V naší Galerii jsem narazil na několik fotografií, o nichž jsem si myslel, že by mohlo jít o "kradené fotky". Kontaktoval jsem autora a musel jsem smeknout a omluvit se. A o co šlo? O nic méně, než o snímky z hlubin vesmíru, snímané víceméně na amatérské úrovni. Výsledkem naší diskuse jsou dva články. Začtěte se do prvního dílu a nechte se Pavlem Vabrouskem inspirovat. Petr Koritina
Úvod
Již jako malého kluka mne fascinoval pohled na hvězdnou oblohu. Na planety
a tisíce hvězd viditelných pouhým okem a samozřejmě tušení všech těch
záhadných mlhovin, galaxií a dalších objektů, které bylo možné najít
v populárně naučných knížkách či časopisech. Podle různých návodů,
které začínaly: koupíte brýlovou čočku 1,5 dioptrie, jsem sestavoval
první dalekohledy, objevoval Galileovy měsíce Jupitera a dokonce se občas
pokusil namířit nahoru i otcův fotoaparát. Ne, že by z něj něco
zajímavého vylezlo.
Přeskočíme 20 let. A jsme v dnešní konzumní době, kdy si může
člověk splnit své klukovské sny a pořídit si malý hvězdářský
dalekohled za cenu 3 týdenních nákupů v supermarketu. Přidejme k tomu,
že k astronomii přibyl jako vážnější koníček fotoaparát a máme tu
dnešní inspiraci.
Postupně si ukážeme, že s dnešní amatérskou digitální zrcadlovkou, pevným stativem (lépe samozřejmě s paralaktickou montáží), dávkou trpělivosti a grafickým editorem lze dosáhnout velmi blízko k výsledkům, které byly ještě nedávno vyhrazeny pouze profesionálním astronomům se speciální technikou.
Protože nejvzdálenější objekt, který budeme fotografovat je ve vzdálenosti téměř 2 milionů světelných let, světlo zachycené našim čipem bylo vysláno z hvězd Velké galaxie v Andromedě v době, kdy se předchůdce člověka Homo Habilis učil používat první nástroje.
I. Co na noční obloze najdeme zajímavého?
Hvězdy
Nejčastější, ale v podstatě nejméně fotogenické objekty na obloze. Díky své vzdálenosti i ty největší a nejbližší jsou redukovány na bodové zdroje světla. Samozřejmě s výjimkou té, se kterou se fotografové potýkají každý den – Slunce, ale to je námět na jiný článek. Na ilustračním obrázku je typické W zimního souhvězdí Cassiopea s použitím Canon 20D doplněným přes M42-EOS redukci manuálním sklem Zenitar 16mm Fish Eye z pevného stativu.
Měsíc
Další často fotografovaný objekt (odhaduji, že jen zde v galerii jich budou stovky), ať už sám jako důkaz kresebnosti toho či onoho super hyper teleobjektivu, nebo jako romantizující prvek emotivních záběrů mnohdy patřičně zvětšený oproti hlavnímu záběru v koláži. Kromě speciálních případů, jako jsou zákryty jiných těles (nejzajímavější jsou pak zatmění Slunce), je ale Měsíc spíše nepřítelem fotografa-astronoma, neboť svým jasem přezáří vše ostatní na noční obloze. Nejbližší příští úplné zatmění Slunce bude v 29. března viditelné v úzkém pásu protínajícím Libyi, Turecko a jižní části Ruska. Ilustrační obrázek je z 4Mpix kompaktu z ruky do okuláru právě toho mého malého astronomického dalekohledu.
Planety
Po Měsíci nejjasnější objekty na noční obloze. Nejvděčnější objekty pro vizuální pozorování astronomickými dalekohledy, rádi vám je ukážou v každé hvězdárně. Pro fotografa amatéra bez astronomického dalekohledu jsou však spíše nedostupné (možná, pokud máte někdo zrcadlový Rubinar 1000mm F10, můžete to zkusit). Při focení s běžným teleobjektivem je plošná velikost kotoučku planety i s případným prstencem tak malá, že není rozeznatelná od velmi jasné hvězdy. V poslední době se dá na internetu najít mnoho návodů jak vytvořit digitální astrofotoaparát s velkým zvětšením s použitím běžného teleobjektivu a upravené USB webové kamery (např. zde, ilustrační snímek tamtéž). Ale o tom třeba někdy příště, zatím s tím nemám vlastní zkušenost.
