Astrophotographie

Ein Bild von Orions Gürtel aus digitalisierten schwarz-weiß-fotografischen Platten, die durch rote und blaue astronomische Filter aufgezeichnet wurden, mit einem computersynthetisierten grünen Kanal. Die Platten wurden mit dem genommen Samuel Oschin Teleskop Zwischen 1987 und 1991.

Astrophotographie, auch bekannt als Astronomische Bildgebung, ist der Fotografie oder Bildgebung von astronomische Objekte, himmlische Ereignisse oder Bereiche der Nachthimmel. Das erste Foto eines astronomischen Objekts (das Mond) wurde 1840 eingenommen, aber erst im späten 19. Jahrhundert ermöglichte die technologischen Fortschritte eine detaillierte Sternfotografie. Abgesehen davon, dass sie die Details erweiterter Objekte wie dem Mond aufzeichnen können, Sonne, und Planeten, moderne Astrophotographie hat die Fähigkeit, Objekte zu bilden, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, wie z. B. Dim Sterne, Nebel, und Galaxien. Dies geschieht durch Langzeitexposition Da sich sowohl Film als auch Digitalkameras ansammeln und summieren können Photonen über diese langen Zeiträume.

Die Fotografie unter Verwendung erweiterter Expositionszeiten revolutionierte das Gebiet der professionellen astronomischen Forschung, zeichnete Hunderttausende neuer Sterne und Nebel für das menschliche Auge unsichtbar. Spezialisiert und immer schwerer Optische Teleskope wurden als im Wesentlichen große Kameras konstruiert, um Bilder aufzunehmen Fotografie. Die Astrophotographie hatte eine frühe Rolle bei Sky -Erhebungen und Sternklassifizierung Bildsensoren nur eine von vielen Formen von zu werden Sensor.[1]

Heute ist die Astrophotographie meistens eine Subdisziplin in Amateurastronomie, normalerweise nach ästhetisch ansprechenden Bildern und nicht nach wissenschaftlichen Daten. Amateure verwenden eine breite Palette von speziellen Geräten und Techniken.

Überblick

Der große 48 "Oschin Schmidt Kamera bei Palomar Observatorium

Mit wenigen Ausnahmen setzt die astronomische Fotografie ein Langzeitbelichtungen Da sowohl Film- als auch digitale Bildgebungsgeräte Licht ansammeln können Photonen über lange Zeiträume. Die Lichtmenge, die den Film oder den Detektor traf, wird ebenfalls durch Erhöhen des Durchmessers der Primäroptik (der erhöht Zielsetzung) verwendet werden. Städtische Gebiete produzieren Lichtverschmutzung So befinden sich Ausrüstung und Observatorien, die astronomische Bildgebung durchführen, häufig an abgelegenen Orten, um Langzeitbelichtungen zu ermöglichen, ohne dass der Film oder die Detektoren mit streunenden Licht überflutet werden.

Da sich die Erde ständig dreht, werden Teleskope und Geräte in die entgegengesetzte Richtung gedreht, um der scheinbaren Bewegung der Sterne über uns zu folgen (genannt Tagesbewegung). Dies wird durch die Verwendung von beiden erreicht Äquatorial oder computergesteuert Altazimut Teleskop montiert, um himmlische Objekte zentriert zu halten, während sich die Erde dreht. Alle Teleskop -Berg Die Systeme leiden unter induzierten Verfolgungsfehlern aufgrund unvollständiger Motorantriebe, dem mechanischen Durchhang des Teleskops und der atmosphärischen Brechung. Tracking -Fehler werden korrigiert, indem ein ausgewählter Zielpunkt beibehalten wird, normalerweise a Guide Star, zentriert während der gesamten Belichtung. Manchmal (wie im Fall von Kometen) Das zu abgebildete Objekt bewegt sich, sodass das Teleskop ständig auf dieses Objekt zentriert werden muss. Dieses Leitfaden erfolgt durch ein zweites gemeinsames Teleskop namens "" ""Leitfaden"oder über irgendeine Art von"Off-Achse-Guider", ein Gerät mit Prisma oder optisch Strahlteiler Dadurch kann der Beobachter dasselbe Bild im Teleskop anzeigen, das das Bild aufnimmt. Das Leitfaden wurde früher während der gesamten Exposition mit einem Beobachter, der auf dem Teleskop stand (oder im Inneren reitet), nach und nach Korrekturen, um a zu behalten Kreuzhaare auf dem Führungsstern. Seit dem Aufkommen computergesteuerter Systeme wird dies von einem automatisierten System in professionellen und sogar Amateurgeräten erreicht.

