilyen típusú utolsó esemény volt 121,5 évvel ezelőtt 2004. június 8-án. A következő Vénusz-tranzit 2012. június 6-án következik, amelyet Közép-Európában azonban már csak napfelkelte után lehet követni. Ezután várakozni kell a 2117. december 11-ig és 2125. december 8-ig.
Vénusz adatokban:
Átmérő: 12104 km
A Nap átlagos távolsága: 108,2 millió km
Forog a Nap körül: 224,7 nap
Pálya dőlése az Föld pályájahoz képest: kb. 3,5 fok
Távolság az Földtől: 38,8-260,9 millió km
Holdak száma: 0
Átlagos sűrűség: 5,25 g/cm³
***De földét csak összehasonlításképpen számainkban itt legyen kitéve:
De földét számainkban:
Átmérő: 12742 km
A Nap átlagos távolsága: 149,6 millió km
Forog a Nap körül: 365,25 nap
Pálya dőlése az Föld pályája fokkal szemben: 0 fok
Holdak száma: 1
Átlagos sűrűség: 5,5 g/cm³
Mars az Földön kívül a Nap körüli viszonylag erősen elliptikus pályán forog. Bár légkörrel rendelkezik, de ez nagyon gyenge, így a felszíni részletek felismerhetőek. Kedvező láthatósági időszakokban a Marsjégen gyengén jégdiszóxiddal és vízjéggel borított sarkok láthatóak, amelyek növekedése a mársi télben és olvadása a marsi nyárban nyomon követhető. A Mars felszíne vöröses-lápi, amelyet vasoxid jelenléte okoz és amely a Marsot a „Vörös bolygó” névhez vezette. Nagy nagyítás mellett sötét régiók is láthatóak, amelyek hasonlóak a Föld kontinenseihez és nevekkel vannak ellátva. Ezeknek a struktúráknak köszönhetően a Mars-gömb rotációja a távcsőben követhető.
Három különböző perspektíva a Mars bolygóról. A bal oldalsó felvétel 2007. december 19-én készült, a középső 2005. október 14-én és a jobb oldali 2003. augusztus 22-én. Mindhárom felvétel egy 10 colos Maksutov-Cassegrain távcsővel és egy Philips ToUCam 740K webkamerával készült, a baloldali két felvétel egy DMK videokamerával és egy színszűrővel, a jobb oldali egy Philips ToUCam 740K webkamerával.
A Mars távolsága az Földtől jelentős ingadozásoknak van kitéve, ezért a látszó átmérője minimálisan 4” és maximálisan 25” lehet. De még az ellentétes állásban sem mindig optimális megfigyelni, mert az elliptikus pálya nagy különbségeket okoz. Az áthaladási távolság minimális értéke csak 55,7 millió kilométer, és csak 25”-es szög alatt jelenik meg. A „rossz” áthaladási helyzetekben majdnem kétszer olyan messze a Földtől, így a távcsőben csak fele akkora. Elöttünk vannak viszonylag kedvezőtlen ellentétes helyzetek 2010. január 29-én (99,3 millió km távolság, 14,1” átmérő) és 2012. március 3-án (100,8 millió km, 13,9”). Egy kifejezetten kedvező azt követően jön a 2018. július 27-én (57,6 millió km, 24,3”).
**A Mars két holdjának, a Phobos és a Deimos megfigyelése kihívást jelent az alacsonyabb átmérőjük (27 ill 15 km) miatt, ezért amatőrök számára javasolt nagyobb távcsövekkel készül.
Már kis távcsövekkel és viszonylag rövid fókusztávolsággal is meg lehet figyelni a Jupiter négy galilei holdját. Több felvétel készítése órák vagy napok között lehetővé teszi a holdak forgásának megfigyelését a bolygó körül.
