Как думаете, есть ли будущее у видеоастрономии?
Автор
roman,
125 сообщений в этой теме
Создайте аккаунт или войдите для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
-
Похожие публикации
-
Наблюдение с астровидеокамерами
Автор: Род Моллис
Астровидео может расширить горизонты вашего телескопа семимильными шагами.
Из февральского выпуска Sky&Telescope 2013 года. Автор Род Моллис.
Просмотреть полную статью
-
Наблюдение с астровидеокамерами
Автор: Род Моллис
Несколько лет назад приближение очередного дня рождения породило во мне философские настроения. Не только о жизни в целом, но и о любительской астрономии. Насколько далеко я могу заглянуть? Что на самом деле находится в глубоком космосе? Я наблюдал много удивительных объектов, но чувствовал, что это лишь верхушка айсберга. Мне не хотелось смотреть на одни и те же старые кластеры, туманности и галактики — я хотел копнуть поглубже и увидеть, что лежит за яркими жемчужинами.
Астровидеонаблюдение стало популярным способом наслаждаться астрономией. Детальные виды таких целей, как туманность Лагуна, доступны при использовании скромного оборудования в не самой идеальной местности.
Род Моллис
Как же мне это сделать? Например, визуально с помощью большого телескопа. Любители с 20-, 30- и даже 40-дюймовыми добсоновскими «ведрами» уже давно не редкость. Проблема этой идеи в том, что мне нужно было бы ворочать эту громадину каждый раз, как захотелось понаблюдать. Новаторские решения сделали большие любительские телескопы легче, чем когда-либо, но маленьким можно сделать только 25-дюймовый Ньютон. А я давным-давно решил, что не позволю моему телескопу диктовать выбор транспортного средства.
А что насчет астрофотографии? Пару раз я потерпел неудачу на этом пути, снимая на фотопленку, ПЗС-камеры и цифрозеркалки. Мне нравится фотографировать небо, но это не совсем то, что я подразумевал. Хорошо поработать с традиционной камерой — это значит сосредоточиться на одном или двух объектах за вечер. А с учетом местной погоды это означает, что я мог бы «увидеть» восемь или десять новых объектов за год. Я хотел выйти за эти рамки в своих исследованиях.
Потом я вспомнил о видео. Немного поэкспериментировал, снимая Луну и планеты с помощью своего камкордера (пишущей видеокамеры). Результаты мне понравились, но запечатлеть тусклые объекты не получилось. Стандартная экспозиция видеокамеры дает недостаточно времени, чтобы накопить свет от далекой галактики. Я задумался, а что будет, если я сумею добиться более длинной выдержки с видеокамерой?
Астровидеонаблюдение не предназначено для создания сногсшибательных астрофото. Его основная цель — просто выявить слабые объекты на видеомониторе или экране ноутбука. Данные изображения M27 (слева) и M51 были зарегистрированы за 15 и 28 секунд соответственно, в 8-дюймовый телескоп Celestron C8 системы Шмидта-Кассегрена.
Род Моллис
Долго раздумывать не пришлось. Некоторые из моих друзей приняли на вооружение «астровидео», как они его называют, и регулярно ловят видеокамерами самые тусклые объекты. Они рассматривают их в режиме реального времени, без компьютера — просто камера и монитор.
Еще больше соблазняло то, что они делают это в засвеченной местности! Мои приятели использовали специальные камеры MallinCam (mallincam.com), Cosmo-Logic Systems (ранее StellaCam, cosmologicsystems.com), а также телескопы и бинокли Orion (oriontelescopes.com). У всех этих камер есть кое-что общее, что позволяет им улавливать объекты глубокого космоса.
Важнейшим отличием астрономических видеокамер от пишущих (камкордеров) является их способность обеспечивать длительные экспозиции. Те, что подешевле, допускают выдержку 5–10 секунд. Казалось бы, немного, но этого достаточно, чтобы выявить на удивление тусклые объекты. Моя первая астрономическая видеокамера была ограничена 10-секундной экспозицией, но без труда показывала галактики 15-й величины с 8-дюймовым телескопом.
Снабдив свое наблюдательное устройство астровидеокамерой, вы увеличите апертуру телескопа практически втрое. Этот 22-дюймовый Добсон Starstructure в сочетании с камерой MallinCam Xtreme, как правило, обнаруживает галактики тусклее обозначенных в популярных звездных атласах.
Род Моллис
Оказалось, что мне нравится экспериментировать с астровидео. Это было похоже на визуальное наблюдение — не то что пыхтеть над ПЗС-камерой и компьютером. Видеокамеры начинают новую экспозицию, как только завершена предыдущая. Когда каждые 10 секунд на экране автоматически сменяется кадр, кажется, будто наблюдаешь объекты в реальном времени. Дополнительным преимуществом стала хорошая работа камеры в моей неидеальной местности, благодаря широкому динамическому диапазону ее ПЗС-детектора.
