Предисловие

Сначала - общие рассуждения о том, как выбирать подходящий для астрофотосъёмок ЦФ. Прежде всего - что такое ЦФ? В предельно упрощённом понимании ЦФ - это позиционно-чувствительный светоприёмник (ПЗС-матрица) с оптической системой фокусировки изображения. Всё остальное - технические подробности данной отдельно взятой модели ЦФ, от которых зависит только широта диапазона применения данной модели как в астрофотографии, так и в обычной фотографии. О критериях выбора ЦФ для обычной фотографии можно почитать в Интернете (см., например, статью Афанасенкова М.А.  Разумно о фото), там же (например, на Яндексе) можно найти сервис подбора моделей ЦФ по выбранным параметрам (а по этой ссылке параметров огромное количество, только надо иметь в виду, что для некоторых моделей информация там неполная).

Астрофотография предъявляет к ЦФ специфические требования, причём для разных объектов съёмок - разные, вот об этом и пойдёт речь далее. Прежде всего, ЦФ можно чётко разделить на модели с несъёмными объективами и со съёмными. Вторые, как правило, существенно дороже первых, однако, поскольку их можно использовать не только с различными объективами, но и вообще без объектива (съёмка в прямом фокусе телескопа), то для широкого круга задач (как астрономических, так и неастрономических) такой ЦФ гораздо более предпочтителен, чем аппарат с несъёмным объективом. А характеристики ЦФ в порядке убывания их значимости (цена в их число не входит - тут каждый решает сам для себя) я бы расположил так:

• Размер матрицы - тут всё понятно: чем крупнее матрица (в мм или дюймах), тем больше света она собирает, и поэтому тем чувствительнее она должна быть и тем меньше шумов давать. Хотя на самом деле шумность матрицы зависит и от фирмы-производителя, и просто от конструкции конкретной модели. Шумы растут с повышением температуры матрицы, увеличением экспозиции и повышением чувствительности. Понятно, что ЦФ с шумной матрицей непригоден для съёмок с длительными выдержками и высокой чувствительностью, а у иных (обычно - из совсем дешёвых) шумы портят даже бытовые снимки. Но если физический размер матрицы свободно публикуется как технический параметр ЦФ, то шумность матрицы конкретной модели ЦФ нужно искать в специальных обзорах и тестах (их также публикуют в Интернете). Указанная в характеристиках ЦФ чувствительность (ISO) в некоторой степени ограничено шумностью матрицы, но полагаться на это число не следует. С шумами можно и нужно бороться. Поскольку они - следствие работы самого ЦФ, то их (по крайней мере, их "постоянную часть") можно собрать в отдельный вспомогательный снимок (темновой ток), который делается при тех же условиях (экспозиция и чувствительность), что и основная фотография, но в полной темноте ("под одеялом"). Выдержать температуру проще, если снимать темновой ток сразу после рабочей экспозиции. Чтобы убрать шумы, изображение темнового тока вычитается из рабочего изображения, например, в Фотошопе:
• картинка темнового тока выделяется (Select --> All) и копируется (Edit --> Copy);
• накладывается на основную картинку (Edit --> Paste);
• осуществляется вычитание слоёв (Layers --> Difference)
Нередко в ЦФ есть режим подавления шумов (Noise Reduction), который делает то же самое: после основного кадра накапливает такой же темновой, а затем вычитает его из основного и записывает уже обработанный кадр. Достоинство такого режима - темновой кадр делается гарантированно при тех же условиях (особенно - температуре), и обработка проводится автоматически. Недостаток - на темновые кадры тратится столько же времени, сколько и на основные, и если нужна серия кадров с максимальной частотой (или просто длинная серия), то часто выгоднее сделать темновый кадры отдельно (до и/или после серии), а саму серию - без шумоподавления, оставив вычитание шумов на потом. А для одиночных кадров такой режим вполне подходит, так что его наличие весьма желательно - даёт выбор. Наиболее известная характеристика матрицы - число пикселов (мегапикселов) - почти ни на что не влияет, поскольку даже в недорогих современных ЦФ обычно не меньше 4-5 мегапикселов, чего вполне достаточно практически для любых задач.
 