Az égbolton a Nap, a Hold és a Vénusz után a Jupiter a negyedik legfényesebb égitest. Csak ritkán múlja felül őt a Mars ragyogása. Látszó átmérője 30” és 50” között változik. Jól látható az a lapítottsága, amelyet a hatalmas rotációs sebessége okoz, ami az alig tíz órás időtartamban történik: A pólusátmérő jelentősen kisebb, mint az egyenlítőn mért átmérő. Kiválóan megfigyelhetők a négy legnagyobb holdja is, melyeket felfedezőjük után „galilei holdaknak” neveznek, és Ganymedes, Callisto, Europa és Io a nevük. Órák és napok alatt lehet követni a mozgásukat a Jupiter körül. Közepes méretű távcsövekkel még látható, amikor az egyik hold árnyéka hat a Jupiter felhőire, vagy eltűnik a Jupiter árnyékában.
Az összes külső bolygóhoz hasonlóan a legjobb idő a Jupiter megfigyelésére az opposzió helyzet. Minden 399 napra megközelítőleg, amikor a Föld és a Jupiter távolsága minimális, a látszó átmérő a legnagyobb és a fényesség a maximumon van. Azonban nem szükséges közvetlenül az oppositionális éjszakát használni, sok héttel az ellentétes állapot előtt és után is nagyon jóak a megfigyelési feltételek.
Jupiter számai:
Átmérő: 139548 km
A Nap átlagos távolsága: 779 millió km
Nap körüli keringési idő: 11,9 év
Pályainclináció az Földpályához képest: 1,3 fok
Távolság a Földtől: 558 és 967 millió km között
Holdak száma: 63
Átlagos sűrűség: 1,3 g/cm³
Szaturnusz elsősorban grandiózus gyűrűrendszeréről ismert, melyet már kis távcsövekkel is lehet látni. A részletek azonban csak nagyobb eszközökben láthatók, mivel még a legkedvezőbb esetben is körülbelül 1,2 milliárd kilométer választ el minket tőle – még a fénynek is 1 óra és 24 perc kell ehhez a távolsághoz! A Szaturnusz, hasonlóan a Jupiterhez, gázóriás, szilárd felszínnel rendelkezik. A globális kialakítása is gyors forgással lapított: Kevesebb mint tíz óra alatt fordul saját tengelye körül, azonban a Szaturnusz forgását ellentétben a Jupiterével nem lehet közvetlenül megfigyelni, mivel a Saturnus felhőin nincsenek jellegzetes részletek, hanem csak finom, kontraszt szegény sávokból állnak.
A gyűrűs bolygó, a Szaturnusz 2004. január 2-án (baloldal), 2007. december 20-án (középen) és 2009. március 21-én. Jól látható, hogy az évek során a gyűrűrendszerre vetített látószög laposabbá vált. A két nyíl két rés a gyűrűrendszerben, amelyek elég könnyen megfigyelhetőek: a „Cassini rés” (jobb nyíl) és a vékony „Enke rés” (bal nyíl), mely csak nagyobb távcsövekben és jó légkészítés mellett látható. A két bal oldali kép egy 10 hüvelyk nagyságú Maksutow-Cassegrain távcsővel készült, a jobb oldali egy 90 centiméteres Cassegrain-reflektorral. Egy Philips ToUCam 740K webkamerát használtak a baloldali képhez, míg egy DMK videokamerát szíszűrővel a középső és jobboldalihoz. A jobboldali képnél 2000 egyéni felvételt adtak hozzá az eredményhez!
A Szaturnusz globálisa 14” és 20” közötti szög alatt látszik, míg a gyűrűi 37” és 46” között, attól függően, hogy milyen távolságból nézzük. Minden 378 napra van opposition helyzetben. A gyűrűrendszer, ami a Szaturnuszt sok bolygónéző számára a leggyönyörűbbé teszi, számtalan egyedi darabból áll, melyek akár egy porcicászóként, akár egy gyermekház méretűként lehetnek. A gyűrűrendszer átmérőjének (272.000 km) összehasonlításaként a vastagsága kevesebb, mint egy kilométer.