Die astronomische Fotografie war eine der frühesten Arten der wissenschaftlichen Fotografie[2] und fast von Anfang an diversifizierte es sich in Subdisziplinen, die jeweils ein bestimmtes Ziel haben, einschließlich Sternkartographie, Astrometrie, Sternklassifizierung, Photometrie, Spektroskopie, Polarimetrieund die Entdeckung astronomischer Objekte wie z. Asteroiden, Meteore, Kometen, variable Sterne, Novaeund sogar unbekannt Planeten. Diese erfordern häufig spezielle Geräte wie Teleskope, die für eine präzise Bildgebung ausgelegt sind, für ein breites Sichtfeld (wie z. Schmidt -Kameras) oder für Arbeiten bei bestimmten Lichtwellenlängen. Astronomische CCD -Kameras Möge den Sensor abkühlen, um zu reduzieren Thermisches Rauschen und den Detektor zu ermöglichen, Bilder in anderen Spektren aufzunehmen wie in Infrarot -Astronomie. Spezialisiert Filter werden auch verwendet, um Bilder in bestimmten Wellenlängen aufzuzeichnen.

Geschichte

Henry Draper mit einem Refraktor -Teleskop zur Fotografie (Foto wahrscheinlich in den 1860er oder frühen 1870 aufgenommen).[3]

Die Entwicklung der Astrophotographie als wissenschaftliches Instrument wurde Mitte des 19. Jahrhunderts größtenteils von Experimentatoren und Amateurastronomen, oder sogenannte "Gentleman -Wissenschaftler"(Obwohl, wie in anderen wissenschaftlichen Bereichen, waren dies nicht immer Männer).[1] Aufgrund der sehr langen Expositionen, die zur Erfassung relativ schwacher astronomischer Objekte erforderlich sind, mussten viele technologische Probleme überwunden werden. Dazu gehörten die Teleskope ausreichend starr Zeit. Frühe fotografische Prozesse hatten ebenfalls Einschränkungen. Das Daguerreotype Der Prozess war viel zu langsam, um etwas anderes als die hellsten Objekte und die nasse Platte aufzunehmen Kollodion Verfahren begrenzte Expositionen bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Platte nass bleibt.[4]

Der früheste überlebende Dagerrotyp des Mondes von Draper (1840)

Der erste bekannte Versuch der astronomischen Fotografie war von Louis Jacques Mandé Daguerre, Erfinder des Daguerreotypen -Prozesses, der seinen Namen trägt, der 1839 versuchte, das zu fotografieren Mond. Die Verfolgung von Fehlern bei der Führung des Teleskops während der langen Belichtung bedeutete, dass das Foto als undeutlicher Fuzzy -Punkt herauskam. John William Draper, New York University Professor für Chemie, Arzt und wissenschaftlicher Experimentator hat es geschafft, ein Jahr später am 23. März 1840 das erste erfolgreiche Foto des Mondes zu machen, der 20 Minuten lang langte Daguerreotype Bild mit einem 5-Zoll-13 cm Reflexionsteleskop.

Die Sonne wurde möglicherweise zum ersten Mal in einem Daguerreotyp von 1845 von den französischen Physikern fotografiert Léon Foucault und Hippolyte Fizeau. Ein fehlgeschlagener Versuch, ein Foto einer totalen Sonnenfinsternis zu erhalten, wurde vom italienischen Physiker Gian Alessandro Majocchi während einer Sonnenfinsternis der Sonne, die am 8. Juli 1842 in seiner Heimatstadt Mailand stattfand Bericht über seinen Versuch und die von ihm erhaltenen Fotos von Daguerreotypen, in denen er schrieb:

Ein paar Minuten vor und nach der Gesamtheit wurde eine iodisierte Platte in einer Kamera dem Licht des dünnen Halbmondes ausgesetzt, und ein eigenes Bild wurde erhalten, aber eine weitere Platte, die dem Licht der Korona für zwei Minuten während der Gesamtheit ausgesetzt war Spur der fotografischen Aktion. Keine fotografische Veränderung wurde durch das Licht der Korona verursacht, die zwei Minuten lang während der Gesamtheit auf einem mit Silberbromid vorbereiteten Blatt Papier kondensiert wurde.[5]

Das erste Solar -Sonnenfinsternis -Foto wurde am 28. Juli 1851 von einem Daguerrotypisten namens Berkowski aufgenommen.