 
• Ручная установка фокуса. ЦФ, оснащённый только автофокусировкой, пригоден только для съёмки ярких и контрастных объектов - Луны и Солнца, иначе автофокус не сработает. Хотя говорят, что если автофокус "не цепляет", то вроде бы сам устанавливается на бесконечность, но я лично не проверял. К тому же обычно отсутствие ручной фокусировки сочетается с небольшой максимальной экспозицией, так что вывод ясен.
• Максимальная экспозиция у большинства недорогих ЦФ не превышает 15 секунд, есть ряд моделей с 30 секундами, и даже 1 минутой. Конечно, чем больше доступная экспозиция, тем лучше, но только в случае, если шумы матрицы позволят использовать такие экспозиции. У ряда моделей (как правило, недешёвых, с хорошей малошумящей матрицей) есть режим ручной экспозиции (BULB) - когда затвор открыт до тех пор, пока нажата кнопка спуска, и экспозиция исчисляется уже минутами. Кроме обычных снимков часто также доступна и серийная съёмка - ограниченное количество кадров через короткие интервалы времени (обычно - не чаще 2 кадров в секунду). Иногда также присутствует функция интервальной съёмки - автоматической съёмки заданного количества снимков через заданный интервал времени (например, от минуты до часа).
• Объектив (увеличение, световой диаметр). Большое оптическое увеличение (более 3-4^х), как правило, сопровождается снижением качества получаемого изображения (прежде всего - появлением заметного хроматизма), так что к объективам с большим "зумом" следует относиться осторожно (опять-таки, искать результаты тестов и отзывы владельцев). Объектив с большим входным диаметром соберёт больше света, чем с небольшим, однако если он несъёмный, то при расположении его за окуляром телескопа более вероятны проблемы с ограничением поля зрения.
• Возможность съёмки видеоклипов. Распространённая функция для ЦФ с несъёмным объективом, обычно с частотой 15-30 кадров в секунду, максимальный размер 320х240 или 640х480 пикселов. Ввиду малой экспозиции отдельных кадров режим видеосъёмки пригоден для ярких объектов (Солнце, Луна, яркие планеты), однако ввиду большого количества получаемых кадров их последующая обработка (например, программой RegiStax) позволяет существенно сгладить атмосферные помехи и выявить подробности, невидимые на отдельных кадрах (как, кстати, и на фотоснимках - поэтому для планетных съёмок видеорежим становится гораздо более результативным, чем обычное фото). Важный параметр - максимально доступная продолжительность съёмки видеоклипа. Определяется как форматом видео (числом пикселов в кадре, частотой кадров, степенью сжатия конечного видео), так и местом, куда видео пишется. В старых моделях видео накапливалось в оперативной памяти и потому ограничивалось его объёмом, но современные высокоскоростные карты памяти позволяют писать на них видео напрямую, так что в этом случае продолжительность ограничена только ёмкостью карты. Хотя продолжительность съёмки с высокой частотой и разрешением часто искуственно ограничено. Выходной формат видео - обычно MOV или AVI, хотя фирма Pentax выпускает ЦФ с записью видео прямо в MPEG4. Формат MOV легко преобразовать в AVI (необходимый для RegiStax) с помощью программы Mp4Cam2AVI. Ещё одна функция, которая может оказаться полезной при астрономической видеосъёмке - это цифровая стабилизация изображения. Хотя у недорогих моделей она бывает редко.
• Формат снимков. С доступными размерами снимков всё ясно - от максимально допустимого количеством пикселов на матрице (иногда бывает даже экстерполяция до большего), и множество меньших, дающих возможность при необходимости экономить место на карте памяти. Типы получаемых файлов - JPG (обычно есть выбор разных степеней сжатия), TIFF, RAW. RAW - формат сырых данных (т.е. не обработанных электроникой ЦФ перед записью), ввиду специфичности астрономических изображений его наличие весьма желательно, поскольку даёт возможность в дальнейшем обрабатывать на компьютере снимок, не искажённый этлектроникой фотоаппарата.
• Наличие автоспуска, пульта ДУ, резьбы под штатив - это дополнительные возможности крепить ЦФ на штатив или телескоп и избежать вибрации ЦФ в самом начале экспозиции от нажатия кнопки спуска.
• Габариты, вес, аккумулятор, карта памяти, возможность питания от сети - разные мелочи, но нелишне подумать и о них. Так, аккумуляторы имеют привычку разряжаться в самый ответственный момент, и иметь при себе запасные не помешает, а формат АА такую возможность даёт без проблем. Питание от сети ещё более надёжно, но есть модели, у которых оно просто не предусмотрено. Далее - аккумуляторы составляют существенную долю от веса небольшого ЦФ, но, например, в ряде моделей Sony питание от сети невозможно без вставленных аккумуляторов.