A gyűrűrendszer sok különálló, koncentrikus gyűrűre tagolódik, melyek néhány rés résekkel vannak egymástól elválasztva. Közepes méretű távcsövek már megmutatják a „Cassini rés”-t, a nagyok pedig a „Enke rés”-t is. A gyűrűsík a pályasíktól majdnem 27 fokkal dőlt el, így a Földről nézve a Szaturnusz két teljes keringése alatt nap körül, ami 29,5 évig tart, a gyűrűt kétszer pontosan széltől szélnek vagy kétszer maximális látószögben lehet látni. Az évek 2009, 2025 és 2038 során érik el a szélső helyzetet, közöttük mindig egy különösen előnyös kilátásokkal rendelkező nap esik a gyűrű északi vagy déli felületére. Az ilyen helyzet elérésekor a gyűrűk néhány napig egyáltalán nem látszanak.
Azóta a sok ismert Szaturnusz hold közül mintegy nyolc alkalmas az amatőr eszközökkel történő megfigyelésre.
Szaturnusz számai:
Átmérő: 116900 km
A Nap átlagos távolsága: 1432 millió km
Nap körüli keringési idő: 29,5 év
Pályainclináció az Földpályához képest: 2,5 fok
Távolság a Földtől: 1191 és 1665 millió km között
Holdak száma: 60
Átlagos sűrűség: 0,7 g/cm³
Uránusz olyan messze van a Földtől, hogy puszta szemmel gyakorlatilag észre sem lehet venni, csak egy távcsövön keresztül lett felfedezve 1781-ben. Hasonlóan a Jupitert és a Szaturnuszt, főleg gázból áll.
A látszó átmérője mindössze 3” és 4” között van, így nem igazán jutalom az amatőrastronómiai megfigyelések számára. Minden 370 napra opposition állásban van a Nappal szemben.
A távcsőben még nagy nagyítással sem látható más, mint egy apró, zöldes korong struktúrák nélkül. Az öt legnagyobb Uránusz hold már közepes méretű amatőreszközökkel is fotografikusan megörökíthető.
A Uránusz és négy holdja. A bolygó bal oldalán az Umbriel, jobb oldalon az Ariel, Titánia és Oberon hold. A felvételt egy 10 hüvelykes Maksutow-Cassegrain távcsővel készítették 2003. augusztus 28-án.
Uránusz számai:
Átmérő: 51000 km
A Nap átlagos távolsága: 2884 millió km
Nap körüli keringési idő: 84,7 év
Pályainclináció az Földpályához képest: 0,75 fok
Távolság a Földtől: 2582 és 3158 millió km között
Holdak száma: 27
Átlagos sűrűség: 1,3 g/cm³
Neptun a Naprendszer utolsó bolygója, átlagosan 4,5 milliárd kilométerre kering a Naptól. Ezért csak gyenge fényűnek tűnik, és csak 1846-ban egy távcső segítségével fedezték fel. Nap körüli keringéshez 165,5 év szükséges, így szinte minden évben egyszer eléri az ellenállás állapotát, pontosan 367,5 naponta.
Még akkor is, a bolygó látszó átmérője csak csekély 2,3 hüvelyk - ez kevés a gáz atmoszféra részleteinek felismeréséhez. Viszont érdemes megpróbálni megörökíteni legnagyobb holdját, a Tritont fényképezéssel.
Az 17. szeptember 2003-i képről a Neptun a legfényesebb objektum. A bolygó jobb alsó részén látható legfényesebb holdja, a Triton. Ismét egy 10 hüvelykes Maksutoff-Cassegrain-távcső szolgált felvételi optikának.
Neptun számai:
Átmérő: 44730 km
Átlagos távolság a Napótól: 4500 millió km
Naptól való keringési idő: 165,5 év
Pálya dőlésszöge az Földpályához képest: kb. 1,75 fok
Távolság a Földtől: 4300-4683 millió km között
Holdak száma: 13
Átlagos sűrűség: 1,7 g/cm³
Felvételtechnika
Az említett, bevezetőben részletezett módon, a bolygófotók rögzítésének eljárása alapvetően különbözik az „Asztronómiai és Égboltfotográfia” tanfolyamokon tárgyaltaktól. Egy kamerarendszert kell használni, ami képes minél rövidebb idő alatt minél több képet felvenni, miközben a képszenzor mérete teljesen alárendelt szerepet játszik. Nagy szenzorok még hátrányt is jelenthetnek, mert pusztán egy pici bolygórészletről van szó, és egy nagy környezet, amely lényegében fekete égből álló, csupán az adatmennyiséget növeli és a képek későbbi feldolgozását megnehezíti.