Die Sonnenkorona der Sonne wurde zuerst während der erfolgreich abgebildet Sonnenfinsternis vom 28. Juli 1851. Dr. August Ludwig Busch, der Direktor des Königsberg Observatory, gab Anweisungen für einen lokalen Daguerreotypisten namens Johann Julius Friedrich Berkowski, um die Sonnenfinsternis abzubilden. Busch selbst war nicht anwesend bei Königsberg (jetzt Kaliningrad, Russland), zog es aber vor, die Sonnenfinsternis von der nahe gelegenen Rixhoft zu beobachten. Das von Berkowski verwendete Teleskop wurde an gebunden 6+12-inch (17 cm) Königsberg Heliometer und hatten eine Blende von nur 6,1 cm und eine Brennweite von 81 cm. Beginn unmittelbar nach Beginn der Totalität enthüllte Berkowski eine Daguerreotype -Platte 84 Sekunden lang im Fokus des Teleskops und wurde bei der Entwicklung eines Bildes der Korona erhalten. Er enthüllte auch einen zweiten Teller für etwa 40 bis 45 Sekunden, wurde aber verwöhnt, als die Sonne hinter dem Mond ausbrach.[6] Detailliertere fotografische Studien der Sonne wurden vom britischen Astronom durchgeführt Warren de la Rue Ab 1861.[7]

Das erste Foto eines Sterns war ein Daguerreotyp des Sterns Vega von Astronom William Cranch Bond und Daguerreotype -Fotograf und Experimentator John Adams Whippleam 16. und 17. Juli 1850 mit Harvard College Observatory15 Zoll Toller Refraktor.[8] 1863 der englische Chemiker William Allen Miller und englischer Amateurastronom Sir William Huggins benutzte den Feuchtkollodion -Plattenprozess, um das erste Fotografie zu erhalten Spektrogramm eines Sterns, Sirius und Capella.[9] 1872 amerikanischer Arzt Henry Draper, der Sohn von John William Draper, nahm das erste Spektrogramm eines Sterns (Vega) auf, um zu zeigen Absorptionsleitungen.[9]

Henry Drapers Foto von 1880 des Orion Nebula, der erste aufgenommen.
Eines von Andrew Ainslie Common's 1883 -Fotografien desselben Nebels, der als erster zeigt, dass eine lange Belichtung Sterne und Nebel aufnehmen könnte, die für das menschliche Auge unsichtbar sind.

Die astronomische Fotografie wurde erst Ende des 19. Jahrhunderts mit der Einführung von einem ernsthaften Forschungsinstrument Trockenplatte Fotografie.[10] Es wurde zum ersten Mal von Sir William Huggins und seiner Frau verwendet Margaret Lindsay Huggins1876 ​​in ihrer Arbeit, um die Spektren astronomischer Objekte aufzuzeichnen. 1880 verwendete Henry Draper den neuen Trockenplattenprozess mit fotografisch korrigierten 28 cm (11 Zoll). Teleskop brechen hergestellt von Alvan Clark[11] eine 51-minütige Belichtung der Orion Nebula, das erste Foto eines Nebels, das jemals gemacht wurde. Ein Durchbruch in der astronomischen Fotografie kam 1883, als Amateurastronomer Andrew Ainslie Common verwendete den Trockenplattenprozess, um mehrere Bilder des gleichen Nebels in Expositionen von bis zu 60 Minuten mit einem 36 -Zoll -(91 -cm) -Plauten -Teleskop aufzunehmen, das er im Hinterhof seines Hauses in Ealing außerhalb Londons errichtete. Diese Bilder zeigten zum ersten Mal Sterne zu schwach, um vom menschlichen Auge gesehen zu werden.[12] [13]

