Неземная красота:
секреты астрофотографии

12 апреля в России отмечается День космонавтики. Фотографам повезло — для них космос не так далек, как для других людей: современная техника позволяет снимать удивительные космические пейзажи даже любителям. К празднику мы подготовили для вас материал с советами по астросъемке.

По технике съемки астрофотография существенно отличается от обычной «земной» фотографии. Большинство астрономических объектов очень далеки от Земли, и, делая фото звезд, нужно помнить, что они имеют небольшие видимые (угловые) размеры, а свет, доходящий от них до земного наблюдателя, очень слаб (правда, имеется и несколько относительно близких и ярких объектов — Солнце, Луна, планеты Солнечной системы — их фотосъемка имеет несколько иную специфику, которой мы здесь касаться не будем).

Дефицит света вынуждает астрофотографов использовать крупногабаритную оптику — телескопы с диаметрами объективов от 80 до 400 мм (наиболее популярный у любителей диапазон), а иногда и больше, и с фокусными расстояниями от полуметра до нескольких метров. Однако и этого мало — чтобы накопить побольше света, затвор камеры приходится оставлять открытым на длительное время: выдержки одиночных кадров (так называемые субэкспозиции) достигают десятков минут, а поскольку таких кадров снимается несколько, время экспонирования одного объекта доходит до нескольких часов!

Созвездие Орион. Фото: Procy

Наиболее «продвинутые» любители астрофотографии применяют выпускаемые зарубежными фирмами специализированные камеры для съемки звезд, снабженные малошумящими матрицами и термоэлектрическими холодильниками, но и с обычными цифровыми зеркальными камерами многие любители получают неплохие результаты. Популярна, например, оказавшаяся очень удачной для этих целей модель Canon EOS 350D, которую, впрочем, обычно используют после небольшой доработки — замены ИК-блокирующего фильтра...

Центр Млечного пути. Фото: Stefano Garau

Из сказанного уже очевидно: нести на себе телескоп, весящий, зачастую, не один десяток килограммов, обычный фотоштатив неспособен. Однако главное в другом — наша Земля вращается, и телескоп необходимо в течение всей экспозиции постоянно поворачивать строго на тот же угол в противоположном направлении, не допуская ни малейшего «смаза»! Поэтому штативы фотографических телескопов (которые в астрономии принято называть «монтировками») не только массивны и прочны; они представляют собой довольно сложные изделия точной механики, снабженные электродвигателями и соответствующей управляющей электроникой.

Фото: Павел Бахтинов. Все снимки сделаны телескопом системы Максутова-Кассегрена, диаметр объектива — 200 мм, фокусное расстояние — 1600 мм. Фотоаппарат Canon EOS 350D, время экспозиции разных объектов — от 1 до 2,8 часов.

Впрочем, требуемая точность сопровождения объекта телескопом (порядка одной угловой секунды) столь высока, что решить задачу чисто механическими средствами все равно затруднительно. В последнее время всеобщее распространение получило так называемое автоматическое гидирование: небольшая вспомогательная камера непрерывно следит за выбранной рядом с фотографируемым объектом ведущей звездой, малейшие смещения изображения анализируются компьютером (либо специальным автономным прибором), который выдает корректирующие команды на двигатели монтировки.

Туманность Гантель. Фото: Vlastimil Vojacek

Кроме перечисленного оборудования, в распоряжении астрофотографа часто имеется еще множество вспомогательных систем и устройств: оптические искатели и компьютеризованные системы для наведения на объект, электрические фокусировочные устройства, автоматы смены фильтров, системы вентиляции для выравнивания температуры оптики, устройства подогрева для борьбы с росой, и другие.

Программная обработка отснятого материала также имеет свою специфику: первым делом производится калибровка, позволяющая исключить систематическую составляющую темнового тока и неравномерность чувствительности пикселей матрицы, компенсировать виньетирование в оптике и следы от попавшей на матрицу пыли (для чего еще во время «фотосессии» наряду с объектом снимается также комплект калибровочных кадров). Другая особенность обработки — сложение серии субэкспозиций с использованием специальных алгоритмов, позволяющих устранить ряд дефектов одиночных кадров (таких, как «горячие» пиксели, следы космических лучей и т.п.). Результат всех этих мер — итоговый снимок получается многократно менее шумным, чем «сырой» отснятый материал.

Галактика Андромеды. Фото: Cristian Cestaro

Мы лишь вкратце коснулись технических средств и приемов, необходимых астрофотографу-любителю для получения снимков современного уровня. Добавлю, что уровень этот весьма высок: фотографии, сравнимые по качеству с получаемыми сейчас любителями на их небольших телескопах, еще пару десятилетий назад можно было сделать лишь на крупных профессиональных инструментах, а многие детали слабых объектов, отлично проработанные на любительских снимках, невозможно увидеть глазом в окуляр, даже если бы удалось наблюдать их на крупнейших телескопах мира. Увидеть невидимое — прекрасный стимул для занятий любительской астрофотографией!