Valóban elegendőek az egy-két milliméteres élhosszúságú szenzorok, hogy még a megfelelő képfelbontással rögzítsék a bolygót. A képpontok száma nem számít, az egyszerű VGA felbontás (640x480 képpont) tökéletes! Amit igazán fontos, az a kamera képessége, hogy másodpercenként 10, 20, 30 vagy akár több képet videófájlként rögzítsen. A bolygófotográfiához az ideális rögzítőberendezések a webkamerák (webkamera) és a digitális videokameramodulok (nem kamerák).
A webcam a leghatékonyabb megoldás, és a szükséges kiegészítőkkel már csak kicsivel több, mint 100 euróért beszerezhető. Előnyben részesítendőek azok a modellek, amelyek valódi CCD-vel vannak felszerelve, egy CMOS szenzor helyett. Sajnos, a Philips cég, amely eddig ilyen modelleket kínált, beszüntette a gyártást és most csak CMOS szenzorral rendelkező eszközöket kínál. Ha lehetősége van beszerezni egy „Philips ToUCam Pro II PCVC 840 K” vagy „Philips ToUCam SPC 900 NC” használt webkamerát, jó választás lehet, mivel mindkét modell rendelkezik CCD szenzorral.
Az ImagingSource gyártó DMK-videomoduljának mielőbbi felszerelése jobb képminőséget eredményez, mint egy webkamera, de persze jóval drágábban. A bemutatott modell csak fekete-fehér felvételeket készít, és egy 1,25 hüvelykes adapter segítségével (fent) csatlakozik a távcsőhöz.
A felvett, kész videokamera, amely a képeket egy Firewire-csatlakozáson keresztül továbbítja a számítógépre. Színes bolygófotók készítéséhez szárfodata lett felszerelve, amely egy piros, zöld és kék szűrőből áll:
Ha egy vadonatúj kamerát részesít előnyben, akkor csak a „Celestron NexImage CCD Camera” (Link) marad, amely belsőleg egy webkamerához hasonlít, de már csatlakoztatva van egy távcsőhöz.
Az említett Philips termékeknél azt kell megtenni, hogy a webkamera lencséjét eltávolítani és egy 1,25 hüvelykes átmérőjű oculáradapterrel helyettesíteni, hogy a kamerát az oculáradapterre helyezzék a távcsős okulár helyett. Ha lencses távcsőről van szó, akkor érdemes lehet egy infravörös-/ultraviolettszűrő használata is, hogy elkerüljék a homályosodást.
A webkamerát asztronómiai célokra alkalmasá tenni egy infravörös-/ultraviolétszűrőt igényel (bal oldalon, különösen fontos refraktoroknál) és egy webcam-adaptátort (középen).
A Philips SPC 900 NC webkamera objektívjét egy szőnyegkéssel óvatosan eltávolítják, mivel azt nem igényli a bolygófotográfia:
A leszerelt objektív helyére egy webkameradapert csavaroznak be, hogy a kamerát a távcső okulárához lehessen rögzíteni.
A 1,25 hüvelykes átmérőjű webkameradapert az oculáradapterbe kell illeszteni egy okulár helyett.
Mivel a webkamerák nem az egyedi képek maximális minőségét célozzák, hanem egy folyamatos videofolyam létrehozását, az emelt szintű rögzítéshez használható egy digitális videomodul is. Ezzel az egységgel sikerül letisztult egyedi képeket kapni a felvett videókból, bár jóval magasabb áron. Ajánlott gyártó ilyen videomodulokhoz az ImagingSource (Link).