Das erste All-Sky-Fotografie Astrometrie Projekt, Astographiekatalog und Carte du Ciel, wurde 1887 gestartet. Es wurde von 20 Observatorien mit speziellen fotografischen Teleskopen mit einem einheitlichen Design namens durchgeführt normal Astographien, alle mit einer Blende von 330 mm und einer Brennweite von 3,4 m, um Bilder mit einer einheitlichen Skala auf der fotografischen Platte von ungefähr 60 zu erstellen Arcsecs/mm beim Abdecken eines Sichtfelds von 2 ° × 2 °. Der Versuch bestand darin, den Himmel genau auf den 14. abzubilden Größe Aber es wurde nie abgeschlossen.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts konstruierte die weltweiten Konstruktion von refraktiven Teleskopen und anspruchsvollen großen reflektierenden Teleskopen, die speziell für die fotografische Bildgebung entwickelt wurden. Gegen in der Mitte des Jahrhunderts riesige Teleskope wie die 200 in (5,1 m) Hale -Teleskop und die 48 Zoll (120 cm) Samuel Oschin Teleskop bei Palomar Observatorium haben die Grenzen der Filmfotografie überschritten.

Einige Fortschritte wurden im Bereich der fotografischen Emulsionen und in den Techniken von erzielt Gasüberempfung bilden, kryogene Kühlung,[14] und Lichtverstärkung, aber ab den 1970er Jahren nach der Erfindung des CCD wurden die fotografischen Platten allmählich durch elektronische Bildgebung in professionellen und Amateur -Observatorien ersetzt. CCDs sind weitaus lichtempfindlicher, lassen Sie die Empfindlichkeit gegenüber den Langzeitbelichtungen nicht so ab.Gegenseitigkeitsausfall") haben die Möglichkeit, in einem viel breiteren Spektralbereich aufzunehmen und die Speicherung von Informationen zu vereinfachen. Teleskope verwenden jetzt viele Konfigurationen von CCD von Teleskopen, die früher 10–14 Zoll (25–36 cm) fotografische Platten verwendeten.[1]

Das Hubble -Weltraumteleskop kurz danach STS-125 Wartungsmission im Jahr 2009.

Im späten 20. Jahrhundert fanden Fortschritte in der astronomischen Bildgebung in Form einer neuen Hardware statt, mit der Konstruktion von riesiger Multi-Mirror und Segmentierter Spiegel Teleskope. Es würde auch die Einführung von raumbasierten Teleskopen wie die sehen Hubble -Weltraumteleskop. Betrieb außerhalb der Turbulenz der Atmosphäre, verstreutes Umgebungslicht und die Wagen des Wetters ermöglichen das Hubble-Weltraumteleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 2,4 Metern (94 Zoll), Sterne bis in die 30. Größe aufzunehmen, etwa 100-mal dimmer als das 5- Der Meter -Mount Palomar Hale Teleskop konnte 1949 aufzeichnen.

Amateur -Astrophotographie

2-minütige Zeitbelastung des Kometen Hale-Bopp mit einer Kamera auf einem festen Stativ. Der Baum im Vordergrund wurde mit einer kleinen Taschenlampe beleuchtet.

Astrophotographie ist ein beliebtes Hobby unter Fotografen und Amateurastronomen. Die Techniken reichen von Basisfilm- und Digitalkameras auf Stativen bis hin zu Methoden und Geräten, die auf fortschrittliche Bildgebung ausgerichtet sind. Amateurastronomen und Amateur -Teleskophersteller Verwenden Sie auch hausgemachte Geräte und modifizierte Geräte.

Medien

Bilder werden auf vielen Arten von Medien und Bildgebungsgeräten aufgezeichnet, einschließlich Einzellinsen-Reflexkameras, 35 mm Film, Digitale Reflexkameras für ein Linsen, einfache Amateur- und professionelle astronomische CCD-Kameras auf professionellem Niveau, astronomische CCD-Kameras, Videokameras, und sogar außerhalb des Streifens Webcams angepasst für die Langzeitbilder.

Der konventionelle rezeptfreie Film wird seit langem für die Astrofotographie verwendet. Die Filmbelichtungen reichen von Sekunden und über eine Stunde. Im Handel erhältlicher Farbfilmbestände unterliegt gegenseitiger Versagen Über lange Expositionen, bei denen die Empfindlichkeit gegenüber dem Licht verschiedener Wellenlängen mit unterschiedlicher Rate mit zunehmender Expositionszeit zu sinken scheint, was zu einer Farbverschiebung des Bildes und einer verringerten Empfindlichkeit über alle als Funktion der Zeit führt. Dies wird durch Abkühlen des Films kompensiert oder zumindest reduziert (siehe Kaltkamera -Fotografie). Dies kann auch durch die Verwendung der gleichen Technik kompensiert werden, die zur professionellen Astronomie verwendet wird, um Fotos an verschiedenen Wellenlängen zu machen, die dann kombiniert werden, um ein korrektes Farbbild zu erstellen. Da der Film viel langsamer als digitale Sensoren ist, können winzige Fehler bei der Verfolgung ohne große Auswirkung auf das endgültige Bild korrigiert werden. Die Filmastrophotographie wird aufgrund der niedrigeren anhaltenden Kosten, einer höheren Sensibilität und der Bequemlichkeit von weniger beliebt Digitale Fotografie.

