Objevem fotografie se lidstvu otevřely nové možnosti zkoumání nepoznaného jakož i možnosti ztvárnění různých nálad a emocí. Samozřejmě, že ani astronomie nezůstala stranou. Astronomická fotografie se snaží zachytit slabé světlo vzdálených světů pro vědecké bádání, avšak umí přiblížit i jejich krásu. Mnohé z nich jsou běžné zkušenosti člověka zcela neznámé a mnohé dokonce pouhým okem neviditelné. Jejich rozmanitost a často překvapivá barevnost, v podtextu jejich ohromných rozměrů, je pro člověka úžasná. Některé útvary vznikly v bouřlivých procesech, jiné postupným vývojem, ale všechny mají svou krásu. Několik se na sebe podobají jako vejce vejci, jiné jsou charakteristické svou strukturou a svým tvarem nám připomínají známé věci na zemi. No existují i takové, kde jejich vzhled nabývá zcela abstraktní tvary. Díky teleskopem si můžeme vytvořit takové fotografie.
Úplné začátky fotografie sahají do roku 1804 (Thomas Wedgwood). Fotografické metody se postupně vyvíjely a v roce 1940 dějiny zaznamenávají první úspěšné pokusy o fotografii Měsíce (John William Draper). O dva roky později přibývá i fotografie Slunce (Leon Foucault a Armand Fizeau). Tehdejší astronomickou fotografii v roce 1880 posouvá Henry Draper na kvalitativně vyšší úroveň 51 minutovou expozicí známé mlhoviny v souhvězdí Orionu. Byla to první fotografie objektu z hlubokého vesmíru. Na její zhotovení byla nutná kvalitní optika jakož i montáž, která umožnila svým přesným chodem zhotovení této revoluční fotografie. Od té doby se začaly postupně objevovat další a další skvosty noční oblohy, ale i převratné objevy na poli astronomie, které umožnila astronomická fotografie. Různé katalogy hvězd, galaxii, hvězdokup, spektra hvězd, objevy fungování vesmíru - to vše umožnila zpočátku nenápadná metoda zaznamenání světla. Fotografie osvobozovat lidské oko, ale hlavně přinesla objektivitu a zlepšila možnosti a kvality samotného pozorování.
Pokud rozvoj klasické fotografie přinesl bouřlivý rozvoj astronomického výzkumu, jeho digitální nástupce tento proces ještě prohloubil a rozšířil. Příchodem digitálního věku odpadla pracnost a časová náročnost potřebná k získání finální snímky. To samozřejmě umožnilo snížit cenu a rozšířilo řady astronomů zabývajících se astronomickou fotografií - ať už pro vědecké nebo estetické účely. V následujících kapitolách se budeme snažit objasnit základní postupy používané při vzniku astronomické fotografie:
- Metody focení
- Zaostřování
- Focení krátkými expozicemi
- Širokoúhlá fotografie
- Kalibrace snímků
- Zpracování snímků
METODY FOCENÍ
Samotnému vzniku dobré astronomické fotografie předchází nutná příprava. Je důležité se zorientovat v parametrech optických a fotografických přístrojů, které máme k dispozici; v jejich používání a možnostech připojení k zvolené fotografické technice.
Fotografické objektivy a astronomické dalekohledy
Na trhu existuje velké množství výrobců astronomické a fotografické techniky. Jelikož každý výrobce může používat koncovky na své technice dle svého uvážení, je nutné abychom sladily připojení optiky na snímací zařízení. Pokud budeme používat fotografické objektivy, je nutné zvolit fotoaparát příslušné značky nebo (pokud je to možné) použít redukci, která umožní použití objektivů a dalekohledů jiné značky na těle zrcadlovky. Mnohé starší objektivy lze úspěšně používat na moderních tělech digitálních zrcadlovek. Typ redukce, která umožní připojení objektivu jiné značky se rozděluje podle nutnosti dodatečné optiky. Existují redukce, které pouze přizpůsobují fotografické závity nebo bajonety a jsou vyrobeny bez přídavné optiky. V tomto případě získáme při focení stejnou kvalitu jako kdybychom fotili s originálním fotoaparátem. Avšak některé kombinace nelze z konstrukčního hlediska vyrobit bez nutnosti doplnění optiky, která posouvá polohu původního ohniska tak, aby se získáván obraz dal ve fotoaparátu zaostřit. Tyto redukce jsou horší, protože tato dodatečná optika upravující vzdálenost ohniskové roviny zhoršuje optické vlastnosti původního objektivu.
