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Introduzione alla Fotografia Astronomica

fonte: otticatelescopio

 

Introduzione:

Per la fotografia astronomica vengono utilizzate reflex modificate o camere cmos o ccd, con questo testo vogliamo darvi le basi della fotografia astronomica digitale in generale. 
Esistono sensori espressamente concepiti per fotografia astronomica, i CCD per uso astronomico, che offrono prestazioni eccellenti ma sono molto costose. 

 

Se proviamo con la macchina fotografica, la mettiamo su un treppiede, puntiamo a nord e scattiamo una foto con un tempo di esposizione elevato otteniamo un movimento circolare delle stelle dovuto dalla rotazione terrestre: difatti le stelle descriveranno apparentemente dei cerchi concentrici di diametro tanto maggiore quanto più sarà la distanza dal polo nord celeste. Per compensare questo movimento è necessario un moto orario, che si muove alla stessa velocità del moto apparente delle stelle, ma in direzione opposta, in modo da compensare questo movimento e far risultare le stelle ferme anche con il passare dei minuti. Per questo vengono utilizzate le montature equatoriali che compensano meccanicamente questo movimento.

E' Importante lo Stazionamento polare

Per poter funzionare correttamente, un moto orario o una montatura equatoriale, queste devono essere ben stazionati verso il polo nord celeste. Per semplificare ciò alcune montature hanno un cannochiale polare, che consente di utilizzare la Stella Polare come riferimento per allineare la montatura al polo. Uno stazionamento non perfetto può portare ad avere immagini mosse, il mosso diventa evidente quanto più lo stazionamento è sbagliato o non preciso.

 

Cos'è l'Autoguida?

Qualsiasi montatura meccanica o elettronica produce degli errori che sommati ad uno stazionamento della montatura, che difficilmente risulterà perfetto, porterà a degli errori nell'inseguimento del moto apparente delle stelle. Maggiore sarà la focale di ripresa e maggiori saranno questi errori e viceversa maggiore sarà la qualità della meccanica e minore saranno gli errori prodotti.
Per risolvere questi errori si utilizza l'autoguida. Si tratta di un metodo che utilizza una stella come riferimento per le correzioni da apportare all'inseguimento. In pratica mentre si riprende, un secondo sensore (l'autoguida) riprende una stella nella stessa zona in cui stiamo effettuando la ripresa. Un software "salva" la posizione della stella, cioè i pixel occupati dalla stella, e riprende di continuo, correggendo continuamente l'inseguimento al fine di tenere la stella nella posizione iniziale evitando così il mosso. 


Tre modi di utilizzare l'autoguida:

  • Utilizzo di un secondo telescopio in parallelo al principale a cui collegare l'autoguida;
  • Utilizzo di una guida fuori asse, un accessorio che preleva una porzione di immagine e la devia verso l'autoguida;
  • Utilizzo di camere CCD con doppio sensore (brevetto Sbig) che riprendono e guidano contemporaneamente.

 

Messa a fuoco.

Fondamentale nelle immagini astronomiche: si consiglia per una corretta valutazione di collegare il pc e controllare al monitor la reale messa a fuoco. Inoltre deve essere tenuta sotto controllo durante la sessione perchè viene influenzata dalle variazioni di temperatura e le relative dilatazioni termiche del telescopio.

 

Tempo di "integrazione":

E' il tempo di esposizione che, dovrà essere elevato per poter riprendere oggetti del profondo cielo molto deboli, come nebulose e galassie (la Luna ed i pianeti non rientrano in questo caso). Con le camere in digitale è possibile riprendere diverse immagini per poi sommare le pose di una certa durata, al fine di ottenere, attraverso una somma delle stesse, un risultato analogo ad una foto con un tempo di esposizione pari alla somma dei tempi dei singoli scatti. E' consigliabile impostare una sensibilità non troppo elevata ( 800 ISO per non avere troppo rumore) e si eseguono pose multiple di alcuni minuti: il tempo esatto deve essere determinato in base al apporto focale e dal cielo a disposizione (l'inquinamento luminoso è un grosso limite). E' importante impostare il formato delle immagini in RAW che offre la piena risoluzione del sensore a 48 bit, 12 bit per colore.

 

 

CALIBRAZIONE DELLE IMMAGINI

Una volta raccolte le immagini bisogna ottimizzarle e calibrarle, per ottenere il massimo dalla vostra foto "ripulendole" da imperfezioni causate dal sensore e da artefatti causati dall'obiettivo di ripresa e da eventuale sporcizia depositata lungo tutto il percorso ottico.

 

DARK FRAME - ELIMINARE IL RUMORE TERMICO DEL SENSORE

Il Dark Frame (immagine di buio) rappresenta il rumore che il sensore produce anche in assenza di luce: ogni sensore produce un certo rumore di fondo chiamato rumore termico che  si va a sovrapporre alla nostra immagine e può essere sottratto e rimosso dalle singole immagini. Riprendere un Dark Frame è molto semplice: basta tappare l'obiettivo di ripresa o ci sono i cosiddetti filtri dark che trovate nel nostro catalogo e scattare, alla stessa temperatura, stessi ISO e stesso tempo di posa, una immagine. E' consigliabile riprendere un numero superiore di immagini ( almeno 3) per poi mediarle ed ottenere un Master Dark. 

 

BIAS o OFFSET

Il BIAS o OFFSET, pur essendo meno importante del DARK FRAME, rappresenta un'altra caratteristica del sensore, è l'immagine ottenuta con un tempo di esposizione pari a zero e avrà un valore che sarà tipico del sensore. Riprendere il Bias è molto semplice, basta impostare il tempo di esposizione minimo (ad esempio 1/4000s), tappare l'obiettivo del telescopio o anche con un filtro dark e scattare una serie di immagini che andranno mediate al fine di ottenere il master BIAS.

 

FLAT FIELD FRAME - ELIMINARE VIGNETTATURA E MACCHIE

L'immagine di Flat Field o chiamata semplicemente di Flat, serve a "spianare" l'immagine dalla vignettatura dell'obiettivo e a correggere tutti gli artefatti prodotti da eventuale sporcizia presente sull'ottica di ripresa. E' possibile rimuovere eventuali macchie causate da polvere o macchie presenti sull'obiettivo o su qualsiasi compenente del treno ottico. Per ottenere l'immagine di Flat si effettua illuminando l'obiettivo con luce uniforme e nelle stesse condizioni in cui è stata eseguita la ripresa (stessa posizione della macchina, stessa messa a fuoco).

 

 

UNIRE LE IMMAGINI DI CALIBRAZIONE

L'applicazione delle immagini di calibrazione deve essere effettuata su ogni immagine acquisita e deve essere affidata a software specifici, molti dei quali sono gratuiti 

 

ALLINEAMENTO E SOMMA DELLE IMMAGINI

Prima di procedere con la somma delle immagini è necessario allinearle. Per la procedura di allineamento ci sono diversi vari software che permettono di allinearle e di sommarle

 

 

 

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