Komety
Velmi vděčné astro-fotografické téma, bohužel však jen málokterá kometa dosáhne viditelnosti pouhým okem nebo malým triedrem a pouze takové jsou v dosahu našich amatérských fotoaparátů. Pro jejich focení potom platí podobná pravidla jako pro objekty hlubokého vesmíru probírané dále. Většina jasnějších komet je v dostatečném předstihu anoncována v běžném tisku. Nyní to vypadá, že nejbližší dostatečně jasnou by mohla být v květnu 2006 kometa Schwaswsmann-Wachmann. Pro předpovědi těch méně jasných je třeba zabrousit na specializované astronomické stránky (v češtině např. www.ian.cz). Na ilustračním snímku Ing. Martina Myslivce (foto.astronomy.cz) je nejjasnější kometa poslední doby C2004 Q4 Machholz. Při troše štěstí a hlavně spoustě soustavné práce se vám může podařit zachytit a hlavně identifikovat dosud neznámou kometu jako pohybující se bod, který není v žádném hvězdném katalogu. V takovémto případě by potom mohla nést i vaše jméno a stanete se nesmrtelnými.
Meteory a jejich deště
Snad každý si již něco přál, když koutkem oka zahlédl „padat hvězdu“. Zejména v polovině srpna, kdy se dráha Země pravidelně protíná s oblastí prachu a zbytků rozpadlé komety, je možné za hodinu pozorování spatřit desítky meteorů zdánlivě vyletujících ze souhvězdí Persea – meteorický roj zvaný Perseidy. Budete-li mít neskutečné štěstí, může se Vám podařit zachycení velmi jasného meteoru – „Bolidu“, který neshoří v atmosféře a dopadne na zem jako tzv. meteorit a váš snímek bude velmi ceněný jako zdroj informací pro lokalizaci místa dopadu. Ilustrační snímek pořízen za stejných podmínek jako souhvězdí Cassiopea.
Objekty hlubokého vesmíru (mlhoviny)
Češtinářským puristům se omlouvám, ale nenašel jsem žádné výstižnější české označení pro anglické Deep Space Objects, souhrnný název pro mlhoviny, hvězdokupy a galaxie. Jedná se o poměrně nesourodou skupinu objektů od prachových či plynových oblaků svítících díky prosvítání (či dokonce vynucené emisi), nebo odrazu světla z hvězd, přes seskupení desítek až stovek hvězd v otevřených hvězdokupách až po miliardy hvězd obsahující galaxie. Přestože jsou z fyzikálního pohledu tak různé, při pohledu dalekohledem vypadají podobně: jako mlhavé, více či méně pravidelné obláčky a zřejmě proto se také nachází se stejném Messierově katalogu (označují se pak velkým M a číslem). Na ilustračním snímku je zachycena Velká mlhovina v Orionu (Messier M42), s použitím Canon 20D na poháněné astronomické montáži z malého dalekohledu a starším středním teleobjektivem Mamia/Sekkor 135mm F2.8. Pro nízký rozdíl jasu mlhovin či ramen galaxií oproti hvězdnému pozadí je použití běžného pevného stativu na hraně použitelnosti.
II. Co budeme k fotografování Vesmíru potřebovat?
Jednoznačně zrcadlovku a v dnešní době vše zjednoduší její digitální varianta. Vzhledem k propracovanému CMOS snímači s minimálním šumem i při vyšších citlivostech se mi osvědčuje Canon 20D, ale stejně vhodné jsou určitě i verze 10D, 300D, 350D. A na internetu lze nalézt velmi zdařilá astrofota z Nikonu D70 a ostatních DSLR sdílejících s Nikonem kvalitní snímač od Sony. Dokonce existují i specializované verze DSLR upravené pro použití v astronomii, jako např. Canon 20Da a lze si podobnou úpravu (vyjmutí IR filtru) objednat i u vaší zrcadlovky, ale nepředpokládám, že by někdo s běžných návštěvníků FA chtěl jít touto cestou.