Video von Night Sky gemacht mit DSLR -Kamera Zeitraffer Besonderheit. Die Kamera selbst bewegt sich in diesen Aufnahmen auf einer motorisierten Halterung.

Seit den späten neunziger Jahren verfolgt Amateure den professionellen Observatorien im Wechsel von Film zu digitalen CCDs für die astronomische Bildgebung. CCDs sind empfindlicher als Film, was viel kürzere Belichtungszeiten ermöglicht und eine lineare Reaktion auf Licht haben. Bilder können in vielen kurzen Expositionen aufgenommen werden, um eine synthetische Langzeitbelastung zu erzeugen. Digitale Kameras haben auch minimale oder keine beweglichen Teile und die Fähigkeit, über eine Infrarot -Fernbedienung oder Computerbindung aus der Remote betrieben zu werden, wobei die Vibration begrenzt wird. Einfache digitale Geräte wie z. Webcams kann geändert werden, um den Zugang zur Brennebene und sogar (nach dem Schneiden einiger Kabel) zu ermöglichen Langzeitbelichtung Fotografie. Digitale Videokameras werden ebenfalls verwendet. Es gibt viele Techniken und kommerziell hergestellte Geräte zum Anbringen DSLR-Kameras für digitale Einzellinsenreflexe (DSLR) und sogar grundlegend Zielen und schiessen Kameras zu Teleskopen. Digitalkameras auf Verbraucherebene leiden unter Bildrauschen Über lange Expositionen, so dass es viele Techniken zum Abkühlen der Kamera gibt, einschließlich kryogen Kühlung. Astronomische Geräteunternehmen bieten jetzt auch eine breite Palette von astronomischen CCD-Kameras mit Hardware- und Verarbeitungssoftware an. Viele im Handel erhältliche DSLR -Kameras haben die Möglichkeit, langjährige Expositionen in Kombination mit sequentiellem (Zeitraffer) Bilder, die dem Fotografen ermöglichen, einen Film des Nachthimmels zu erstellen.

Nachbearbeitung

Der Pleiades -Sterncluster, der mit einem 6 -Megapixel -DSLR fotografiert wurde, das mit einem 80 -mm -Bruchteleskop an einem größeren Teleskop verbunden ist. Erstellt aus sieben 180 -Sekunden -Bildern kombiniert und verarbeitet in Photoshop mit einem Rausch -Reduktion -Plugin.

Sowohl Digitalkamera -Bilder als auch gescannte Filmbilder werden normalerweise in angepasst Bildverarbeitung Software zur Verbesserung des Bildes in irgendeiner Weise. Bilder können in einem Computer aufgehellt und manipuliert werden, um die Farbe anzupassen und den Kontrast zu erhöhen. Weitere anspruchsvollere Techniken beinhalten das Aufnehmen mehrerer Bilder (manchmal Tausende), die sich in einem additiven Prozess zusammensetzen, um Bilder zu schärfen überwinden atmosphärisches Sehen, negieren von Tracking -Problemen, die schwachen Objekte mit einem Armen hervorrufen Signal-Rausch-Verhältnisund leichte Verschmutzung herausfiltern.

Digitalkamera -Bilder müssen möglicherweise auch eine weitere Verarbeitung benötigen, um die zu reduzieren Bildrauschen aus langen Expositionen, einschließlich Subtrahieren eines „dunklen Rahmens“ und eine Verarbeitung genannt Bildstapel oder "Schicht und Add". Kommerziell, Freeware und gratis Software Pakete sind speziell für die astronomische fotografische Bildmanipulation erhältlich.[15]

"Glückliche Bildgebung"Ist eine sekundäre Technik, bei der ein Video eines Objekts statt Standard -Langzeitbelichtungsfotos aufgenommen wird. Software kann dann die hochwertigsten Bilder auswählen, die dann gestapelt werden können. [16]

