Использование телескопа системы Ньютона для авиационной фотосъемки

С. В. Кустов
(bushman787)
Использование телескопа системы Ньютона
для авиационной фотосъемки
Химки, 2016 г.
1
Предисловие
Многие любители авиационной фотографии наверняка задумывались, каким образом можно
сделать фотоснимок воздушного судна, пролетающего на крейсерской высоте (в среднем от 9
до 12 тыс. метров над землей) и получить не вот такой кадр:
а вот такой:
Вариант - обзавестись объективом Canon EF 1200mm L. К сожалению, его стоимость которого
практически равна стоимости однокомнатной квартиры или, по крайней мере, крутого
автомобиля.
Но не отчаивайтесь! Есть и другой вариант, куда более простой и бюджетный, однако, не
менее эффективный. О нем и пойдет речь ниже.
Пожалуйста, обратите внимание, что информация, которой я делюсь в этом рассказе, является
результатом моего собственного опыта работы с оборудованием, который я, в свою очередь,
получил от коллег по увлечению из Польши и Бельгии, в частности, с сайтов
http://www.skystef.be/ и http://extremespotting.com/.
Советы, изложенные здесь, не следует воспринимать как абсолютное руководство, поскольку
наверняка возможны и другие варианты подобных систем.
2
Часть 1. Телескоп и его устройство.
Любителям астрономии и астрофотографии хорошо знакомы зеркальные телескопы системы
Ньютона. Их устройство весьма примитивно - два зеркала в металлической трубе (рис. 1). Для
нашего примера мы рассмотрим телескоп марки Sky-Watcher SK DOB 8 с апертурой
(диаметром трубы) 8 дюймов или примерно 200 мм и фокусным расстоянием 1200 мм.
Примечание: возможно также использование телескопов с апертурой 10 или 12 дюймов. Их
главное преимущество - более высокая светосила. Для 8-дюймового телескопа относительное
отверстие составляет примерно 5.6, а для 10-дюймового - около 5. Использование телескопов
с апертурой менее 8 дюймов не рекомендую, так как у них светосила уже недостаточна для
обеспечения удобной фотосъемки быстро движущихся объектов.
Рис. 1. Основное и диагональное зеркала телескопа системы Ньютона
Монтировки (конструкции, на которых телескоп устанавливается при работе) бывают
различные.
У астрономов наиболее часто применяют экваториальную монтировку, то есть, треногу с
механизмом регулировки положения по азимуту и углу над горизонтом, а также
возможностью подключения привода для компенсации суточного движения. Такая
монтировка позволяет эффективно наблюдать за небесными телами, однако не дает никакой
свободы движения. Отслеживать быстро движущиеся цели, такие, как самолеты, с ее
помощью невозможно.
Для наблюдения за воздушными судами наиболее удобным вариантом является монтировка
Добсона. Она представляет из себя небольшую платформу, на которой телескоп может
свободно вращаться по азимуту, и раму, стоящую на этой платформе и обеспечивающую
движение телескопа в вертикальной плоскости, а также, его фиксацию на заданном угле, если
это необходимо. Внешний вид монтировки Добсона показан на рис. 2. Такая монтировка
позволяет почти без усилий перемещать телескоп плавно и достаточно быстро, чтобы
уверенно сопровождать быстро движущуюся цель.
3
Рис. 2. Общий вид телескопа Sky-Watcher SK DOB 8 на монтировке Добсона и основание
монтировки
Для фокусировки у телескопа имеется приспособление, называемое фокусировочным узлом.
По сути это - трубка, вмонтированная в стенку основной трубы напротив диагонального
зеркала, через которую изображение, собираемое главным зеркалом и отражаемое
диагональным, передается либо в окуляр, либо на матрицу фотокамеры (рис. 3). Для
регулировки резкости наблюдаемого изображения имеются рукоятки, позволяющие
перемещать трубку фокусировочного узла, тем самым отдаляя или приближая окуляр или
камеру к диагональному зеркалу.
Рис. 3. Фокусировочный узел телескопа
4
Часть 2. Установка зеркальной фотокамеры на телескоп.
