PRACOVNÍ LIST Fotografie sluneční fotosféry

NÁROČNOST ÚLOHY:

Pozor:

Při neopatrné manipulaci s dalekohledem může dojít k vážnému a trvalému poškození zraku, případně zničení fotografické techniky, nebo požáru. Vždy používejte kvalitní sluneční filtr před objektivem v bezpečné, světlotěsné objímce, která nehrozí sklouznutím z dalekohledu. Nikdy se nedívejte přímo do dalekohledu, či hledáčku fotoaparátu, pokud nemáte jistotu, že je dalekohled opatřen bezpečným filtrem. Nikdy nenechávejte dalekohled bez dozoru. Pokud s dalekohledem nepracujete, namiřte jej mimo Slunce, buď do země, nebo do míst na obloze, mimo denní dráhu Slunce.

POPIS ÚLOHY:

Fotografie slunečního disku je jedním ze základních stupňů astrofotografie. Jedná se o jedno z nejjednodušších odvětví astrofotografie, využívající dlouhých ohnisek. V tomto případě lze dokonce říci, že dalekohled s ohniskem 600mm má ohnisko spíše na spodní hranici rozsahu, vhodného pro fotografii Slunečního disku. Pro fotografii slunečního disku lze při použití fotoaparátu s čipem rozměru APS-C využít prakticky až ohnisko 1200mm. Teoreticky by bylo možné použít i ohnisko 1500mm, ovšem sluneční disk by již byl na užší straně fotografie velmi natěsno.

Fotografovat Slunce lze z mnoha důvodů. Kromě fotografování pouze pro potěšení a poučení se fotografie Slunce využívá i pro dokumentaci sluneční aktivity, kdy se ovšem jedná o dlouhodobou, soustavnou a mravenčí práci, a v neposlední řadě i při dokumentaci různých výjimečných jevů, například při zatměních, případně tranzitech planet, či družic přes sluneční disk.

Krom astronomické tématiky může fotografie slunečního disku posloužit i v jiných odvětvích, například v termodynamice. Za velmi efektní a názorné fotografie turbulentního proudění lze považovat fotografie proudových letadel přelétajících před Sluncem. Je na nich velmi dobře zachycena struktura proudění teplého vzduchu za motory letadla. Pořídit takový snímek bývá ovšem spíše dílem náhody, než uvědomělé činnosti. Neplatí to ovšem vždy, protože volbou vhodného stanoviště, například nedaleko leteckého koridoru lze šanci na vyfotografování takového úkazu značně zvýšit.

Na začátku všeho je však potřeba zvládnou dostatečně základní techniku. Cílem této úlohy je nacvičit si zaostření fotoaparátu v primárním ohnisku dalekohledu a zvládnutí základního sestavení a ovládání astronomické montáže. Stejné cíle si klade i úloha Fotografie měsíčního disku, každá z úloh má však svá specifika, ačkoli jsou si v základu podobné. Hlavní rozdíl je v podmínkách, za kterých je fotografie vytvářena. Fotografie Slunce vznikají obvykle za horka a při přemíře osvětlení, kdy je problém vidět detaily na displeji fotoaparátu a při zaostření je nutné dobré zastínění. Naopak při fotografii Měsíce bývá obvykle temno, ovšem ne úplná tma, na displej je vidět dobře, ovšem je potřeba věnovat obvykle více pozornosti správnému nastavení expozice.

POMŮCKY:

• Dalekohled Skywatcher ED 80/600
• Paralaktická montáž Synta HEQ5 Sky Scan
• Digitální fotoaparát Canon EOS 40D
• Kabelová spoušť
• Notebook + software pro stažení a zpracování fotografií
• Sada slunečních filtrů

POPIS ASTRONOMICKÉ MONTÁŽE HEQ5 S PŘIPOJENÝM REFRAKTOREM:

Obrázek 1: rovníková montáž Synta HEQ5 SkyScan

POSTUP MONTÁŽE FOTOGRAFICKÉHO VYBAVENÍ:

Při fotografování Slunce si vystačíme s velmi krátkými expozicemi. Proto není nutné věnovat tolik pozornosti ustavení fotografické montáže. Popravdě by stačil i dostatečně tuhý fotografický stativ. Běžně používané stativy však nejsou tak tuhé, jako fotografická montáž.