Égitestvideók készítése
Először az optimális felvételi fókusztávolságot kell meghatározni, amely az ék alapján az égitest élességére (vagyis a nyílásra) és a kamera képpontméretére is épül. A webkamerák szenzorai általában képpontokkal rendelkeznek, amelyek oldalmérete körülbelül öt ezredmilliméter. A legjobb felvételi fókusztávolság akkor érhető el, ha az átmérőarány körülbelül 1:20-as, és bőségesen lehet kerekíteni.
Ez azt jelenti, hogy a fókusztávolságnak cirka 20-szorosnak kell lennie a nyílás méretéhez képest. Ha rövidebb, nem lehet kihasználni a teleszkóp elméleti felbontóképességét. Ha hosszabb, akkor az égitest korongja csak nagyobb és fényesebb lesz, anélkül hogy több részlet lenne látható. Különösen tragikus az utolsó esetben, hogy a felvétel egyes képeinek expozíciós ideje feleslegesen meghosszabbodik, és nehezebbé válik a csekély légzavartú pillanatok kihasználása éles képekhez.
Példa: Ha egy 150 milliméteres nyílású teleszkópot használunk, akkor az optimális fókusztávolság 150 mm * 20 = 3000 mm, azaz 3 méter lenne. Ha a primér fókusztávolság kisebb, azt egy Barlow-lencsével lehet a kívánt értékre beállítani, amelyet a teleszkóp és a kamera közé szerelnek.
A legjobb átmérőarány nevezőjének pontos képlete úgy számolható ki, hogy a képpont átmérőjét elosztjuk a 0,00028 konstanssal. Példa: A kamera képpontjai 4 ezredmilliméter oldalméretűek (= 0,004 mm). 0,004 osztva 0,00028-mal kerekítve 14-et ad eredményként, azaz az általános átmérőarány körülbelül 1:14 legyen.
Az égitestre most fókuszálni kell a teleszkópot, és egy okuláron keresztül megnézni. A motoros pontosságú állvánnyal az égitestet pontosan kell a kép közepébe vinni. Ezután az okulárt eltávolítják és helyettesítik a webkamerával. A kamera vezérlőszoftvere egy hosszú expozíciós időt és magas képérzékelést (gyakran „Gain”-ként említve) kell beállítani ahhoz, hogy az ekkor még nagyon homályos égitestképet a számítógép képernyőjén felismerjük. A kamerán rögzített videót élőben lehet követni a képernyőn, így a fókuszálás nem jelent nagy problémát. Minél élesebb lesz a kép, annál világosabb lesz, így az expozíciós időt és a képérsékelést lépésről lépésre csökkenteni kell az túl exponáltság elkerülése érdekében.
Mielőtt egy égitestvideót elkezdenél menteni, mindenképp kapcsold ki a kamera hangátvitelét, hogy az audióadatok ne pazaroljanak értékes sávszélességet.
A Philips ToUCam 740K-hez mellékelt Philips VRecord szoftver képernyőképei. A baloldali képen a Mars bolygó látszik, miután az okulárt felváltotta a webkamera; a kép még teljesen homályos. A középen lévőn a fókuszálás eredménye látható, ahol még mindig nagyon túl van exponálva a kép. A jobb oldalon az expozíciót és a fehéregyensúlyt beállították.
Ha az égitest már éles a képernyőn, akkor következnek a finomhangolások. Fontos jó egyensúlyt találni az egyes képek exponálási ideje és az elektronikus képérzékelés között. Mindenképp kapcsold ki a kamera expozícióautomatikáját, hogy minden beállítást magad végezhess el. Az rövid expozíciós idők megkönnyítik a pillanatok „befagyasztását” a csekély légzavarral, az erős képérzékelés pedig intenzív zajt eredményez a rögzített képeken. A bolygó fényességétől és a légzavarra vonatkozó megfigyelési körülményektől függően egy kompromisszumot kell találni. Mindenképp kerüld az túl expozálást, mert kételyes lesz az adott pixelek és az elveszett képadatok viszonya. Nagyon nagy bebolygatást sem javasolt, ugyanis a jel-zaj viszony akkor kedvezőtlen lesz.
