Immagini Planetarie (e Lunari)
L'attrezzatura
Per ottenere le mie immagini planetarie ho sempre impiegato camere CCD digitali raffreddate, pur avendo fatto in passato la necessaria esperienza con tecniche fotografiche tradizionali. Fin dalla fondazione del mio osservatorio nel Monferrato, ho sempre utilizzato la camera CCD Lynxx PC, un apparecchio per molti versi superato ma che conosco bene e che mi consente di ottenere buone immagini planetarie, specialmente se usato in congiunzione con il software di elaborazione BatchPix di Richard Berry, un vero dinosauro dal punto di vista dell'interfaccia utente, ma dotato di parecchi algoritmi di elaborazione veramente efficaci per il trattamento delle immagini planetarie.
Nell'Osservatorio ho sempre utilizzato telescopi di tipo Schmidt-Cassegrain, un Meade da 25 cm, un Celestron da 20 cm e attualmente un Celestron C11 da 28 cm (per la sua prova, vedi la sezione relativa ai test brevi), che sta dimostrando di comportarsi piuttosto bene per le riprese in alta risoluzione. Per ora i migliori risultati li ho ottenuti proprio con lo strumento più piccolo, il Celestron 8 arancione che è senz'altro dotato di ottiche di alto livello e che tengo sempre a disposizione come ottica di riserva. Per ottenere le immagini visibili in queste pagine ho quasi sempre utilizzato focali relativamente corte, ottenute interponendo una semplice lente di barlow 3X (Tele Vue 3X) una tra il telescopio e la camera CCD.
Di recente ho provato a forzare la focale del C11 a 12 metri circa utilizzando una innovativa lente di Barlow a 4 lenti (di cui 2 alla fluorite), il modello FFC costruito dalla ditta Baader Planetarium, che offre una correzione e una nitidezza veramente eccezionali. Per facilitare l'inquadramento degli oggetti, utilizzo sempre un pratico Flip Mirror (specchio ribaltabile) montato tra il telescopio e la camera CCD.
Per anni ho fatto riprese senza usare filtri, ma recentemente ho avuto in prestito una ruota portafiltri per tricomia e sto facendo esperienza nella difficile arena delle riprese CCD a colori.
WEBCAM: L'ULTIMA FRONTIERA
Considerazioni generali e consigli
L'ultimo acquisto della mia attrezzatura è stata una Webcam, ovvero un telecamerina digitale a colori, la Philips TouCam Pro (pagata ben 96 euro!), originariamente progettata per teleconferenze, ed adattata al telescopio per mezzo di un semplice raccordo filettato. Ormai tutte le webcam in commercio si collegano al PC tramite un connettore USB (anche se stanno comparendo le prime webcam con interfaccia FireWire, di gran lunga più veloce). Se il PC è vecchio e è privo di porta USB, basta aggiungere una schedina di interfaccia USB che si trova in commercio per 10-15 euro. La TouCamPro consente di svitare in pochi istanti il suo obiettivo originale, e questo ne permette, avendo il necessario adattatore, l'immediato utilizzo con altri obiettivi video, fotografici o con telescopi. E' pero' necessario utilizzare un filtro taglia-infrarosso (IR-Cut), che nella webcam originale è incorporato nell'obiettivo, e che per l'applicazione al telescopio deve essere acquistato a parte e avvitato all'adattatore. Se non si usa il filtro IR-Cut si ottengono immagini sbilanciate cromaticamente, e se si utilizzando rifrattori, si possono avere anche problemi di messa a fuoco su alcuni soggetti.
La ripresa al telescopio è piuttosto facile, molto più facile delle riprese che si fanno con una camera CCD convenzionale. In particolare la messa a fuoco è veramente immediata, in quanto l'utente vede sul monitor del PC un filmato in tempo reale e si accorge immediatamente dell'effetto di ogni regolazione del fuocheggiatore, distinguendolo senza dubbi dagli effetti del seeing (al contrario di quello che accade quanto si mette a fuoco una camera CCD convenzionale.
Non altrettanto facile è la regolazione ottimale dei parametri di ripresa (frame-rate, gain, gamma, luminosità, ecc.) ma dopo qualche serata di prove si riesce a capire bene quali risultati si ottengono dopo ogni regolazione.