Na trhu existuje velké množství výrobců astronomické a fotografické techniky. Jelikož každý výrobce může používat koncovky na své technice dle svého uvážení, je nutné abychom sladily připojení optiky na snímací zařízení. Pokud budeme používat fotografické objektivy, je nutné zvolit fotoaparát příslušné značky nebo (pokud je to možné) použít redukci, která umožní použití objektivů a dalekohledů jiné značky na těle zrcadlovky. Mnohé starší objektivy lze úspěšně používat na moderních tělech digitálních zrcadlovek. Typ redukce, která umožní připojení objektivu jiné značky se rozděluje podle nutnosti dodatečné optiky. Existují redukce, které pouze přizpůsobují fotografické závity nebo bajonety a jsou vyrobeny bez přídavné optiky. V tomto případě získáme při focení stejnou kvalitu jako kdybychom fotili s originálním fotoaparátem. Avšak některé kombinace nelze z konstrukčního hlediska vyrobit bez nutnosti doplnění optiky, která posouvá polohu původního ohniska tak, aby se získáván obraz dal ve fotoaparátu zaostřit. Tyto redukce jsou horší, protože tato dodatečná optika upravující vzdálenost ohniskové roviny zhoršuje optické vlastnosti původního objektivu.
Stejná různorodá situace existuje i na poli astronomické techniky. Existují určité standardizované ukončení dalekohledů, ale také existuje mnoho výrobců používajících vlastní konstrukční návrhy. Většinou je však možné dalekohled doplnit redukcí přímo připojitelnou na tělo digitálního nebo analogového fotoaparátu.
V primárním ohnisku
Focení v primárním ohnisku je základní metodou používanou v astronomické fotografii. Princip spočívá v jednoduchém spojení dalekohledu a fotoaparátu. Používá se při reflektorech i refraktor. Obraz vytvářený objektivem ohniskové roviny je při správném zaostření promítán přímo na snímač fotoaparátu. Jak je znázorněno na schematickém zobrazení níže, fotoaparát nesmí mít nasazený objektiv. Proto jsou vhodné pouze jednooké zrcadlovky nebo specializované astronomické CCD kamery. Tento typ připojení snímacího zařízení k dalekohledu je nejlepší, neboť nejsou zapotřebí žádné dodatečné optické komponenty. Pevnost uchycení je podmíněna pouze kvalitou okulárového výtahu.
Afokálne
Afokálna metoda spočívá v připojení fotoaparátu s nasazeným objektivem, zaostřeným na nekonečno, k dalekohledu. Astronomický dalekohled musí být doplněn okulárem a celá soustava musí být zaostřena. Pak se tyto samostatné optické systémy spoje tak, aby jejich optická osa byla totožná jak je znázorněno na obrázku. Na první pohled se může zdát, že toto je zbytečné komplikovaný způsob focení přes astronomický dalekohled. Avšak v případě použití kompaktního fotoaparátu (nebo i mobilního telefonu), kde není možnost odpojit objektiv a samotné tělo připojit k dalekohledu a využít jeho primární ohnisko, představuje afokálny způsob focení jedinou možnost jak využít astronomický dalekohled na focení. Volba vhodného okuláru je podmíněna průměrem objektivu fotoaparátu. Při zvolení okuláru a malou výstupní čočkou může docházet k vinětaci obrazového pole - stále ale můžeme fotit úhlově malé výřezy z obrazového pole - planety, detaily na povrchu Měsíce nebo sluneční skvrny.