Для съёмок звёздных полей и незвёздных объектов (с большими экспозициями) нужна цифрозеркалка (астрономические ПЗС-матрицы стоят существенно дороже), и если говорить об аппаратах дешевле 1000$, то чаще всего упоминается Canon 300D/350D/400D - благодаря большим матрицам у них весьма низкие шумы на больших ISO. С цифрокомпактами сложнее - мешает довольно шумное изображение на больших выдержках, да и максимальные экспозиции у них обычно невелики (не более 30 секунд). Хотя есть линейка Olympus SP-310/320/350 с ручной выдержкой до 8 минут. Так что для серьёзных результатов цифрокомпакты не годятся, но для тренировки - вполне. И из упомянутого ряда оптимальным вариантом, наверное, будет SP-320. А вообще что-то вразумительное можно получить и на экспозиции 15 секунд, только нужно выбирать такую модель, чтобы матрица была побольше (не меньше 1/1.8") и присутствовали ручные настройки (фокуса и экспозиции - обязательно).

Для съёмок Луны, Солнца и планет предъявляются другие требования. Луна - самый лёгкий объект для съёмок, яркий и контрастный, её можно снимать вообще любым цифровиком в автоматическом режиме, неподвижным телескопом. Планеты весьма малоконтрастные, и наилучшие результаты получаются при съёмке видеоролика с последующей его обработкой специальной программой (с Луной тоже часто так поступают). И в этом плане цифрокомпакты имеют преимущество, поскольку зеркалки видео вообще не снимают (точнее - не снимали до недавнего времени, но сейчас уже есть зеркалки с функцией записи видеороликов). Не менее успешно для таких целей используются видеокамеры и веб-камеры.
 
 

Теперь о моделях ЦФ, с которыми довелось иметь дело лично мне. Некоторое время я использовал для съёмок Olympus C-960Z, но в основном всё нижеизложенное будет касаться моделей Olympus C-2040Z и Olympus C-4000Z. О применении для астрофотографии более старой модели Olympus C-1400L можно прочитать на странице А.Ясковича.

Итак, Olympus C-2040Z. Самый большой формат получаемых снимков - 1600x1200 пикселов (2.1 мегапиксела), поле зрения (в зависимости от переменного оптического увеличения) в составляет от 48^ox36^o (1^x) до 16^ox12^o (3^х). Поле зрения - единственный параметр, который мне пришлось определять экспериментально (днём, с помощью теодолита, хотя можно попробовать измерить его и ночью - по звёздам). Это даёт масштаб изображения от 1'.8/пиксел от 36"/пиксел. Имеются функции ручной установки фокуса (от 20 см до бесконечности), чувствительности (от 100 до 400 ISO) и выдержки (до 16 секунд). Есть автоспуск (с задержкой 12 секунд). Питание - как от четырёх стандартных аккумуляторов формата AA, так и от внешней сети 220 В (через адаптер). Объём памяти - 8 МБ (штатная карта) + 32 МБ (дополнительная). Есть режим видеосъёмки (без звука): 320х240 пикселов, с записью в оперативную память ЦФ. Наконец, на нижней стороне ЦФ есть резьба под штатив.  Как всё это реализуется на практике - см. ниже.