1. Vyjměte stativ montáže z krabice a rozložte ho na pevnou zem.
2. Vyjměte z krabice hlavici montáže a postavte jí na horní desku stativu tak, aby patka hlavice sedla do otvoru uprostřed desky (ustavovací šrouby pro usevernění v azimutu musí být dostatečně povoleny, aby mezi ně s rezervou zapadl opěrný kolík vystupující z desky stativu).
3. Nasuňte rozpěrný trojúhelník na stahovací šroub (rovná plocha trojúhelníku musí směřovat vzhůru) a sešroubujte hlavici montáže se stativem.
4. Useverněte montáž „od oka“.
5. Odaretujte obě osy montáže.
6. Pootočte osou rektascenze tak, aby tyč protiváhy byla natočena k severu (aby byla skloněna dolů).
7. Osou Deklinace pootočte tak, aby byla rybina přibližně vodorovně a zajišťovací šrouby byly nahoře.
8. Zaaretujte obě osy montáže.
9. Povysuňte tyč protiváhy (není nutné ji vysouvat celou), aretujte, sešroubujte pojistný šroub, nasuňte závaží (menší – 3kg stačí, je-li k dispozici), zašroubujte pojistný šroub opět na původní místo.
10. Povolte zajišťovací šrouby upínací rybiny.
11. Vyjměte dalekohled z kufříku a uchyťte jej za upínací lištu do rybiny montáže.
12. Dalekohled osaďte hledáčkem.
13. Sejměte z něj všechny krytky.
14. Na objektivové konce dalekohledu i hledáčku nasaďte sluneční filtry (na hledáček vizuální, na dalekohled fotografický).
15. Do okulárového výtahu vsuňte a zajistěte redukci na 1,25 palcové okuláry osazenou závitem T2.
16. Na závit redukce našroubujte redukci T2/Canon EOS.
17. Sejměte z fotoaparátu základní objektiv a tělo fotoaparátu připojte na dalekohled.
18. Vytočte ostření dalekohledu asi do poloviny.
19. Vyvažte osu deklinace.
20. Vyvažte osu rektascenze.

VYVAŽOVÁNÍ ROVNÍKOVÉ MONTÁŽE:

Astronomické montáž HEQ5 SkyScan je vybavena motorickými pohyby v obou osách, v Rektascenzi i v Deklinaci. Jiné rovníkové montáže, pokud nemají motory v obou osách, mají motor alespoň v ose rektascenze, aby mohly přístroje na montáži sledovat pohyb oblohy v průběhu dne. Nosnost přístroje se u montáže HEQ5 pohybuje mezi 10 – 20kg, v závislosti na tvaru a použití přístroje. Vzhledem k tomu, že s těmito hmotami pohybují jen nepříliš výkonné krokové či synchronní motory, je nutné pro plynulý chod a snížení mechanického namáhání ozubených převodů perfektně vyvážit.

Je jistě mnoho způsobů, jak postupovat při vyvažování montáže. Tento se osvědčil díky svojí rychlosti a jednoduchosti. Montáž je vhodné mít ve výchozí poloze, tedy osu rektascenze stočenou tak, aby protiváha dalekohledu směřovala k severu (a tedy dolů). Osa deklinace je natočena tak, aby byl tubus dalekohledu přibližně vodorovný. Obě osy jsou zaaretovány.

