Sposoby na udaną fotografię Wenus w ultrafiolecie

Optymalizujemy sprzęt by fotografować struktury chmud na Wenus w ultrafiolecie

Rok 2012 upływa pod znakiem Wenus, która jest teraz bardzo dobrze widoczna. Co więcej niebawem jej tranzyt na tle Słońca jak i poranne okno obserwacyjne z końcem lata. Już teraz miłośnicy fotografii planetarnej wykonują spektakularne fotografie w ultrafiolecie przedstawiające struktury chmur na tejże planecie. Niestety łatwiej zrobić niż napisać. Fotografia w ultrafiolecie nie należy do łatwych z kilku powodów - słabej czułości kamer, podatności krótkich fal na złe warunku atmosferyczne, absorpcji ultrafioletu przez szklaną optykę teleskopu. W tym artykule przedstawię różne metody optymalizacji fotografii w ultrafiolecie.

Fotografia Wenus w ultrafiolecie, paśmie widzialnym i w podczerwieni - Sean Walker

Filtry

By wykonać zdjęcie Wenus w ultrafiolecie potrzebujemy filtra pasmowego przepuszczającego tylko i wyłącznie ultrafiolet - Baader U-Filter czy Astrodon UVenus. Z tańszych opcji mamy stare filtry fotometryczne - Schuler U lub szerszy Schott BG39 + Wratten #47 (BG39 jak i inne filtry tego typu dostępne w UQG). Filtry nie mogą przepuszczać podczerwieni, gdyż doprowadziłoby to do zaświetlenia obrazu pochodzącego z ultrafioletu (filtry UV są drogie właśnie poprzez trudności blokowania podczerwieni bez blokowania ultrafioletu). Dodatkowo potrzebujemy kamery monochromatycznej i to najlepiej takiej o możliwie największej sprawności kwantowej (czułości) w UV - choć i tak wszystkie kamerki planetarne mają dość niską czułość w ultrafiolecie. Najnowsza DMK21AU618, Point Grey Chameleon powinny dawać radę.

Gdy mamy już kamerę i filtr pojawiają się kolejne problemy. Możemy taki zestaw podłączyć do teleskopu i fotografować. Możemy nawet dodać soczewkę Barlowa by mieć odpowiednią rozdzielczość, ale obraz okaże się dość ciemny. Niezależnie jakim sprzętem dysponujemy nie zrobimy tego obrazu bardzo jasnym, ale dobierając odpowiedni sprzęt będziemy mieli pewne pole manewru co do jasności tego obrazu.

Absorpcja ultrafioletu na szklanych elementach

Teleskopu lustrzane nie posiadające szklanych elementów w torze optycznym (np. Newton, RC, Dall Kirkham ale już nie SCT czy Maksutow) odbijają promieniowanie bez absorpcji. Korektor Schmidta, czy np. soczewka Barlowa wykonane są (zazwyczaj?) ze szkła BK7. Ten typ szkła absorbuje część ultrafioletu. Z tego powodu optykę do pracy w ultrafiolecie wykonuje się zazwyczaj z topionej krzemionki (fused silica), czasami z fluorytu - CaF2. Także typowe powłoki antyodblaskowe na takich szklanych powierzchniach blokują część ultrafioletu. Jeżeli to możliwe - wybierz teleskop bez szkła w torze optycznym.

Transmisja szkła BK7

Transmisja szkła BK7

Transmisja topionej krzemionki - Spectrosilu

Transmisja topionej krzemionki - Spectrosilu

Transmisja powłok antyodblaskowych

Na szkło w SCT czy Makach nic nie poradzimy, ale i tak zazwyczaj w torze optycznym będzie jeszcze soczewka Barlowa, która może zjadać tego ultrafioletu jeszcze więcej. Strat możemy unikać na kilka sposobów:

  • Stosować soczewki Barlowa wykonane z topionej krzemionki
  • Zamiast Barlowa zastosować kamerę o bardzo małych pikselach (np. DMK72, lub Chameleon z ciemnymi katadioptrykami)
  • Stosować dwuelementowe "achromatyczne" Barlowy zamiast Barlowów APO (3 elementy), czy Powermate (im mniej szkła tym trochę mniej stracimy)

W światłosilnych Newtonach nawet bardzo małe piksele DMK72 (2.2 mikrometra) mogą wiele nie dać. Zazwyczaj amatorzy budują sobie soczewki Barlowa z topionej krzemionki - a dokładniej to używają dwuwklęsłej soczewki z topionej krzemionki (Double Concave Lens, DCV) dostępnej w sklepach ze specjalistyczną optyką (Thorlabs, EdmundOptics). Ceny za taką soczewkę zaczynają się średnio od kilkudziesięciu Euro, choć na wyprzedaży w EdmundOptics są po 10 Euro soczewki bez powłok (efektywność takiej soczewki trudna do przewidzenia). Do tego warto dodać obudowę z gwintami T2 za jakieś 30 Euro. Wynikowa krotność zależeć będzie od parametrów soczewki i najprościej sprawdzić ją będzie eksperymentalnie. Taka pojedyncza soczewka nie zastąpi jakościowo typowego współczesnego Barlowa - za wyjątkiem fotografii w ultrafiolecie.

Kamery

Na początku pisałem o monochromatycznych kamerach. Kolorowe CCD Sony są praktycznie ślepe na UV. W przypadku CMOSów może być różnie i niektóre mogą zachowywać trochę czułości pod niebieskimi pikselami. Jeżeli jesteśmy zmuszeni używać kolorowych kamerek to wtedy zamiast typowych filtrów UV polecam połączenie Schotta BG39 z fioletowym Wrattenem #47 (BG39 można kupić tanio nawet w UQGOptics, a Wratten #47 to fioletowy filtr wizualny). Te dwa filtry razem tworzą filtr UV-niebieski z wyciętą podczerwienią. Przepuszczają szersze pasmo i powinny dać pozytywne efekty z kolorowymi kamerami (są już pierwsze fotografie wykonane za pomocą MS LifeCam HD).

Typowy CCD Sony, czy CMOS w kamerkach planetarnych ma sprawność kwantową (czułość) w ultrafiolecie (320-380 nm) zazwyczaj nie większą niż 20% (do 350 nm). Jest to dość mało, stąd takie problemu z jasność Wenus w ultrafioletowych filtrach. Na rynku dostępne są bardziej profesjonalne matryce o znacznie wyższej czułości. Matryce KAF-****ME, czy niektóre matryce e2v osiągają nawet i 30-40%. W większości przypadków ceny będą bardzo wysokie. Jeżeli już chcemy dobrać kamerkę pod kątem ultrafioletu w rozsądnych cenach to pozostaje nam dobranie takiej matrycy (spośród kamerek planetarnych), która najwolniej traci czułość w ultrafiolecie. Problemem może okazać się brak dokładnych danych - pomiary QE zazwyczaj zaczynają się od 400nm.

Porównanie czułości różnych matryc

Porównanie czułości różnych matryc

blog comments powered by Disqus

Kategorie

Strony