С весны 2004 года я начал использовать более продвинутую модель - Olympus C-4000Z. Которую можно назвать 4-мегапиксельным аналогом С-2040. Во всяком случае, и внешне очень похожа, и корпус аналогичный (мои переходники к оптическим приборам для С-2040 прекрасно подошли и для С-4000). Максимальный формат кадра - 2288х1721 пикселов, хотя есть и режим "дорисовывания" до формата 3200х2400 пикселов. А самое главное - имеется режим Noise Reduction - накопления темнового кадра сразу после основного, с последующим его автоматическим вычитанием. Есть функция построение гистограммы изображения на ЖК-мониторе (перед съёмкой), редактирование уже отснятых снимков (пересохранение в другом формате, вырезание кусков с последующей записью в отдельный файл). В остальном С-4000 подобен С-2040: максимальная экспозиция 16 с, ISO от 100 до 400, такая же съёмка видеороликов (хотя у С-4000 её максимальное время вдвое больше). Огорчает только отсутствие маленького дополнительного экранчика на верхней стенке корпуса для отображения текущего режима работы аппарата, как это было у С-2040.

Весна 2006 года стало началом моей эксплуатации ещё более совершенной модели - Olympus SP-350. От других моделей (в категории недорогих цифрокомпактов) её отличает наличие ручной выдержки (режим BULB) до 8 минут и цифрового стабилизатора изображения. Более подробна работа с этим фотоаппаратом описана в моей статье Астрофотография с "Olympus SP-350" ("Земля и Вселенная", №5 за 2008 г.).

Прямые съёмки

Но на самом деле звёзды не неподвижны, а вследствии суточного вращения небесной сферы смещаются на угол cos(δ)*15" за секунду. То есть за полную экспозицию (16 секунд) смещение составит cos(δ)*4'. Что составит (в максимальном формате 1600х1200 пикселов) около 2 пикселов при минимальном увеличении ЦФ, и около 7 - при максимальном (3^x). В первом случае это смещение не слишком существенно (поскольку у меня хорошее изображение звезды занимает площадь примерно 3х3 пиксела), а во втором - уже заметно. На фото от 14.04.2004 приведён снимок околополярной области (δ=+60^o) при минимальном увеличении, поэтому смещений звёзд действительно не наблюдается (реальное качество этого снимка продемонстрировано отдельно). Зато фото Гиад от 22.11.2002 отражает экваториальную зону (δ=+15^o) с максимальным увеличением, и смещение звёзд наблюдается вполне отчётливо, в полном соответствии с вышеприведёнными вычислениями.

Если же нужна большая экспозиция (для получения на снимке слабых звёзд), то единственный способ избежать смещения звёзд на снимке - это поворачивать ЦФ вслед за небом. Проще всего для этого закрепить ЦФ на телескопе, установленном на экваториальной монтировке с выставленной полярной осью, и через винты тонких движений медленно поворачивать телескоп, удерживая любую звезду на перекрестии в поле зрения окуляра. Поскольку в рассматриваемом варианте (прямая съёмка неба) требования к точности гидирования невелики, то для таких целей годится даже небольшой телескоп. Уже на моих первых снимках с гидированием (см. фотогалерею, снимки звёздных полей от 18.08.2007) видно, насколько более слабые звёзды стали получаться уже при экспозициях порядка двух минут.

 Результат вычитания темнового тока ЦФ приведен на отдельной странице на примере снимка области созвездия Кассиопеи, сделанного 14.04.2002. При необходимости достичь большей проницающей способности можно также попробовать складывать отдельные снимки, но лично я этим пока не занимался.