Ukážka vinetácie pri použití okulára s malou výstupnou šošovkou. Okraj slnečného disku je odrezaný. ( Newton Sky-Watcher D=200mm/F1000mm + slnečná fólia – fotené okulárovou projekciou).
Negativní projekce
Tato metoda se používá v případě nutnosti prodloužení ohniskové vzdálenosti dalekohledu. Namísto okuláru se použije dodatečná rozptylná optická soustava, za kterou se připojí tělo fotoaparátu. Tato rozptylná soustava se nazývá v astronomii nazývá Barlowova čočka, ve fotografické oblasti se setkáváme s termínem telekonvertor. Faktor prodloužení se běžně pohybuje od 2 do 4-5x. Kvalita výsledného obrazu závisí na konstrukci negativní optické soustavy (2-3 čočkové systémy), ale také od prodlužovacího faktoru.
Pozitivní projekce
Stejně jako předchozí metoda i pozitivní projekce se využívá na prodloužení ohniskové vzdálenosti dalekohledu. V tomto případě používáme astronomický okulár, za který připojíme fotoaparát. Negativní a pozitivní projekce je převážně využívána při snímání povrchových útvarem na Měsíci a na snímání planet, protože při tomto druhu astronomické fotografie potřebujeme velmi dlouhé ohniskové vzdálenosti. Na druhou stranu toto prodloužení rapidně snižuje světelnost optické soustavy a jediné objekty, které lze takto nasnímat, jsou jen planety, Měsíc a Slunce.
Komprese
Zcela opačnou metodou je komprese. V případě, že máme k dispozici dalekohled s dlouhou ohniskovou vzdáleností a potřebujeme snímat širší zorné pole, můžeme použít optický kompresor. Tento dodatečný optický systém nám zkrátí původní ohniskovou vzdálenost a zvýší se světelnost soustavy. Toto je vhodné využít pro snímací zařízení, které mají malý snímač, neboť i původní velikost zorného pole se zmenší. Na druhou stranu se může stát, že okraje zorného pole mohou být poznamenány různými optickými vadami.
Rovnače pole, korektory kómatu
Některé optické soustavy trpí určitými optickými chybami. Například při zrcadlových dalekohledech typu Newton od určité světelnosti je nutné používat korektor kómatu. Vyplývá to z fyzikálních charakteristik zrcátek. Čočkové dalekohledy zase trpí sklenutosťou zorného pole a pod. Tyto optické soustavy jsou navrhovány buď pro konkrétní typy dalekohledů nebo pro určité druhy dalekohledů s předepsanými parametry. Použití je v podstatě shodné s obrázkem při kompresi ohniskové vzdálenosti. Takový komponenta se montuje mezi dalekohled a fotoaparát. Občas se na trhu vyskytuje i optická soustava, která kombinuje několik možností - například koriguje kóma parabolických zrcadlových soustav s kompresí v určitém rozsahu světelnosti. Zde je třeba poznamenat, že tyto komponenty bývají finančně náročné a je vhodné se informovat u prodejce o vhodnosti a možnosti použití nebo si tyto informace najít v literatuře, popřípadě astronomických fórech, kde jsou často dostupné praktické zkušenosti.
Použití metod
Metody focení, které prodlužují ohnisko jsou vhodné pro focení úhlově malých objektů - například na focení planet, detailů na povrchu Měsíce, na focení slunečních skvrn, protuberancií, dvojhvězd a podobně. Focení v základním ohnisku umožňuje využívat nejvyšší optickou kvalitu dalekohledu pro objekty vhodné pro ohniskovou vzdálenost s příslušným snímačem (fotoaparát, CCD kamera).
Fotografie slunečních skvrn focené v primárním ohnisku teleskopu typu Newton - Sky-Watcher D = 200mm / F1000mm + sluneční fólie.