Для установки зеркальной фотокамеры потребуются следующие приспособления:
- адаптер с байонета камеры на резьбу размера Т, также известный, как Т-кольцо (рис. 4);
- адаптер с резьбы Т на диаметр 2 дюйма, называемый также Т/2-адаптер (рис. 5).
Перечисленные выше приспособления являются минимальным набором для сборки
работоспособной системы.
Следует отметить, что в настоящее время встречается комбинированный адаптер с байонета
камеры напрямую на диаметр 2 дюйма, минуя резьбу Т. Также при выборе Т/2-адаптера либо
комбинированного адаптера необходимо учесть наличие внутренней резьбы для установки
светофильтров и линз Барлоу (о линзе Барлоу расскажу ниже).
Рис. 4. Т-кольцо для камер Canon
Внутренняя резьба
Рис. 5. Т/2-адаптер с внутренней резьбой по диаметру 2 дюйма
5
Последовательность сборки:
1. Соединить Т-кольцо и Т/2-адаптер.
2. При необходимости установить линзу Барлоу на внутреннюю 2-дюймовую резьбу
(необязательный шаг).
3. Установить собранные детали на байонет фотокамеры.
Линзы Барлоу позволяют увеличивать эффективное фокусное расстояние. Наиболее
распространены 2-кратные линзы. Однако, следует учитывать, что линза Барлоу уменьшает
общую светосилу системы примерно в число раз, равное ее кратности, то есть, если
относительное отверстие системы без линзы равно 5.5, то с линзой оно составит примерно 11.
Детали в сборе показаны на рис. 6, 7 и 8.
Рис. 6. Т/2-адаптер с установленной линзой Барлоу
Рис. 7. Линза Барлоу, Т/2-адаптер и Т-кольцо в сборе
6
Рис. 8. Камера с адаптерами и линзой Барлоу, готовая к установке на фокусировочный узел
телескопа
После того, как детали собраны вместе, камеру можно устанавливать в фокусировочный узел
телескопа.
Если линза Барлоу не используется, то камеру с переходниками лучше установить в
фокусировочный узел до упора, то есть, до соприкосновения Т-кольца с внешним кольцом
трубки фокусировочного узла, как показано на рис. 9.
Рис. 9. Установка камеры без линзы Барло. Трубка фокусировочного узла выпущена на
расстояние, примерно соответствующее резкому изображению
7
Если система включает линзу Барлоу, то для того, чтобы хода фокусировочного узла хватило
для наведения резкости, достаточно закрепить в фокусировочном узле лишь корпус самой
линзы Барлоу, "утопив" его в трубку примерно на 3/4 длины и зажав фиксирующими винтами.
При этом матрица камеры не окажется слишком близко к диагональному зеркалу телескопа.
Адаптеры при такой установке окажутся вне трубки фокусировочного узла, как показано на
рис. 10.
Рис. 10. Установка камеры с линзой Барлоу. Трубка фокусировочного узла выпущена на
расстояние, примерно соответствующее резкому изображению
Следует отметить, что ориентация камеры относительно оси трубки фокусировочного узла
также имеет значение. В зависимости от того, где относительно вашей позиции пролетает
цель, положение камеры можно скорректировать, ослабив фиксирующие винты и повернув ее
вокруг оси трубки и адаптеров. Удобнее разместить ее так, чтобы самолет располагался в
кадре по диагонали или горизонтально, то есть, примерно так, как показано на рисунке 10.
8
Часть 3. Работа с системой камера-телескоп
После того, как камера надежно
непосредственно к работе с системой.
присоединена
к
телескопу,
можно
приступать
Для получения хорошего качества снимков необходимо, чтобы температура окружающего
воздуха и телескопа сравнялись. Поэтому, если телескоп хранился в теплом помещении,
потребуется некоторое время, чтобы он охладился. Обычно это несколько минут. Также не
рекомендую держать его на прямом солнечном свете. Это может помешать охлаждению даже
в морозную погоду.
Несколько слов о настройках камеры для съемки самолетов на крейсерской высоте полета в
ясный солнечный день. В нашем примере использована камера Canon EOS 450D.