Nezapomeňte, vyvažování se provádí, až když je dalekohled vybaven vším příslušenstvím a ve stavu, v jakém ho budeme používat: namontovaný hledáček, sejmutá krytka objektivu, připojený fotoaparát, nebo okulár, atd. Pokud je na ostřícím mechanismu fotoaparát, nebo hmotnější okulár, je vhodné vysunout ostření asi do poloniny, nebo do polohy, kde máte vyzkoušeno, že je přibližně zaostřeno. Soustava díky tomu bude blíže ke stavu, v němž se obvykle používá a vyvážení bude přesnější.

1. Přidržujte jednou rukou dalekohled a povolte aretační páčku Deklinace. Pokud je dalekohled nevyvážený, má snahu se otáčet na tu stranu, kde je těžší. Vraťte jej do vodorovné polohy a osu opět zaaretujte. Opatrně povolte rybinu dalekohledu a opatrně s ním posuňte v rybině opačným směrem, než se dalekohled protáčel. Dejte při tom pozor, aby vám dalekohled z volné rybiny nevypadl. Utáhněte šrouby rybiny a zkuste osu Deklinace odletovat znovu. Upravujte polohu dalekohledu, dokud bude mít snahu na odletované ose stáčet se některým ze směrů. Pak zaaretujte deklinaci a přejděte na vyvážení osy rektascenze.
2. Osu rektascenze je možné vyvážit posunutím protiváhy na vyvažovací tyči. Před odaretováním je vhodné posunout závaží k spodnímu okraji tyče a toto rameno tím záměrně převážit. Po odletování pak nehrozí, že by se těžší dalekohled protočil. Odaretujte rektascenzi a natočte ji tak, aby byla vyvažovací tyč přibližně vodorovně. Držte tyč v ruce a povolte upevňovací šroub závaží. Posouvejte jej blíže k montáži, dokud nebudou obě ramena páky vyrovnaná. Vyvážení se pozná opět tím, že odletovaná osa nemá snahu se nikam protáčet a drží při natočení do každého směru.

POSTUP FOTOGRAFOVÁNÍ:

Při fotografování Slunce je vždy potřeba věnovat zvýšenou pozornost otázce bezpečnosti, protože nebezpečí újmy na zdraví.

Sluneční filtry Baader AstroSolar^TM pro vizuální pozorování mají densitu D=5. Jejich propustnost je tedy 10-5, což je dostatečné pro naprosto bezpečné pozorování Slunce. Při fotografování si však vystačíme filtrem o vyšší propustnosti. Fotografický sluneční filtr Baader AstroSolar^TM má densitu jen D=3,8 a jeho propustnost je 10-3,8. Taková hodnota již není vhodná pro vizuální pozorování, přesto je to hodnota bezpečná. Při pohledu do hledáčku fotoaparátu proto nehrozí poškození zraku, jen je třeba mít na paměti, že obraz Slunce bude oslňovat.

Expoziční časy při fotografování Slunce vycházejí velmi příznivě. I při nastavení citlivosti 100 ISO lze očekávat časy okolo 1/1000s. V závislosti na výšce Slunce nad obzorem a propustnosti atmosféry se bude hodnota ideální expozice poněkud měnit a tak lze říci, že ideální expozice obvykle leží někde v rozsahu 1/2000s – 1/500s.

Stejně, jako při každé astrofotografii, i u fotografie Slunce je klíčové kvalitní zaostření. Navíc zde hraje významnou roli atmosférický neklid a turbulentní proudění uvnitř dalekohledu. Ne každý den jsou vhodné podmínky pro kvalitní fotografování Slunce. Z dlouhodobých pozorování se zjistilo, že atmosféra bývá výrazně klidnější, je-li kouřmo, případně mlhavo, anebo před příchodem frontálního systému. Neklid ovzduší lze také potlačit volbou vhodného stanoviště. Vhodné okolí pozorovacího stanoviště je rozsáhlá vodní plocha, pole s vzrostlým obilím, nebo lesní porost. Nevhodné jsou zastavěné plochy, beton, asfalt a ploché střechy.