Complessivamente, la ripresa della Luna e dei pianeti con webcam è piuttosto banale, e prevede l'utilizzo di focali relativamente corte, dell'ordine dei 4-8 metri, ottenibili con semplici lenti di Barlow; si registrano, tipicamente, filmati con risoluzione di 320x240 pixel o 640x480 pixel, che durano 10-60 secondi. Ogni filmato occupa una notevole quantità di spazio su disco: un tipico filmato di 30 secondi, registrato in formato AVI con un frame-rate di 10 fotogrammi al secondo e con risoluzione di 640x480 pixel, occupa uno spazio su disco di oltre 100 Mbyte.
Siccome lo scopo di queste riprese è quello di ottenere immagini singole, i filmati devono essere elaborati tramite appositi software che, in sostanza, consentono di selezionare i migliori fotogrammi, metterli a registro tra loro e sommarli. La somma di molte immagini consente di migliorare in modo drammatico il rapporto segnale/rumore che conferisce alle immagini singole un aspetto granuloso e poco dettagliato.
Ci sono vari software che consentono di fare queste operazioni; io uso AVIEDIT per selezionare i migliori fotogrammi, REGISTAX per eseguire in tempi rapidi la messa a registro, la somma, l'elaborazione semplice e la creazione di file a colori BMP. Ma il software più potente (anche se un po' complesso) con cui si ottengono i migliori risultati è, a mio avviso, IRIS, che permette di convertire i filmati in file formato FITS (il formato standard delle immagini astronomiche) che possono essere elaborati in modo più intelligente e flessibile. Anche il software italiano AstroArt ha delle potenti funzioni utilizzabili su grandi sequenze di immagini, e lo consiglio ha chi ha problemi con i comandi in lingua straniera. Ottenute le immagini bitmap, ad esempio in formato BMP, è necessario compiere ulteriore elaborazioni per esaltare la saturazione cromatica, bilanciare i colori e ritoccare il contrasto (il "gamma").
I risultati sono molto interessanti, soprattutto perchè la tecnica della ripresa di filmati e la successiva selezione dei migliori fotogrammi, consente, al contrario di quanto accade quando si usano normali camere CCD, di ottenere immagini decenti anche in serate con seeing un po' agitato.
Riassumendo
Per ottenere buone riprese planetarie è necessario:
- Attendere che lo strumento si stabilizzi termicamente (minimo 1 ora, spesso di più, specialmente in estate)
- Valutare visualmente il seeing prima di iniziare
- Verificare accuratamente la collimazione del telescopio
- Verificare la pulizia della finestra ottica della camera CCD/webcam e delle lenti degli eventuali oculari o barlow usati per allungare la focale. In caso di necessità, pulire accuratamente il tutto.
- Inquadrare e mettere a fuoco una stella luminosa nel modo più preciso possibile; poi passare a stelle più deboli e infine controllare con il pianeta.
- Fare delle riprese di prova con la camera CCD, scegliendo il tempo di esposizione dopo avere valutato l'istogramma delle immagini, e facendo in modo di riempire la dinamica del sensore quasi fino al massimo consentito.
- Riprendere quante più immagini è possibile, valutandone la qualità prima di salvarle sul disco. È utile salvare il tutto in una directory (cartella) a cui si è assegnato un nome collegato con la data della ripresa (es: C:\2feb99\). Prima di iniziare le riprese è anche bene controllare che l'orologio del computer sia ben regolato sull'ora di Tempo Universale, che in Italia corrisponde all'ora solare - 1 ora (salvo quando è in vigore l'ora legale estiva, nel qual caso il T.U. vale l'ora legale - 2 ore).
- In caso di modifica della temperatura ambiente, o se si cambia notevolmente l'orientazione del tubo ottico, controllare la messa a fuoco, soprattutto nel caso che si utilizzi un riflettore o un catadiottrico.
- Prima di cambiare la posizione della camera (per esempio ruotandola) o di modificare in qualche modo il sistema (per esempio se si vuole sostituire un filtro o un oculare), prendere una serie di Flat Field, cioè le immagini di uno schermo bianco uniformemente illuminato. Queste immagini di Flat Field saranno indispensabili per correggere le probabili imperfezioni delle immagini, cioè ombra dei granelli di polvere, vignettatura, ecc
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