Astrodvorek

Digitální kamery se čím dál tím víc prosazují v běžné fotografii a ještě výrazněji při fotografování vesmírných objektů. Pro astrofotografii jsou podstatné (v porovnání s filmem) jejich vyšší citlivost, nižší šum a větší dynamický rozsah. Porovnejte dva snímky kulové hvězdokupy NGC 2419, označované jako mezigalaktický poutník (je od nás stejně daleko jako blízké galaxie Magellanova mračna), které pořídili známí amatérští astrofotografové Ch. a D. Schurovi na klasický film (hypersensifikovaný TechPan, vlevo) a pomocí CCD kamery SBIG ST7E (vpravo) tímtéž teleskopem (Newton 12.5").

Oba snímky (c) Ch. a D. Schur

Teoretické rozlišení je přitom u filmu výrazně vyšší (!) než u CCD: TechPan rozliší 320 párů čar/mm, CCD v tomto případě jen něco přes 50 p.č./mm (velikost pixelu v ST7E detektoru je 9 mikronů). V praxi ale (chlazený) CCD detektor film jasně překonává; odlišný způsob akumulace signálu umožňuje podstatně vyšší dynamický rozsah snímku a následně i lepší rozlišení detailů (hvězdokupa a také zobrazení hvězdy 7^m vlevo od ní).

Pozn.: Vedle specializovaných kamer, které umožňují velmi dlouhé expozice, lze pro jasné objekty (měsíc, planety) užít vhodně přizpůsobené digitální fotoaparáty i běžné videokamery: pěkné ukázky i návody najdete na stránkách Libora Šmída. Výsledky jsou zřetelně lepší, než s klasickým fotoaparátem na film (jako např. moje snímky Měsíce).

Vysoká prahová citlivost (neboli kvantová účinnost) CCD detektorů umožňuje i to, že snímky slabých objektů lze složit z řady kratších po sobě jdoucích záběrů. Tím se pochopitelně zlepšuje poměr signálu k šumu, úměrně odmocnině počtu vzorků a sníží se eventuelní "blooming" (přeskakování náboje na sousední pixely); hlavní je ale to, že už při krátké expozici je detekován i velmi slabý signál. U klasického filmu stejný postup bohužel nefunguje: když sečtete dvacet políček s minutovými expozicemi slabší galaxie, šum ve snímku sice opět snížíte (s jasnějšími hvězdami, které se za minutu zobrazí), ale galaxie (na rozdíl od dvacetiminutové expozice na jedno políčko) na něm vidět prostě nebude.

Výhodou je pak např. zjednodušení pointování snímku. Není totiž snadné, dosáhnout dokonalé pointování po dobu třeba hodiny či více (alespoň bez dokonalých autoguiderů); s CCD to stačí jen po dobu jedné dílčí expozice (řádu minut) a pokud se někdy ujede, snímek se do závěrečného sčítání prostě nezahrne. Pokud jsou dílčí expozice dostatečně krátké, lze při sčítání expozic potlačit i rotaci pole v důsledku nepřesného nastavení polární osy. Pro fotografování pak lze eventuelně užít i alt-az. montáž, např. velké Dobsony s motorovým ovládáním obou os: můžete se o tom přesvědčit třeba na rozsáhlých CCD (angl.) stránkách Ala Kellyho , kde najdete i podrobné návody.

Proč CCD kamery nepoužívají ještě všichni astrofotografové ? Hlavním důvodem je na naše poměry přeci jen vysoká cena kvalitních kamer (100.000.- Kč a víc) a dalšího nutného vybavení. Ta ovšem pochopitelně s časem klesá a jednodušší modely (obvykle ale s menší plochou čipu) lze už pomalu pořídit za sumu rozumnou, ca. 20.000.- (viz stránky výrobců, s řadou dalších užitečných informací, např. asi nejdostupnější Starlight XPress, zmíněný SBIG nebo Meade ). Řekl bych, že galaxie a další menší objekty už brzy ani amatéři jinak fotografovat nebudou, můžete se třeba podívat už i na hezké české CCD snímky Zdenka Bardona nebo Tomáše Hynka .

Z druhé strany určitou nevýhodou je malá plocha CCD čipů, např. (u zmíněné kamery ST7E) 6.9x4.6 mm nebo i méně. Ne že by větší neexistovaly, ale jejich ceny jsou zatím vskutku astronomické. Proto také nejlepší amatérské snímky větších plošných objektů (mlhovin), jaké jsem zatím viděl, byly pořízené na normální film (viz např. zde, u nás např. čím dál tím lepší snímky (s ruční pointací , nověji s pointováním pomocí běžné web camery !) Martina Myslivce ). I "klasičtí" astrofotografové však používají CCD detektory pro automatické pointování svých snímků.
Lze předpokládat, že podobně jako u digitálních fotoaparátů se počet pixelů i celková plocha detektorů budou zvětšovat i u astronomických CCD kamer. Vzhledem k omezenosti trhu bude asi cenový pokles pomalejší.

Mimochodem dalším vylepšením (zatím jen dražších) CCD kamer bývá druhý zabudovaný čip, určený právě pro pointování snímků. Není pak potřeba off-axis guider nebo extra hledáček a kamera s příslušným softwarem (a montáží) je vcelku soběstačná. Asi jednodušším řešením (např. v nových kamerách Starlight XPress) je využití téhož čipu pro pointování i zobrazování.

Ještě pro úplnost k potřebnému vybavení. CCD kamera samozřejmě nebude funkční bez připojení k počítači/notebooku (a je potřeba i něco elektrické energie, která se využívá i pro chlazení čipu), pro barevné snímky se obvykle provádí čtyři expozice s R, G a B filtry a bez nich a ty se pak digitálně zkombinují (kolo s filtry ale stojí stejně jako levnější kamera). Software pro pořízení a zpracování snímků obvykle dodá výrobce kamery.

Shrnutí:

Když už dneska bude někdo investovat do zařízení pro astrofotografii (minimálně slušná ekvatoriální montáž umožňující automatické nebo alespoň ruční pointování), měl by nákup alespoň jednodušší CCD kamery zvažovat; zvláště pro fotografování slabších a menších objektů.

Projekty Přístroje Zpět Pozorování Odkazy