Однако что действительно воодушевило меня, так это способность астровидео раскрывать тусклое и далекое. Как глубоко можно зайти? Считается, что астровидеокамера умножает апертуру телескопа в три раза, но эта оценка может оказаться консервативной. Я неоднократно наблюдал в большие телескопы тусклые объекты вроде туманности Конская Голова, но даже 42-дюймовый инструмент никогда не обеспечивал в окуляре того уровня детализации, который наблюдался в 11-дюймовый Шмидт-Кассегрен с помощью моей видеокамеры.
Я любил свою первую камеру — снятую с производства StellaCam 2. Но несмотря на то, что она без труда отображала объекты вроде туманности Конская Голова, чтобы сделать это, мне приходилось выставлять коэффициент усиления (чувствительность) в ручных настройках на такой уровень, при котором изображение на видеоэкране становилось шумным, с отвратительным неравномерным фоном. В ответ на это легкое неудобство я стал рассматривать возможность перехода на более чувствительную камеру. Более продвинутые модели, такие как StellaCam 3 или MallinCam Xtreme, допускали экспозицию в несколько часов (хотя вряд ли бы она когда-нибудь понадобилась).
Когда пришло время заменить мой StellaCam 2, я обратился к MallinCams, поскольку у них были цветные датчики, и остановился на MallinCam Xtreme, что было большим шагом по сравнению с моей предыдущей камерой.
Даже если установить коэффициент усиления на низкий уровень, изображения с астровидеокамер, как и в случае ПЗС-фотокамер, демонстрируют значительный тепловой шум. Внутренняя теплота вызывает высвобождение электронов с матрицы, и они проявляются на фотографиях как «ложные звезды». MallinCam Xtreme имеет электронное охлаждение для уменьшения теплового шума, как и специализированные ПЗС-камеры.
Результаты, которых я быстро достиг с Xtreme, кроме как ошеломительными не назвать. Переход от 10-секундной к 1-минутной экспозиции оказался разительным. Я не только мог сохранить низкий коэффициент усиления, что привело к получению более однородных изображений на мониторе, — я смог увидеть больше деталей, чем с короткими экспозициями, независимо от того, насколько высокий коэффициент усиления был выставлен на StellaCam.
В первую для Xtreme ночь в небе зависал Орион, поэтому я, естественно, развернул 11-дюймовый Шмидт-Кассегрен на Конскую Голову, установил экспозицию 56 секунд и приступил к съемке. Когда на экране сформировалось первое изображение, у меня отпала челюсть! «Фон», IC434, был ярко-красным. Отражательная туманность северо-восточнее, NGC 2023, голубела льдом. Но больше всего меня поразила сама темная туманность. Были заметны детали, которые я видел лишь на фотоснимках с длительной экспозицией, причем сейчас я наблюдал их без компьютера и долгих часов обработки.
Одним из преимуществ небольших детекторов в камерах для астровидео является то, что они могут задействовать сильные редукторы фокуса, не внося нежелательных искажений в изображения звезд, что позволяет превратить ваш Шмидт-Кассегрен f/10 в широкоугольный инструмент f/3,3.
Мало того что астровидеокамеры позволили мне видеть тусклые объекты — оказалось, что они выполнили и другое мое требование: наблюдать много чего хорошего каждую ночь. Благодаря простоте мой установки я за один вечер проделывал немалый путь. В процессе работы над Herschel Project (S&T: август 2012 г., стр. 60) передо мной стояла задача увидеть все 2500 объектов глубокого космоса Уильяма и Кэролайн Гершель, и я часто регистрировал по 100 или более тусклых объектов за ночь.
А что значит астровидео для вас? Возможно, ваши цели похожи на мои, но если вас больше интересуют красивые картинки, всё это может оказаться вам не по душе. Кадры, сделанные из видео, никогда не будут выглядеть так же привлекательно, как изображения, созданные астрономическими ПЗС-фотокамерами, хотя некоторые пользователи видео приблизились к такому результату, используя платы видеозахвата для передачи аналогового видео с камеры в компьютер для обработки.
Астровидео также не для тех, кого не устраивает куча дорогой техники между небом и наблюдателем. Для минимального набора понадобится камера, монитор, источник питания и кабели. А если вы хотите записать свои видео для последующего просмотра, то еще и видеомагнитофон. Сколько всё это стоит? Лучшие камеры относительно недороги по сравнению с астрономическими ПЗС-фотокамерами (от $ 500 до $ 2000 в зависимости от производителя и модели), но вам все равно придется учитывать стоимость дополняющих товаров.