Съёмка через оптические приборы

Со съёмкой параллельного пучка, выходящего из окуляра, тоже не всё просто. А именно - окуляр может срезать часть поля зрения ЦФ, даже если объектив придвинуть вплотную к окуляру. Приходится искуственно уменьшать поле зрения ЦФ путем установки максимального увеличения (если у ЦФ есть такая функция). И подобрать подходящий окуляр (итоговое поле зрения зависит от диаметра и расположения выходного зрачка окуляра). Так, с моим Olympus C-2040Z лучше всего работает симметричный окуляр (f=25 мм) от "Мицара" (ТАЛ-1): всё прямоугольное поле зрения ЦФ оказывается внутри поля зрения телескопа. Поэтому я до сих пор использовал только такую конфигурацию как со своим  300-мм F/6 рефлектором, так и с самим "Мицаром". А если 3^х увеличения ЦФ было недостаточно, то для дальнейшего увеличения масштаба изображения окуляр использовался вместе с 3^х линзой Барлоу, также от "Мицара".

Фото A. Переходник для крепления Olympus C-960Z на мой 300-мм телескоп.	Фото B. Переходник для крепления Olympus C-2040Z на мой 300-мм телескоп.	Фото C. Две детали (хомут и пластина) для крепления Olympus C-2040Z на ТАЛ-1 (Мицар).	Фото D. Так выглядит собранная площадка для крепления Olympus C-2040Z на окулярном узле ТАЛ-1.	Фото E. Переходник для крепления Olympus C-2040Z на МП 7х50. Использована та же пластина, что и для ТАЛ-1.
Фото F. Крепление небольшой объективной призмы на ТАЛ-1. В качестве основы использована штатная солнечная диафрагма ТАЛ-1.	Фото G. Самодельное приспособление для крепления спускового тросика к Olympus C-4000.	Фото H. Так выглядит Olympus C-4000 на штативе со спусковым тросиком.	Фото I. Ещё одно самодельное приспособление - для крепления спускового тросика к Olympus SP-350, примерно аналогичное предыдущему.	Фото J. Так выглядит Olympus SP-350 на штативе со спусковым тросиком.
Фото K. Самодельный аналог баадеровской площадки для крепления ЦФ непосредственно к окуляру.	Фото L. Крепление Olympus SP-350 к 25-мм окуляру DeepSky.	Фото M. Новое крепление спускового тросика для Olympus SP-350, тросик снабжён фиксатором.	Фото N. Крепление в сборе - вид сзади.	Фото O. Вид спереди.

Следующий вопрос - крепление ЦФ на телескопе. Свой первый снимок Луны (фото от 23.06.2001) я сделал, держа камеру в руках и просто прислонив его к окуляру "Мицара". И сам удивился, что вообще что-то получилось. А для достижения более стабильного результата вскоре изготовил специальные переходники, помещённые на фотографиях выше (и в описании проекта "Пегас"). На фотографии A - держатель для Olympus C-960Z, представляющий из себя стандартную площадку для фотоаппарата (входящую в комплект поставки "Мицара"), закреплённую на хомуте, охватывающем окулярную часть 300-мм телескопа. У модели C-960 крепёжная резьба расположена на краю нижней стороны корпуса, поэтому при фиксации камеры её объектив располагается точно напротив окуляра, а небольшое перемещение ЦФ вдоль оптической оси окуляра можно осуществить путем ослабления и соответствующего сдвига хомута, что никак нельзя отнести к достоинствам такой конструкции.

На фотографии B - более сложный переходник для Olympus C-2040Z. Здесь уже в основание окулярной части на резьбе ввинчиваются два длинных стержня, которые дополнительно фиксируются болтом на конце окулярной трубки. Эти стержни (снятые со старого принтера) служат направляющими для рамки, в которой фиксируется сам ЦФ. С нижней стороны стержни прижимаются к рамке стальной пластиной, сила прижима регулируется болтом. На рабочей поверхности рамки (к которой крепится нижняя сторона ЦФ) прикручена специальная рейка, к которой при креплении прижимается задняя сторона ЦФ и тем самым достигается соосность окуляра и объектива ЦФ. Внутри рамки ЦФ можно немного смещать вдоль рейки, перпендикулярно оптической оси. По оставшемуся направлению (вверх-вниз внутри рамки) у меня регулировок не предусмотрено - все подогнано при изготовлении. На верхней стороне рамки есть резьба для спускового тросика.