Vhodné je mít s sebou také náhradní paměťové karty, fotobanku, nebo rovnou notebook, který kromě funkce uskladnění a kontroly pořízených snímku, může mít nainstalovaný atlas hvězdné oblohy. V této oblasti mohu doporučit velmi kvalitní freeware Cartes du Ciel (www.ap-i.net). Při delším focení přijde na řadu i záložní baterie Vašeho DSLR, neboť fotoaparát spotřebovává poměrně dost energie na udržení zrcátka v horní poloze a otevřenou závěrku.
Podle objektu našeho zájmu „extrémní“ světelný objektiv s možností manuálního ostření. Tím extrémem mám na mysli to, že pro focení noční oblohy využijeme buď objektivy velmi širokoúhlé (méně než 28 mm – hvězdné konstelace, meteory) nebo teleobjektivy větší než 135 mm (Měsíc, planety, mlhoviny, komety). Základní ohnisko okolo 50 mm lze použít výjimečně na velké komety nebo plošně rozsáhlé mlhoviny, či největší galaxii M31, ale i zde je výhodnější krátký teleobjektiv. Přestože v jiných návodech se moc nedoporučují, já osobně mám velmi dobré zkušenosti se starými skly na závitu M42 (Zenit, Praktika,…). Při cenách – řádově stokorun až jednotek tisícikorun za nejlepší kousky – jsou dostatečně kvalitní a světelné. Zatím jsem nejčastěji použil následující objektivy:
- rybí oko Zenitar 16mm F2.8 (nepříliš kvalitní kresba, ale nejširší sklo, které mám k dispozici)
- Asahi Super Takumar 50mm F1.4 (velmi kvalitní kresba, omezenější použití pro astro foto)
- Mamia/Sekkor 135mm F2.8 (celkem slušná kresba i při minimální cloně, trpí aberací, kterou je nutné potlačit při postprocesingu)
Mým snem v této oblasti je nějaký slušně zachovalý CarlZeiss Sonnar 200mm F2.8, ten však bohužel patří mezi ta dražší manuální skla (nepřebývá vám nějaký ?).
Nezbytností je dostatečně stabilní stativ (sám mám lepší zkušenosti s použitím kulové hlavy, místo „videohlavy“ s aretací ve dvou osách). U pevného stativu se udává nejdelší expozice, kdy zemská rotace ještě nerozmaže bodové hvězdy do obloučku, v poměru 600 lomeno ohnisková vzdálenost objektivu (relativní, tj. je třeba počítat s crop faktorem naší zrcadlovky). Pro mou sadu objektivů nám vychází cca 25 sekund pro Zenitar, 7 sekund pro pevnou padesátku a 3 sekundy pro objektiv 135mm. Takto krátké expoziční časy nás budou velmi limitovat při snímání slaběji zářících objektů, jako jsou mlhoviny a komety.
Velkou výhodou oproti běžnému pevnému stativu je tzv. astronomická montáž, která umožňuje kompenzovat rotaci Země a po zacílení fotoaparátu na daný objekt hvězdné oblohy, tento potom sledovat (pointovat). Sledování se děje buďto manuálním točením příslušné kličky nebo pomocí speciálního krokového motorku, kterému se pro jeho schopnost sledovat rotaci Země také někdy říká hodinový stroj. Nejmodernější montáže pak mají plně digitální řízení v obou osách směrech často řízené dalším externím počítačem, ale to už je zase nad rámec našeho návodu. Pro skutečně dlouhé expozice případně velká zvětšení se navíc automatické sledování hvězd opravuje pomocí pomocného pointačního dalekohledu.