IRIS
Entwickler (en) Christian Buil
Stabile Version
5.59 / 2010 24. Juni
Betriebssystem Fenster
Typ Bildkalibrierung, Ausrichtung und Stapelung
Lizenz Proprietär (Kostenfreier Download)
Webseite http://www.astrourf.com/buil/us/iris/iris.htm
  • IRIS ist ein Bildverarbeitung Software für Astrophotographie. Iris ist frei Für nichtkommerzielle Verwendung. [17] Es bietet Bildausrichtung und Stapelung, Kalibrierung, Korrektur und Verbesserung und DSLR Kontrolle.[18]

Hardware

Die astrophotografische Hardware unter nicht professionellen Astronomen variiert stark, da die Fotografen selbst von allgemeinen Fotografen reichen, die eine Form ästhetisch ansprechender Bilder erstellen, bis hin zu sehr ernsthaften Amateurastronomen, die Daten für wissenschaftliche Forschung sammeln. Als Hobby hat die Astrophotographie viele Herausforderungen, die sich von der herkömmlichen Fotografie und von dem, was normalerweise in der professionellen Astronomie auftritt, abweichen müssen.

NGC281, im Volksmund der 'Pacman Nebula', der von einem Vorortort mit einem 130 -mm -Amateur -Teleskop und einer DSLR -Kamera abgebildet ist.

Da leben die meisten Menschen in Stadtgebieten, Geräte müssen häufig tragbar sein, damit sie weit von den Lichtern der großen Städte oder Städte entfernt werden kann, um städtische zu vermeiden Lichtverschmutzung. Urban Astrophotographen können spezielle Lichtverschmutzung oder schmale Bandfilter und fortschrittliche Computerverarbeitungstechniken verwenden, um das städtische Umgebungs-Licht im Hintergrund ihrer Bilder zu verringern. Sie können sich auch an die Bildgebung heller Ziele wie Sonne, Mond und Planeten halten. Eine andere Methode, die von Amateuren verwendet wird, um Lichtverschmutzung zu vermeiden, besteht darin, die Zeit auf einem ferngesteuerten Teleskop an einem dunklen Himmelsort zu richten oder zu mieten. Weitere Herausforderungen sind die Einrichtung und Ausrichtung tragbarer Teleskope für eine genaue Verfolgung, das Arbeiten innerhalb der Einschränkungen der „Off -the Shelf“ -Anäure, die Ausdauer der Überwachungsgeräte und manchmal manuell astronomische Objekte über Langzeitbelichtungen in einer Vielzahl von Wetterbedingungen.

Einige Kamerahersteller modifizieren ihre Produkte, um als Astrofotographie -Kameras wie Kanonien verwendet zu werden EOS 60da, basierend auf dem EOS 60D, aber mit einem modifizierten Infrarotfilter und einem niedrigen Rundfunksensor mit erhöhtem Sensor Wasserstoff-Alpha Empfindlichkeit für eine verbesserte Einfassung von Nebeln der roten Wasserstoffemissionen.[19]

Es gibt auch Kameras, die speziell für die Amateur -Astrophotographie auf Basis von im Handel erhältlichen Bildgebungssensoren entwickelt wurden. Sie können es auch ermöglichen, dass der Sensor abgekühlt wird, um das thermische Rauschen in Langzeitexpositionen zu reduzieren, eine Rohbild -Anzeige zu ermöglichen und für die automatisierte Bildgebung von einem Computer von einem Computer zu gesteuert. Durch das RAW -Bild kann eine spätere Bildverarbeitung eine bessere Bildverarbeitung ermöglicht, indem alle Originalbilddaten beibehalten werden, die zusammen mit dem Stapeln bei der Bildgebung schwacher tiefe Sky -Objekte beitragen können.

Mit sehr schlechten Lichtfähigkeiten einige spezifische Modelle von Webcams sind beliebt für Solar-, Mond- und Planetenbildgebung. Meistens handelt es sich um manuell fokussierte Kameras, die einen CCD -Sensor anstelle der häufigeren CMOs enthalten. Die Objektive dieser Kameras werden entfernt und dann an Teleskope angebracht, um Bilder, Videos oder beides aufzuzeichnen. In neueren Techniken werden Videos von sehr schwachen Objekten aufgenommen und die schärfsten Rahmen des Videos werden zusammen „gestapelt“, um ein stilles Bild von respektablen Kontrast zu erhalten. Die Philips PCVC 740K und SPC 900 gehören zu den wenigen Webcams, die von Astrophotografen beliebt sind. Irgendein Smartphone Dadurch können lange Expositionen für diesen Zweck verwendet werden, aber einige Telefone verfügen über einen spezifischen Modus für die Astrofotografie, die mehrere Expositionen zusammenfasst.