Телескоп имеет тенденцию к сильной пересветке изображения, поэтому картинку придется
искусственно недосвечивать. Если используется режим приоритета диафрагмы Av, то в
случае, если линза Барлоу не используется, экспокоррекцию необходимо установить на -1 2/3
ступени. Если линза Барлоу используется, то экспокоррекцию можно установить на -2
ступени. При этом без линзы Барлоу ISO установите на 100, а с линзой Барлоу - на 200. Это
обеспечит значение выдержек порядка 1/400 или 1/500, что вполне достаточно для
предотвращения "шевеленки" и малой "зашумленности" изображения. Можно также
использовать режим М, устанавливая вышеуказанные значения выдержки и ISO вручную. При
съемке в рассветном и закатном свете указанные значения нужно пропорционально
корректировать. На практике, при плавном сопровождении цели и достаточном количестве
снятых кадров удачный результат можно получить даже при выдержке 1/125, но не стоит
слишком удлинять ее, так как это неминуемо приведет к "размазанному" результату.
Во всех случаях значение диафрагмы на камере будет индицироваться как 00, так как никакой
электрической связи между камерой и телескопом в описываемой системе нет.
В начале работы с системой камера-телескоп поиск и сопровождение цели может составить
некоторую сложность. Для облегчения этой задачи у телескопа имеется визир - небольшая
зрительная труба с перекрестьем (рис. 11).
Обратите внимание, что изображение в визире - перевернутое, а в видоискателе камеры прямое.
Рис. 11. Визир телескопа
При подготовке к работе важно, чтобы оптические оси визира и основной трубы были четко
совмещены. Тогда объект, наблюдаемый в центре визира, также окажется и в центре
видоискателя камеры. Если оси не совмещены, то поймать цель в видоискатель камеры будет
9
сложно. Для проверки совмещения осей достаточно навести телескоп на какой-либо
неподвижный объект, например,
например дерево или антенну на крыше соседнего дома, и поместить
этот объект точно центр видоискателя камеры. Затем, не перемещая систему, нужно
посмотреть в визир. Если выбранный объект не окажется в центре визира,
визира то положение
визира можно скорректировать,
скорректировать вращая два регулировочных винта до тех пор, пока
выбранный объект не окажется точно в перекрестье.
Фокусировка в системе камера-телескоп
камера
возможна только в ручном режиме путем вращения
рукояток фокусировочного узла.
узла Поэтому, прежде, чем начинать работу,
работу следует проверить,
правильно ли подстроена резкость видоискателя камеры в соответствии с вашим зрением. Это
легко сделать, взяв любой объектив с автофокусом и сфокусировавшись на хорошо видимом
близком объекте, например, предмете мебели. Если при наведенном автофокусе изображение
в видоискателе нерезкое, то не перемещаясь относительно выбранного объекта, добейтесь
резкости, вращая регулировочное колесико. Для облегчения работы с камерами, у которых
видоискатели небольшого размера
размера, имеются специальные увеличители. Это устройство может
быть очень полезно при работе с системой камера-телескоп, так как позволит более детально
видеть изображение в видоискателе
видоискате и более точно наводить фокус.
Наконец, когда все готово и настроено,
настроено можно приступать к съемке. Когда
Ког вы выбрали цель
для съемки, например, самолет на крейсерской высоте, за которым хорошо виден
конденсационный след, сначала поймайте его в визир. Пока он перемещается от края визира к
перекрестью, есть примерно
римерно секунда,
секунда чтобы переместиться к видоискателю камеры. В момент
прохождения перекрестья визира он окажется и в видоискателе. Если его там не будет, то
будет как минимум след, по которому его будет легко "догнать". Как только цель поймана,
можно начинать сопровождение.
сопровождение Монтировка Добсона позволяет плавно и с минимальными
усилиями перемещать телескоп в двух плоскостях. Левой рукой возьмитесь за край трубы,
поворачивая ее для сопровождения цели, а свободными пальцами этой же руки вращайте
рукоятку фокусировочного узла для наведения резкости. Правой рукой нажимайте спуск
камеры и оперативно корректируйте ее настройки в случае необходимости.
необходимости Расположение
оператора при съемке системой камера-телескоп показано на рис. 12.