Já jsem svoji první montáž (na snímku, zřejmě typ EQ2) získal spolu
se svým malým dalekohledem, ale vzhledem k její nízké kvalitě provedení
(co by člověk čekal za 2500Kč včetně dalekohledu;-), se mi ji samotnou
s manuálním posunem nepodařilo použít pro astronomické foto. Propočítal
jsem si, o kolik stupňů příslušnou kličku pootočit každou lichou
vteřinu. Udělal jsem si pomocné stupnice,… a strávil mnoho času pokusy…
Nakonec se k mé smůle ukázalo, že v montáži jsou určité vůle a
o několik stupňů se příslušná kolečka pootočí, aniž by byla
v záběru… Bohužel dost nepravidelně a nepředvídatelně.
Bylo jasné, že se jedná o vůle pouze při prvotním záběru, po jejich
překonání to vypadalo, že jde montáž hladce. Takže jsem začal
přemýšlet, jak zpřevodovat grilovací motorek tak, aby dával dostatečně
hladký chod mé montáži. Je velmi pravděpodobné, že by toto úsilí
vyústilo v další neúspěch, ale dříve než jsem svůj „grilovací
hodinový stroj“ stihnul sestavit, usmálo se na mne štěstí ve formě
profesionálního hodinového stoje. Na ten jsem narazil čirou náhodou při
občasné návštěvě bazaru Foto Škoda v Praze. V komisi za něj chtěl
majitel 1800 Kč, což mi přišlo jako dostatečně atraktivní (nový jsem
zahlédl na internetu za cenu okolo 5000). Drobnou nesnází byl fakt, že byl
určený k vyšší montáži stejné řady EQ3, ale potřebné obvodové
rychlosti jsou shodné a tak stačilo udělat malou redukci z kousku ohnutého
plechu…
Pro zájemce o „pointovanou“ astrofotografii, kteří nechtějí jít cestou nákupu hotové montáže resp. hodinového stroje jsou na internetu desítky návodů na konstrukci tzv. dveřního závěsu (barn door např. zde). Ten by podle referencí měl mít schopnost sledování hvězd srovnatelnou s montáží EQ2 (tj. několik desítek sekund až 5 minut) a pro šikovného kutila by její zhotovení mělo být otázkou desítek minut a nákladů na materiál v jednotkách stokorun.
Jinou možností je zajít na hvězdárnu a po domluvě s majitelem/obsluhou připevnit stativový šroub „na záda“ existujícímu dalekohledu a použít montáž a hodinový stroj dalekohledu pro náš fotoaparát…
Vhodným doplňkem našeho fotoaparátu je také dálková či drátěná spoušť s možností aretace v pozici B pro časy delší než maximum poskytované fotoaparátem. Její absenci lze částečně obejít použitím samospouště, neboť fyzický stisk spouště na fotoaparátu by jej rozkmital právě na počátku expozice. Samospoušť nám ale neumožní obejít maximální programovanou expozici.
Pokud to je podporováno, určitě je vhodné použít režim předsklopení zrcátka. Pokud není, přijde ke slovu prastarý fotografický trik – „klobouková závěrka“ – před expozicí zakrýt objektiv (pokud možno bez dotyku), otevřít závěrku, počkat pár vteřin, až se ztlumí otřesy způsobené nárazem zrcátka a objektiv odkrýt.
Poslední potřebnou výbavou je pak vhodné teplé oblečení a obuv (strávíme několik hodin na mraze bez možnosti velkého pohybu). Často je nezbytný také automobil, neboť v našich nevhodnými lampami osvětlených městech s přezářenou oblohou máme jen malou šanci na úlovek z hlubokého vesmíru. Vhodným stanovištěm je vyvýšené místo co nejdále od větších měst, s pokud možno co nejlepším výhledem do všech směrů (pro většinu pozorování je klíčový výhled k jižnímu obzoru). Pro sebe jsem našel takové stanoviště na parkovišti pod Vrátenskou horou, 20 km severně od Mělníka, kde žiji.
Pokračování je již na cestě…