Geräte -Setups

Eine Amateur -Astrophotographie mit einem automatisierten Führungssystem, das mit einem Laptop verbunden ist.
Behoben oder stativ

Die grundlegendsten Arten von astronomischen Fotografien werden mit Standardkameras und fotografischen Linsen hergestellt, die in einer festen Position oder auf einem Stativ montiert sind. Vordergrundobjekte oder Landschaften werden manchmal in der Aufnahme komponiert. Objekte abgebildet sind Konstellationen, interessante Planetenkonfigurationen, Meteore und helle Kometen. Die Belichtungszeiten müssen kurz sein (unter einer Minute), um zu vermeiden, dass das Sternenpunktbild aufgrund der Rotation der Erde zu einer länglichen Linie wird. Die Fokuslängen der Kameraobjektiv sind normalerweise kurz, da längere Objektive in Sekundenschnelle ein Bild nachfolgen. EIN Faustregel genannt 500 Regel stellt fest, dass, um Sterne spitz zu halten,

Maximal Expositionszeit in Sekunden = 500/Brennweite in mm × Erntefaktor

Egal ob Öffnung oder ISO -Einstellung.[20] Zum Beispiel mit einem 35 -mm -Objektiv auf einem APS-C Sensor, die maximale Zeit ist 500/35 × 1,5 ≈ 9,5 s. Eine genauere Berechnung berücksichtigt Pixel -Tonhöhe und Deklination.[21]

Damit die Sterne in Expositionen, die mehrere Minuten oder sogar Stunden dauern, absichtlich längliche Linien werden, die genannt werden.Sternspuren”, Ist eine künstlerische Technik, die manchmal verwendet wird.

Verfolgung von Reittieren

Teleskoperhalterungen Dies wird für die Rotation der Erde für längere Expositionen verwendet, ohne dass Objekte verschwommen sind. Dazu gehören kommerzielle Äquatorialhalterungen und hausgemachte Äquatorialgeräte wie z. Scheunentür -Tracker und Äquatorialplattformen. Reittiere können unter Ungenauigkeiten aufgrund von Gegenreaktionen in den Zahnrädern, Wind und unvollkommenem Gleichgewicht leiden, und so genannt eine Technik automatisches Leitfaden wird als geschlossenes Feedback -System verwendet, um diese Ungenauigkeiten zu korrigieren.[22]

Die Verfolgung von Reittieren kann in zwei Formen erhältlich sein; Einzelachse und Dualachse. Einzelachelhalterungen werden oft als Sternträger bezeichnet. Star -Tracker haben einen einzelnen Motor, der das antreibt Rechte Aufstieg Achse. Dadurch kann die Halterung die Rotation der Erde kompensieren. Star -Tracker verlassen sich auf den Benutzer, um sicherzustellen, dass die Halterung polar mit hoher Genauigkeit ausgerichtet ist, da sie in der sekundären Deklinationsachse nicht korrekt ist und die Belichtungszeiten einschränken.

Zwei -Achsen -Halterungen verwenden zwei Motoren, um sowohl den richtigen Aufstieg als auch die Deklinationsachse zusammenzuführen. Diese Halterung kompensiert die Rotation der Erde, indem sie die rechte Achtzeitachse veranstaltet, ähnlich wie bei einem Stern -Tracker. Unter Verwendung eines automatischen Anleitungssystems kann jedoch auch die sekundäre Deklinationsachse angetrieben werden, wodurch Fehler bei der polaren Ausrichtung kompensiert werden und erheblich längere Expositionszeiten ermöglicht werden können.[23]

"Huckepack" -Fotografie

Puckgyback Astronomische Fotografie ist eine Methode, bei der eine Kamera/ein Objektiv auf einem astronomischen astronomischen Teleskop montiert ist. Das Teleskop wird als Führungsbereich verwendet, um das Sichtfeld während der Exposition zentriert zu halten. Auf diese Weise kann die Kamera eine längere Belichtung und/oder eine längere Brennweite verwenden oder sogar an eine Form von fotografischem Teleskop mit dem Hauptteleskop angebracht werden.