Рис. 12. Расположение оператора при съемке системой камера-телескоп
камера
10
Кадры можно делать короткими сериями, например по 2-3, или одиночные. Следует иметь в
виду, что удар затвора камеры вызывает вибрацию диагонального зеркала, поэтому серии по 3
снимка могут быть не всегда удачными. Кроме этого, можно отрегулировать натяжение
подвесов диагонального зеркала, чтобы уменьшить его колебания.
Фокус наводите в несколько приемов - сначала можно немного "перекрутить", затем вернуть
обратно до получения резкой картинки в видоискателе. Корректировать фокус лучше
постоянно, подбирая его для каждого кадра. Так больше вероятность получить удачный
результат. Делайте больше кадров. Если цель интересная, то можно сделать и 50, и 100 кадров
одного борта, а потом выбрать только лучшие.
Через некоторое время съемки таким методом вы сможете быстро ловить цель в визир и
видоискатель, даже если за ней нет конденсационного следа. Также можно
экспериментировать с более длинными выдержками, при которых становится заметен "смаз"
конденсационного следа при сопровождении самолета. В этом деле, как и во многих других,
ключ к успеху - это практика.
11
Часть 4. Хранение и уход за телескопом
Телескоп имеет внушительные габариты - диаметр основания монтировки составляет около
полуметра, а высота - 135 - 140 см. Вес в сборе - около 20 кг. Телескоп в позиции для хранения
показан на рис. 13. В комплекте имеются штатные крышки для основной трубы и визира (рис.
14).
Для более быстрого "развертывания" системы линзу Барлоу и адаптеры после завершения
съемки можно не демонтировать, а оставить в фокусировочном узле, закрыв крышкой от
объектива (в нашем случае - Canon), как показано на рис. 15.
Рис. 13. Телескоп в позиции
для хранения
Рис. 14. Телескоп с установленными крышками
Рис. 15. Крышка от объектива Canon на адаптере
Хранить телескоп можно, по сути, в любом удобном месте, включая неотапливаемые
помещения. Важно, чтобы в них не было сырости. Для защиты от пыли верхнюю часть можно
накрыть большим пакетом или тканью.
12
Для транспортировки труба может быть легко отсоединена от монтировки путем ослабления
фиксирующих рукояток. При транспортировке избегайте ударов трубы во избежание
разъюстировки.
Чистку зеркал выполняйте по мере загрязнения. Небольшое количество пыли и соринок на
главном зеркале не сильно сказывается на качестве фотографий. Если их становится больше,
то немного страдает контрастность. Но, конечно, не стоит допускать сильного запыления. При
правильном хранении чистку можно выполнять раз в год. Для чистки главного зеркала его
необходимо снять. Сделать это можно достаточно легко, открутив 6 винтов по краю и вынув
из трубы оправу вместе с зеркалом. Будьте осторожны. Труба без главного зеркала может
упасть в сторону фокусировочного узла, так как зеркало работает как противовес, и без него
верхняя часть трубы значительно тяжелее нижней. Чистку можно выполнять любыми
средствами, подходящими для оптики.
После разборки, а также из соображений улучшения качества, периодически нужно выполнять
юстировку. Правильно отъюстированный телескоп обеспечит хорошее качество и
равномерную резкость изображения по всей площади. Процедура юстировки подробно
описывается в инструкции, прилагаемой к телескопу. Смысл ее в том, чтобы скорректировать
положение главного и диагонального зеркал таким образом, чтобы их оптические оси
совместились. Этого можно добиться затяжкой или ослаблением регулировочных винтов,
имеющихся на держателях главного и диагонального зеркал.
Заключение
Я надеюсь, что этот небольшой рассказ поможет вам освоить работу с системой камерателескоп и позволит добиться качественных и красивых снимков.
Чистого неба и удачных съемок!
13
Вопросы и ответы
В.:
Где приобрести оборудование?
О.: Телескопы часто встречаются в магазинах фототехники и специализированных
интернет-магазинах. Адаптеры, как правило, можно найти в специализированных
магазинах по астрофотографии. Кроме этого, есть известный ресурс Foto.ru, на
котором периодически появляется все необходимое оборудование.
В.:
Какова стоимость оборудования?
