Friday, 25 January 2013

Csillagaszkodas


Az alapok

A legegyszerubb mondja lefenykepezni a csillagos eget, ha az ember fog egy fenykepezogepet,  az eg fele iranyitja, majd megnyomja a gombot. Mivel  sotet van es a csillagok is tobbnyire halovanyak, az ilyen kepen nem sok minden latszik. Ekkor jon a hosszabb expozicios ido, de 1/20-ad masodpercnel hosszabb felvetelt nem nagyon lehet kezbol kitartani . Lehet meg probalkozni azzal, hogy az ember erzekenyebbre allitja a fenykepezot, de a magasabb ISO ertekkel nem csak tobb csillag lesz a kepen, hanem az egyre zajosabb is lesz.

Ilyenkor az ember vagy lerakja valamire a gepet, vagy vesz egy fenykepezo allvanyt, es maris sokkal jobbak lesznek a kepek. Ekkor mar elotunnek olyan csillagok, amiket szabad szemmel nem is lehet latni. Nagy az orom. Egyre hosszabbak az expozicios idok, egyre tobb mindent lehet latni a kepen. Ilyenkor az ember hirtelen kapzsi lesz, es jo hosszu expozicios idot allit be. Legyen mondjuk egy perc. Visszanezve  a kepet a fenykepzo kijelzojen teljes az amulat. Am az orom nem tart sokaig. Nagy monitoron nezve, mitha valami nem stimmelne. Ranagyitva a kepre latszik hogy hogy az egesz kep homalyos, es a csillagok helyen csunya hosszu vonalak vannak.

Rossz fokusz, es kovetes nelkul.
A csillagok homalyos csikok.
A homalyossag azert van, mert a fenykepezogepek auto-focus-at nem arra talaltak ki, hogy sotetben a majdnem semmire jol fokuszaljon, hanem arra hogy nappal egy tulipant lefenykepezve legyen szep eles a kep. Szoval a fenykepezot at kell allitani manualis modra es beallitani, hogy a vegtelenre fokuszaljon. Vagy ha van live-view mode, ahol eloben ra lehet nagyitani a fenykepezendo dologra a gep kijelzojen, akkor egy fenyes csillagot kivalasztva kezzel be lehet allitani a fokuszt.

Ha ez megvan es jo a fokusz, akkor mar szuper eles lesz a kep es meg jobban latszik, hogy pontszeru csillagok helyett csunya hosszu vonalak vannak a kepen. Az egeszet az okozza, hogy a Fold forog, igy a csillagok a Foldrol nezve szep lassan ‘mennek’ az egen. Egy nap alatt 360 fokot, egy ora alatt 15 fokot, egy perc alatt meg negyed fokot mozdulnak el es ez bizony mar latszik a kepen. Az en fenykepezommel es hozza tartozo 18-135mm-es objektivvel a zoom szinttol es a fenykepezendo terulettol fuggoen 1,6 – 10 masodpercesnel hosszabbat nem lehet exponalni, hogy be ne mozdulnanak a csillagok.


A csillagok kovetese

Itt kezd bonyolodni a dolog. Ha azt akarjuk, hogy a csillagok a hosszu exponalasu kepeken is szep kis pontok legyenek, ugy kell mozgatni a fenykepezot, ahogy a csillagok mozognak. A foldnek van egy forgastengelye, ami korul forog, ez nagyjabol az eszaki sarkot es a deli sarkot osszekoto egyenes. A foldrol nezve a csillagok is e korul a tengely korul forognak es ezen a tengelyen van rajta a sark csillag, eppen ezert azt  mindig ugyanazon a helyen latjuk az egen. Szoval csupan annyit kell tennunk, hogy szerzunk egy tengelyt, ami eppen parhuzamos a fold forgastengelyevel (vagyis pont a sarkcsillagra mutat) es e korul pont olyan sebesseggel forgatjuk a fenykepezonket, ahogyan a csillagok is mennek az egen (vagyis amilyen sebbesseggel a Fold forog), vagyis olyan lassan, hogy a fenykepezo epp egy nap alatt forduljon korbe (ahogy azt a Fold is teszi).

Szoval kell valami, amiben van egy tengely, ami parhuzamos a Fold forgastengelyevel, es ra lehet rakni a fenykepezogepet es lehet szep lassan forgatni. Meg otthon probaltam ket fa lapbol csinalni zsannerral egy ugynevezett barn-door szerkezetet, ami elmeletileg jol mukodott, gyakorlatilag viszont mindig volt egy kis hiba, ami miatt nem lett jo a kep. Szoval vegul fogtam egy EQ-1-es tavcso mechanikat, ami a legkisebb es legegyszerubb olyan mechanika, amiben van egy ilyen fent emlitett tengely, es azt raktam ra a fenykepezo allvanyra.

Az a paca ott kozeptol kicsit jobbra fent az NGC 2477 szamu csillaghalmaz.
A kep 37 darab 4.0 masodperces expozio ideju kep atlagolasaval keszult, kovetes nelkul.

Polusra allas

Na, akkor van egy fenykepezo allvany, rajta egy szerkezet, azon a fenykepezo. A kovetkezo lepes az, amit minden egyes alkalommal meg kell csinalni, hogy a szerkezetben levo tengelyt beallitani ugy, hogy parhuzamos legyen a Fold forgastengelyevel. A csillagaszok ezt ugy hivjak, hogy polusra allas. Nagyobb mechanikakhoz van plustavcso (ami egy kis tavcso a tengely kozepen es azt kell a sarkcsillagra allitani), de itt anelkul kell megoldani a problemat.