1. K fotoaparátu připojte kabelovou spoušť.
2. Vložte paměťovou kartu (prázdnou, nebo s dostatečným volným prostorem).
3. Vložte nabitý akumulátor.
4. Zapněte fotoaparát.
5. Zvolte manuální režim.
6. Nastavte citlivost fotoaparátu 100 ISO.
7. Nastavte formát výstupního souboru na RAW.
8. Pomocí hrubých a jemných pohybů montáže naveďte dalekohled tak, aby byl sluneční kotouč přibližně uprostřed hledáčku fotoaparátu.
9. Nahrubo zaostřete s pomocí matnice hledáčku.
10. Zapněte funkci živého náhledu a zvětšete obraz na maximum. Posuňte obraz tak aby byl vidět okraj slunečního kotouče. (pokud je na disku výrazná skupina skvrn, je výhodnější zkusit zaostřit tuto skupinu, protože je možné se v ní zaměřit na více detailů než na okraji disku).
11. Zvolna ostřete dalekohled, dokud nebude obraz co nejostřejší. (v závislosti na seeingu je zaostření jednodušší, či obtížnější).
12. Voličem expozice nastavte expoziční čas přibližně 1/1000s (může napovědět vestavěný expozimetr, nebo živý histogram).
13. S pomocí kabelové spouště udělejte pokusnou expozici a zkontrolujte zda není fotografie přeexponovaná, či podexponovaná. (vrchol histogramu by měl být asi ve třetině až čtvrtině od pravého konce grafu).
14. Přibližně v sekundových intervalech pořiďte 5 až 15 expozic (aby bylo možné vybrat z více snímků).
15. Namiřte dalekohled mimo Slunce (nejlépe na druhou stranu oblohy).
16. Sejměte z dalekohledu sluneční filtr a nahraďte jej bílým kancelářským papírem.
17. S pomocí vnitřního expozimetru a voliče expozice nastavte expozici, při které bude fotografie prokreslená a nepřepálená (expozici lze opět snadno kontrolovat zkušebním snímkem).
18. Nafoťte asi 5 expozic přes bílý papír. (Tyto fotografie budou při zpracování použity jako tzv. „ploché snímky“ (flat field) pro odstranění některých vad, hlavně prachu na krycím skle čipu fotoaparátu.)
19. Vypněte fotoaparát.

ZPRACOVÁNÍ NAFOTOGRAFOVANÝCH DAT:

V první řadě je potřeba dostat fotografie z fotoaparátu do počítače. Je možné využít buď čtečky karet, nebo programu EOS Capture dodávaného k fotoaparátu. Ve fotografiích je vhodné udržovat pořádek, proto je dobré vytvořit adresář označený datem, jménem fotografa a krátkým popisem fotografovaného objektu. V tomto adresáři pak mohou být snímky rozděleny do dalších podadresářů, například jako fotografie Slunce, ploché snímky a upravené snímky. S postupem času taková archivace umožní rychle vyhledávat mezi surovými daty i zpracovanými výsledky.

Dále je potřeba vybrat z nafotografovaných snímků Slunce ten nejlepší. Kvalita jednotlivých snímků se bude poněkud lišit, protože při každé expozici byl trochu jiný seeing. Nafocením většího množství snímků se zvýšila šance, že některý ze snímků bude oproti ostatním znatelně nadprůměrný. Takový snímek je potřeba vybrat a dále s ním pracovat. Vzhledem k tomu, že snímky jsou v holém formátu RAW (u Canonu je tento formát označen CR2) je nutné použít prohlížeč, který dokáže tyto snímky korektně zobrazit.

Samotné zpracování se příliš neliší od běžných úprav denních snímků. V grafickém editoru je vhodné převést RAW do souboru s 16-ti bitovou hloubkou barevného kanálu. To umožní i hrubší zásahy do fotografie bez výrazné degradace obrazu.

U fotografie je nutné upravit vyvážení barev, úrovně a případně i křivky pro zdůraznění některých útvarů ve sluneční fotosféře.