Род Моллис
Большинство камер снабжены небольшим источником питания переменного тока, но в темной наблюдательной местности в захолустье они зачастую бесполезны. Я подключаю свою камеру шнуром питания постоянного тока от производителя к 12-вольтовому автомобильному аккумулятору. Кстати, я обнаружил, что при работе камеры от аккумулятора получается менее шумное видео, чем если бы я питал ее от розетки через адаптер.
Тип монитора, который вам нужен, зависит от места наблюдения. Если вы работаете дома с доступом к розетке, можно использовать любой телевизор/монитор со стандартным композитным видеовходом. В отдаленной местности обычно нужен тот, что работает на постоянном токе. Я использую один из распространенных портативных DVD-плееров с входным гнездом для внешнего видео, что позволяет мне использовать его в качестве монитора. Экран небольшой, но выглядит хорошо и долго работает от внутренней батареи.
Я сохраняю видео с камеры с помощью видеорекордера, который записывает мои снимки на карту памяти SD. Он целый вечер работает от своей батареи, он маленький и удобный. До того я использовал домашний DVD-рекордер, и он прекрасно работал, но я подключал его через инвертор к большому судовому аккумулятору, а тот был тяжелым и быстро разряжался инвертором.
Вот я балбес! Забыл упомянуть аксессуар № 1, который вам нужен: телескоп. Какого типа? Чтобы выйти за пределы Луны и планет (большинство современных астровидеокамер годятся и для изображения планет), вам нужен телескоп, который удовлетворяет трем требованиям: ему нужна широкоугольная оптика, у него должен быть подходящий фокус для камеры и моторный привод — предпочтительно с системой наведения GoTo.
У некоторых рефлекторов Ньютона недостаточное фокусное расстояние, чтобы можно было использовать хоть какую-то камеру, вставляющуюся непосредственно в фокусер телескопа. Рефракторы обычно работают без модификаций. Телескопы, у которых при фокусировке перемещается главное зеркало, например Шмидт-Кассегрен или Максутов-Кассегрен, благодаря широкому диапазону фокусировки редко имеют проблемы с камерами.
Светочувствительные матрицы астровидеокамер невелики, поэтому для удовлетворительного кадрирования большинства объектов требуется телескоп с широким полем зрения. Идеальное фокусное расстояние для видеотелескопа составляет от 500 до 1000 мм. У вас больше? Это легко исправить с помощью редукторов фокуса. Я использую редуктор f/3.3, чтобы превратить свой слишком длиннофокусный 2000-мм Шмидт-Кассегрен в более подходящий для видео 660-мм.
Меня часто спрашивают, можно ли взяться за видео с обычным телескопом Добсона, у которого нет возможности отслеживать звезды. К сожалению, ответ нет. Крошечные матрицы астровидеокамер превращают ручное отслеживание объектов (даже планет) в сплошное разочарование. Хорошая новость в том, что можно недорого приобрести рефлекторы Добсона на альт-азимутальной монтировке или экваториальной платформе. Маленькие видеочипы также затрудняют поиск и отслеживание объектов, поэтому телескоп с GoTo, который автоматически находит объекты, намного эффективнее и доставляет меньше неудобств при использовании видео.
Установка астровидеокамеры проще простого — надо лишь заменить окуляр на астровидеокамеру, после чего ваш телескоп становится объективом камеры.
Род Моллис
Итак, теперь у вас есть телескоп и видеокамера. Как они стыкуются? Легко. Камера идет прямиком в фокусер. Окуляр не требуется, а астровидеокамеры не оснащены объективами — ваш телескоп становится объективом. Большинство камер снабжены насадкой 1¼ дюйма, которая позволяет вставлять их непосредственно в фокусер.
Остается вопрос о выборе модели камеры. Не могу сказать, что новичку не подойдут топовые модели MallinCam Xtreme или StellaCam 3, но можно начать с простых и недорогих. Как Orion StarShoot Deep Space Video Camera, так и MallinCam Jr просты в использовании и дают отличные результаты с самого начала. Они ограничены 4-секундной экспозицией, но при схожей выдержке на StellaCam 2 у меня получилось отобразить сотни объектов.
Я много чего видел, используя астровидеокамеры в местах наподобие моего скромного дворика или засвеченной групповой площадки. Мне всё еще нравится смотреть в окуляр, но с видео я вижу гораздо больше. Мои камеры перевыполнили мое желание видеть глубже. Они помогли мне заглянуть за рамки каталогов Мессье и NGC в полчища тусклых галактик, образующих фон Вселенной.
Пишущий редактор Род Моллис наблюдает тусклые объекты из Chaos Manor South, чаще всего используя катадиоптрические телескопы.
-