О.: Оборудование, описанное в данном рассказе, было приобретено в 2009 году в
магазине Foto.ru по следующим ценам: телескоп - 9500 р, линза Барлоу - около 4000 р,
переходники - менее 1000 р за каждый.
На сегодняшний день стоимость существенно возрасла. В частности, 8-дюймовый
телескоп может стоить около 15000 р., 10-дюймовый - ближе к 20000 р. Цены на
переходники и линзы Барлоу в данный момент назвать не могу, так как они могут
сильно отличаться в зависимости от места приобретения.
В.:
Какие еще марки телескопов, кроме указанного в примере можно использовать?
О.: Помимо использованного в примере Skw-Watcher SK DOB 8 можно использовать
телескопы Sky-Watcher серии SK DOB или BK DOB с апертурой 8, 10 или 12 дюймов.
Оптимальной для авиафото, пожалуй, стоит назвать 10-дюймовый телескоп, хотя 8дюймовый также работает очень хорошо. Кроме марки Sky-Watcher телескопы
системы Ньютона на монтировке Добсона встречаются и у других производителей,
например Celestron.
Кроме этого встречаются телескопы подобной конструкции, но со складной трубой.
Их для авиафотосъемки использовать не рекомендую, так как днем будет слишком
сильная паразитная засветка. Труба должна быть сплошной, чтобы ее избежать.
В.:
Не получается добиться резкости изображения.
О.: На резкость изображения влияют достаточно много факторов:
1) юстировка телескопа;
2) настройка диоптрий видоискателя камеры в соответствии со зрением;
3) вибрация системы при срабатывании затвора камеры;
4) недостаточное охлаждение телескопа;
4) атмосферные условия.
Для получения хорошего результата нужно постараться свести к минимуму все
технические погрешности. Что касается атмосферы, то в некоторые зимние и весенние
дни даже при ясном небе бывают сильные конвекционные потоки, которые портят
любой снимок. Наиболее спокойный воздух обычно бывает на рассвете и перед
закатом.
В.:
При съемке трубка фокусировочного узла самопроизвольно уходит из установленного
положения.
О.: На фокусировочном узле имеется регулировочный винт, которым можно установить
14
приемлемое усилие поворота рукояток. При слишком слабой затяжке возможно
смещение даже при легком нажатии на камеру.
В.:
Какие фотокамеры лучше подходят для работы с телескопом?
О.: В целом можно сказать, что в той или иной степени годится любая цифровая
зеркальная камера. Однако, я бы отдал предпочтение камерам с кропом, а не
полнокадровым. Кроп позволяет избавиться от чрезмерного виньетирования по краям
изображения.
При выборе камеры именно для работы с телескопом следует учитывать и мягкость
работы затвора. За мой опыт мне довелось сравнить Canon 400D, 450D и 50D при
использовании их в системе камера-телескоп. 400D однозначно выиграл. Причин
этому две. Первая - сравнительно невысокое разрешение матрицы, 10 мегапикселей,
что позволяет избегать излишней "зашумленности" изображения. Вторая - мягкий и
плавный затвор, не вызывающий значительных вибраций зеркал телескопа. Затвор
50D оказался слишком жестким - при его щелчке система сильно вибрировала
практически при любой затяжке подвеса вторичного зеркала. В качестве компромисса
был выбран 450D. Он хоть и "пошумнее" 400-го, но разрешение у изображения все же
выше, и затвор у него мягкий, как у 400-го.
По опыту польских коллег - любителей подобного рода фотосъемки могу сказать, что
большинство из них предпочитает зеркальные камеры Pentax для работы с
телескопами. Можно заглянуть на их сайт extremespotting.com и посмотреть фото,
сделанные различными камерами.
В.:
Не получается собрать систему из-за слишком малого диаметра кольца на
фокусировочном узле.
О.: К сожалению, у телескопов марки Sky-Watcher подобная проблема возможна.
Возникла она и у меня. Диаметр 2 дюйма был неточно выдержан при изготовлении.
Кольцо фокусировочного узла пришлось отдать слесарю на расточку. В результате его
диаметр был увеличен примерно на 0.5 мм и позволил собрать систему, как показано в
данном рассказе.
15