A webkamera meghajtószoftverében kapcsold ki a hangfelvételt („Stummschaltung” - „Némítás”). A megfelelő párbeszédpanel különbözhet a használt kameramodell szerint.
A Philips ToUCam 740K kamera beállításai. Fontos kikapcsolni a fehéregyensúly és expozíció automatikus szabályzását. Ezután a színszabályozókat (fent) és az expozícióidő és képérzékelés szabályzókat (lent) manuálisan lehet beállítani.
A Philips ToUCam 740K képszerkesztése. Itt is ki kell kapcsolni a teljesautomatikus beállítást. Ezután a képfrekvenciát, a fényerőt és a kontrasztot manuálisan kell beállítani, hogy az égitest képe a lehető legtermészetesebben jelenjen meg a képernyőn.
A következő lépés a fehéregyensúly beállítása. Ehhez van egy vagy két színvezérlő, amelyeket egyszerűen annyira kell állítani, hogy a képernyőn látható színbenyomás közelítse az okuláron látott vizuális benyomást.
Az utolsó döntés az képfrekvencia. Webkameráknál maximum 30 képkocka másodpercenként, mivel a képadatokat nagyon erőteljesen tömöríteni kell ahhoz, hogy azokat egy számítógépre lehessen átvinni, amely csökkentheti a képminőséget. Tíz vagy húsz képkocka másodpercenként több mint elegendő.
Vegyél fel most egy videót, és válassz ki az AVI formátumot. Korlátozd a videó hosszát legfeljebb 4-5 percre, hogy a létrejövő fájl ne legyen túl nagy, amíg a további feldolgozás nehézkessé nem válik. Inkább vegyél fel több rövidebb videót egymás után különböző beállításokkal. Azoknál az égitesteknél, amelyek felszíni jellemzői a bolygórotáció miatt mozognak, a videó hossza ne haladja meg a négy percet. Ez a Mars és a Jupiter esetén jellemző.
Videók feldolgozása
A felvétel befejezése után videofájl lesz a birtokában, amely mutatja a bolygót. A levegőzavar miatt nem minden egyes kép egyformán éles. Ezért a következő lépésben ki kell válogatni a éles képeket és pontosan összehangolni őket, hogy össze lehessen vonni őket egy átlagértékű összképpé. Az összevonás szükséges annak érdekében, hogy a képzajt csökkentsük, ami lehetővé teszi a bolygó felvételének újra élesítését.
A legélesebb képek kiválogatása hatalmas munka, ha figyelembe vesszük, hogy egy 4 perces bolygó videó tíz képből álló másodpercenként-összesen 2400 képből áll! Szerencsére ez a lépés nem kell kézi módon történjen, hanem speciális programokkal is elvégezhetők, amelyek ingyenesen elérhetők az interneten. Két ilyen program említésre kerül:
GIOTTO (http://www.videoastronomy.org/giotto.htm) és
Registax (http://www.astronomie.be/registax/).
Az alábbiakban a "GIOTTO" szoftverrel történő eljárást fogjuk bemutatni. Követheti a lépéseket, ha letölti a szoftvert és a már említett webhelyen leírtak szerint telepíti. Töltse le továbbá az "MarsDemo.zip" gyakorlófájlt ehhez az útmutatóhoz, amely felbontva tartalmazza a "MarsDemo.avi" videót. A videó csak 100 egyedi felvételt tartalmaz a Mars bolygóról, amit 2003. augusztus 22-én vettek fel egy 10 hüvelykes távcsővel és egy Philips webkamerával.
A legjobb, ha először megnézi a videót egy médialejátszóval. Akkor észre fogja venni, hogy a képminőség a levegőzavar miatt jelentősen ingadozik. Itt két egyéni felvétel látható a videóból, amelyek közül az egyik kifejezetten homályos, a másik viszont elég éles:
Két egyedi felvétel a "MarsDemo.avi" gyakorlóvideóból. Bal oldalon egy homályos kép látható a levegőzavar miatt, jobb oldalon pedig egy sokkal élesebb.