Egy iranytu es egy szogmero segitsegevel viszonylag jol polusra lehet allitani a tengelyunket.  A Fold forgastengelye Eszak-Del iranyu, szoval a mi tengelyunket is igy kell beallitani, es ha kicsit belegondolunk, akkor pont olyan meredeksegunek kell lennie a tengelynek, amilyen szelessegi fokon vagyunk. (Az eszaki sarkon 90 fok, az egyenlitonel meg 0 fok, azaz pont vizszintes).
A fotozashoz azonban ennel pontosabbnak kell lennunk.  Tegyuk fel, hogy mar forog a fenykepezonk a tengely korul , epp megfelelo sebesseggel. Ilyenkor ha a csillagok nem pontszeruek, az csak abbol adodhat, hogy  nem sikerult tokeletesen polusra allnunk. Attol fuggoen, hogy a merre iranyitjuk a kamerankat az egen, az elkeszult kepbol lehet tudni, hogy a tengelyt jobbra-balra avagy fel-le kell elmozditanunk.  Ez a modszer sok idot es turelmet kivan. Neha par oraba is beletelik, meg sikerul az szerkezetet megfeleloen polusra allitani. Ha akarhogy mozgatjuk az allvanyt es annak ellenere nem kapunk jo eredemenyt, akkor csak az lehet, hogy a forgatas sebessege nem megfelelo, ilyenkor azt korrigalni kell, es utana folytatni a fent leirt folyamatot. Errol a modszerrol bovebben itt lehet olvani.

Az Orion kod. 30 darab 1.6 masodperces kep atlagolasaval, kovetes nelkul.

A lassu forgatas

Legprecizebben egy lepteto motor segitsegevel forgathatunk valamit. Szoval szereztem egy lepteto motort es hozzaeszkabaltam az EQ-1-es mechanikahoz. Ez volt az egyszerubb resze a dolognak. Ezutan kellett valami, ami epp olyan sebesseggel lepteti a motort, hogy a tengely pont egy nap alatt forduljon korbe, szoval nagyon-nagyon lassan. Tavcso boltokban lehet kapni ilyen vezerlot, de ami nekem van, az tul gyors, es nem allithato rajta a sebesseg. Abban az esetben, ha van egy tavcsovunk kulon arra a celra, hogy figyeljuk menet kozben hogy elmozdulnak-e a csillagok egy kicsit es tudunk korrigalni mikozben a fenykepezonk kesziti a felvetelt, akkor ez nem gond. De mivel en nem hoztam kulon erre a celre egy ilyen ‘vezeto’ tavcsovet, azert nekem olyan motor vezerlo kellett, amin tudom finoman allitani a sebesegget. Szoval, epitettem egyet.

Egy ilyen vezerlot megcsinalni sem akkora ordongosseg. Az egesz egy egyszeru aramkor, amiben van egy PIC microcontroller, 3 gomb, meg egy het-szegmenses kijelzo, ami mutatja az aktualis sebesseget. A microcontrollerre meg kell irni a programot, ami szinten nem olyan bonyolult, ha az ember programozo.
Tehat a vezerlo csatlakozik a motorhoz es szepen be lehet allitani a forgatasi sebesseget. Jogos lehet a kerdes, hogy miert kell mindig allitani a sebessegen, holott a Fold forgasi sebessege allando. Ez igaz, viszont annyi minden mas tenyezo van, mint pl a rossz polusra allas, a legkor, stb, hogy a tapasztalat szerint mindig kell egy kicsit korrigalni.

1.5 perces expozicop, kovetessel. A fak azert elmosodottak, mert hozzajuk kepest mozgott a kamera.
A fenykepezes

Akkor megvan az allvany, a szerkezet polusra allitva, a motor meg epp a megfelelo sebesseggel forog. Ilyenkor jobb esetben kezdodhet a fenykepezes, rosszabb esetben beborul az eg, es az egesz egy-ket oras poszmotoles felesleges volt. Sajnos, ha epp latom hogy csillagos az eg, sokszor attol felve, hogy el fog romlani az ido, nem kezdem el az egesz piszmogast, hanem csak siman allvanyra rakom a fenykepezot es elkezdek ugy fenykepezni.

A fenti szerkezettel es modszerrel nagyjabol tizszer hosszabb expoziciokat tudok csinalni, vagyis zoom-tol fuggoen 15 masodpercestol 1,5 percesig. Igy azert drasztikusan jobb kepek keszulnek.
A fenykepezeshez csinaltam meg egy kis ketyeret, amit ossze lehet kotni a fenykepezovel, beallitani rajta az expoziciok szamat, hosszat es a koztuk levo idot. Ezutan magara lehet hagyni a szerkezetet, hogy szepen csinalja az egyik kepet a masik utan.

Az utomunka

Van meg egy modszer, amit szinte minden asztrofotos alkamaz es nagysagrendi javulast eredmenyez a kepekben.  Ha nem egy kepet csinalunk, hanem mondjuk tizet es egy megfelelo programmal elkeszitjuk a kepek atlagat, akkor az eredmeny osszehasonlithatatlanul jobb lesz az eredeti kepeknel. Ennek a modszernek a lenyege az, hogy a csillagok mindig ugyanott vannak a kepeken, a zaj viszont osszevissza, es az atlagolas jol kiszuri a zajt.

Egy darab a 30 kep kozul, amibol a fenti Orion kod keszult.

Ezek utan biztos mindenkiben  felmerul ugyanaz a kerdes, hogy tenyleg fel eve cipelek-e  magammal  mindenhova egy fenykepezot, egy allvanyt, egy EQ-1-es mechanikat, egy lepteto motorot, ket vezerlot es egy akkumulatort.  A valasz az, hogy igen.