Teleskop -Fokusebene Fotografie

In dieser Art von Fotografie wird das Teleskop selbst als "Objektiv" verwendet, das Licht für den Film oder den CCD der Kamera sammelt. Obwohl dies die Vergrößerung und die Leuchtenerkraft des Teleskops ermöglicht, ist es eine der schwierigsten Astrophotographie-Methoden.[24] Dies liegt an den Schwierigkeiten bei der Zentrierung und Fokussierung manchmal sehr schwacher Objekte im engen Sichtfeld, mit vergrößerten Vibrations- und Tracking -Fehlern und den zusätzlichen Ausrüstungskosten (z. -Axis-Guiders, Leitfaden, beleuchtete Fross-Haare oder automatische Guiders, die am Primär-Teleskop oder im Führungsscope montiert sind.) Es gibt verschiedene Arten, wie Kameras (mit abnehmbaren Linsen) an Amateur-astronomische Teleskope gebunden sind, einschließlich:[25][26]

  • Hauptfokus - In dieser Methode fällt das vom Teleskop erzeugte Bild direkt auf den Film oder CCD ohne intervenierende Optik oder Teleskop -Okular.
  • Positive Projektion - eine Methode, bei der das Teleskop Okular (Okularprojektion) oder eine positive Linse (platziert nach dem Fokusebene des Teleskop -Ziels) wird verwendet, um ein viel vergrößerteres Bild direkt auf den Film oder CCD zu projizieren. Da das Bild mit einem schmalen Sichtfeld vergrößert wird, wird diese Methode im Allgemeinen für Mond- und Planetenfotografie verwendet.
  • Negative Projektion - Diese Methode erzeugt wie eine positive Projektion ein vergrößeres Bild. Eine negative Linse, normalerweise a Barlow oder eine Fotografie Telekonverter, wird in den Lichtkegel vor der Fokusebene des Teleskopenziels platziert.
  • Kompression - Komprimierung verwendet eine positive Linse (auch als a genannt Fokusreduzierer), in den konvergierenden Lichtkegel vor der Fokusebene des Teleskopenziels platziert, um die Gesamtbildvergrößerung zu verringern. Es wird auf sehr langen Fokuslängen -Teleskopen verwendet, wie z. Maksutovs und Schmidt -Cassegrains, um ein breiteres Sichtfeld zu erhalten.

Wenn das Kameraobjektiv nicht entfernt wird (oder nicht entfernt werden kann), wird eine übliche Methode verwendet Afokale Fotografie, auch genannt afokale Projektion. Bei dieser Methode sind sowohl das Kameraobjektiv als auch das Teleskop -Okular befestigt. Wenn beide auf Unendlichkeit fokussiert sind, ist der Lichtweg zwischen ihnen parallel (Afokale), damit die Kamera im Grunde alles fotografieren kann, was der Beobachter sehen kann. Diese Methode eignet sich gut, um Bilder von Mond und helleren Planeten sowie schmale Feldbilder von Sternen und Nebel aufzunehmen. Die afokale Fotografie war bei Kameras auf Verbraucherebene des frühen 20. Jahrhunderts gemeinsam, da viele Modelle nicht ablenkere Objektive hatten. Es hat sich mit der Einführung von zunehmend an Popularität geworden Zielen und schiessen Digitale Kameras Da die meisten Modelle auch nicht ablenkere Objektive haben.

Fern -Teleskop

Schnell Internet Zugang Im letzten Teil des 20. Jahrhunderts und die Fortschritte in computergesteuerten Teleskop-Reittieren und CCD-Kameras ermöglichen die Verwendung von „entfernten Teleskopen“ für Amateurastronomen, die nicht mit wichtigen Teleskopeinrichtungen ausgerichtet sind, um an Forschungs- und Tiefkoch-Bildgebung teilzunehmen. Dies ermöglicht dem Imagator, ein Teleskop weit weg an einem dunklen Ort zu steuern. Die Beobachter können mithilfe von CCD -Kameras durch die Teleskope abbilden.

Die Bildgebung kann unabhängig vom Ort des Benutzer oder der Teleskope erfolgen, die sie verwenden möchten. Die vom Teleskop gesammelten digitalen Daten werden dann über das Internet übertragen und dem Benutzer angezeigt. Ein Beispiel für einen digitalen Fern -Teleskop -Betrieb für die öffentliche Nutzung über das Internet ist Das Barkee -Observatorium.

Galerie

Siehe auch

Astrophotographen

Verweise

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