A GIOTTO indítása után (2.12. verzió) megjelenik a következő képernyő:
A "GIOTTO" ingyenes szoftver indítóképernyője. Négy képernyőablak (puffer A - D) áll rendelkezésre.
Válassza ki a Képek átfedése/Automatikus átfedési képek… parancsot. Ekkor megjelenik az alábbi párbeszédablak:
GIOTTO szoftver: Egy bolygóvideót hét lépésben készít át egy kész egyedi képpé.
Itt haladjon lépésről lépésre és dolgozza fel a 1-től 7-ig terjedő pontokat. Elsőként a szoftvernek tudni szeretné, honnan származnak a nyers képek. Kattintson az Rohkép forrása… gombra. Válassza ki az Összes egyedi kép az AVI-fájlból és a Digicam/Webcam/Scanner/CCD-kamera (Non Interlace) opciókat, majd erősítse meg a Elfogadás gombbal:
GIOTTO szoftver: Nyerskép forrásának kiválasztása.
A 2. pontban (Rohképek átfedés előtti előkezelése?) átugorhatjuk (ha szükséges, távolítsa el a pipát a jelölőnégyzetből) és lépjünk a 3. pontra (Melyik módszer az összpontosításra?). Ezen dönti el, melyik módszert alkalmazza a GIOTTO a bolygóképek pontos egymásra illesztéséhez. Válassza a Fényességsúlypont keresése (világos egyedi tárgyak) lehetőséget az Összpontosítási módszer… gomb lenyomását követően:
GIOTTO szoftver: Az összpontosítási módszer kiválasztása. A "Fényességsúlypont keresése" általában jobb eredményeket szolgáltat, mint a "Bolygókorong középre állítása" opció.
A 4. lépésben, "Subpixel pontosság", kattintson a Szupernagyítás… gombra, majd válassza ki a kétszeres felbontást (fél pixeles) és a következő Motívum kivágása, képméret nem változékony. beállításokat a megjelenő párbeszédablakban. Ez az egyensúlyozza ki a képeket az átfedés előtt, amely növeli az átfedés pontosságát.
GIOTTO szoftver: A "kétszeres felbontás" kiválasztása után a szoftver subpixel pontossággal dolgozhat.
Most a 5. pontra összpontosítsunk, a Nyers képek minőségellenőrzése. Kattintson a Rendezés beállítás…, gombra, hogy megadjuk, hány százaléknyi képet szeretne használni, míg a maradékot kidobjuk. Mivel a gyakorlóvideó csak 100 egyedi képet tartalmaz, szeretnénk felhasználni az eddigiek 70%-át, amit a Felhasználási ráta csúszkával lehet beállítani. Fontos még a élesség és torzítás súlyozása az Élesség és a Torzítás csúszkák segítségével. Válassza a 70%-os Élesség és a 30%-os Torzítás lehetőségeket.
GIOTTO szoftver: Az élesség és torzítás súlyozása, valamint a felhasználási ráta az adott bolygóvideó állapotától függően kell, hogy módosítva legyen. Az "A gyakorlati javaslatok" dobozban található gombok hasznos segítséget nyújtanak.
Az előforduló videók állapotától függően szükséges lehet ezeknek az értékeknek a módosítása. A zaklatott levegőben rögzített videók kis számú éles képet tartalmaznak, ezért a felhasználási ráta drasztikusan csökkenthető. Ha a levegőzavar sok torzított bolygópontképet eredményezett, akkor a torzításnak kell nagyobb prioritást adni a élesség rovására. A csúszkákat a meghatározott, ajánlott pozíciókba kell helyezni, ha a párbeszédablakban az "A gyakorlati javaslatok" alatt található gombok egyikét megnyomja.
Folytathatja a 6. pontra: Hogyan kell elvégezni a végeredményt?. Az Eredmény beállítás… gombbal lépjön be egy megfelelő párbeszédablakba, ahol válassza az Átlagolás (Mitteln) lehetőséget. Az átlagolás az egyik legjobb módja a kiválasztott és egyesített képkockák átlagosítását jelenteni:
GIOTTO szoftver: A legélesebb egyedi képek kiválogatása és összehangolása után a bolygó képei középértékű átlagolásra kerülnek.
A 7. pont kihagyható, így most meg kell nyomni a Tovább… gombot. Ha ez nem elérhető, a Korábbi beállítás választása gomb megnyomásával megoldhatja a problémát.
A folyamat elindítása után a program először a videofájl kiválasztását fogja kérni (az „MarsDemo.avi” esetén) majd egy ideig számolásba kezd, eközben a haladás százalékos arányban lesz látható.
Szoftver GIOTTO: A bolygóvideó kiválasztása.
Szoftver GIOTTO: A videófeldolgozás feldolgozandó egyedi képjelenetek számától függően egy bizonyos számítási időt vesz igénybe. Közben a GIOTTO állapotjelzéseket ad (nyilak).
Munka befejeztével az eredmény megjelenik a „Buffer A összképe” ablakban.
Szoftver GIOTTO: Az összkép megjelenítése.
Első pillantásra ez a kép homályosabbnak tűnik, mint egy éles videóból származó kép, azonban az elektronikus képszemcsézés sokkal kisebb mértékű. Ennek eredményeképpen lehetőségünk van élességjavító szűrők alkalmazására. Megpróbáljuk ezt, és a GIOTTO-ban ki kell választanunk a Szerkesztés/Élezés és szűrés… parancsot. A megjelenő párbeszéd panelen válassza ki a Csak élezés fület, állítsa be az alábbi ábrán látható paramétereket, és válassza ki a Cél-ként a Buffer B. Az előnézeti ablak csak annak a paraméternek a módosítása után frissül, ami viszonylag hosszú várakozási időt igényel a előnézeti kép számításának.
Szoftver GIOTTO: Az összkép élezése finomhangolást igénylő paraméterekkel történik, hogy elkerüljük a nem kívánt művészeti effektek kialakulását. Az előnézeti kép nagyban megkönnyíti ezt a munkát.
A Szerkesztés gombbal indítsa el az élezési rutint, aminek eredményét ezután a „Buffer B” ablakban fogja látni.
Szoftver GIOTTO: A élezett összkép megjelenítése a Buffer B ablakban.
Mielőtt elmentené, győződjön meg arról, hogy a grafikaformátum beállításai megfelelnek. Ehhez válassza ki a GIOTTO-ban a Fájl/Grafikus formátumok… parancsot, és a TIFF szakaszban állítsa be az Nyomásmentes és 16 Bit lehetőségeket:
Szoftver GIOTTO: Grafikus formátumok konfigurálása. Csak TIFF és FITS dolgoznak veszteség nélkül, ami fontos, ha a bolygófotót egy másik szoftverrel tovább kell dolgozni.
A Fájl/Kép mentése… paranccsal külön lehet menteni a négy fájlablak tartalmát, a lehető legjobb minőségű formátumban (pl. TIFF).
Szoftver GIOTTO: Az élezett összkép mentése TIFF formátumban.
Ha szükséges vagy szükség esetén, ilyen képet TIFF formátumban egy másik képszerkesztő programban megnyithat, hogy végső szerkesztési lépéseket végezzen.
Az „MarsDemo.avi” gyakorlati fájlból készült kész Marskép, miután az Adobe Photoshop-ban kisebb beállításokat végeztünk, beleértve az igazításokat, a gradációt és a színviszonyokat.
Az 10 hüvelykes Maksutov-Cassegrain távcső tubusa, amellyel ennek a bemutatónak a planetáris képeit készítették. A méretarányos összehasonlításhoz egy Canon EOS 1D kamera is látható:
Saját megjegyzés: Az összes használt kép példája a bemutatott módon készült.
Egyetlen kivétel: A címkép egy fotómontázs saját készítésű bolygófotókból.
Folytatás a 15. rész „Kalibráció: Világos és sötét képek készítése” címszóval.