На фотографиях C и D представлен мой переходник для крепления Olympus C-2040Z на серийный ТАЛ-1. Это всего две детали: дюралевые хомут и пластина с прорезью для штативного винта (который входит в комплект ТАЛ-1). Хомут охватывает окулярный узел телескопа и сам по себе не мешает ни фокусировке, ни визуальным наблюдениям, поэтому его можно вообще не снимать с телескопа. А для фотосъемок к хомуту привинчивается пластина - винтом со специальной удлинненной головкой, так что и отвертка не нужна. Фотоаппарат крепится к пластине (на фото D - к нижней стороне) штативным винтом и с помощью прорези в пластине может в больших пределах перемещаться вдоль оптической оси окуляра. Подгонка поперек оси (в плоскости пластины) возможна путем поворота пластины относительно хомута и фотоаппарата - относительно пластины. Подвижка фотоаппарата по высоте (перпендикулярно плоскости пластины) осуществляется путем подбора прокладки необходимой толщины (в моем случае она составила 4 мм). Спусковой тросик можно приладить и в этом случае - с помощью отдельной П-образной рамки, охватывающей ту сторону фотоаппарата, на которой расположена спусковая кнопка, и имеющей отверстие с резьбой для тросика в нужном месте.

Точно таким же путем фотоаппарат можно прикрепить и к другой оптике. На фотографии E показано крепление той же пластины к монокуляру МП 7х50. Пластина крепится к специальной площадке, которая, в свою очередь, жестко привинчена к хомуту, охватывающему морпус монокуляра. К тому же хомуту приделаны 3 уголка, через которые прибор крепится (с возможностью юстировки) на мой 300-мм телескоп в качестве искателя.

Когда ЦФ закреплён на телескопе, можно попробовать и съёмку спектров с помощью объективной призмы. Небольшую (40х40 мм) 45-градусную призму я закрепил на прилагаемой к ТАЛ-1 солнечной диафрагме (фото F), предварительно расширив до размеров призмы имеющееся там круглое отверстие. Призма установлена под углом наименьшего преломления. При съёмках спектров неподвижным телескопом преломляющее ребро призмы распологается вдоль суточной параллели, чтобы вследствии суточного вращения небесной сферы спектр растягивался поперёк направления дисперсии. Но сначала полезно путём поворота всей диафрагмы с призмой вокруг оптической оси телескопа добиться, чтобы направление дисперсии было также параллельно направлению длинной стороны кадра фотоаппарата. Фото от 03.05.2003 показывает, что даже таким простейшим способом вполне можно получить спектры ярчайших звёзд.

Другой вариант фиксации ЦФ на телескопе показан на фото K и L. Хомут, охватывающий окуляр, сделан из полоски оцинковки, к одной из его сторон привинчен железный брусок: в него на резьбе входит винт, затягивающий хомут (с чёрной пласмассовой головкой, чтобы крутить пальцами, а не отвёрткой) и стальной стержень. На стержень насажен второй брусок (со вторым винтом, фиксирующим этот брусок на стержне), а уже к этому бруску крепится пластина с длинной прорезью под штативный винт (ещё от Мицара). Прорезь хитрая - только её дальний от окуляра конец расширен так, что винт можно вынуть из пластины, на остальном протяжении щель более узкая и винт не вываливается. Второй брусок можно перемещать вдоль стержня и поворачивать, а фотоаппарат - также поворачивать и перемещать вдоль прорези, т.е. возможны подвижки по всем трём осям. Для лёгкого и компактного Olympus SP-350 это пока лучшее крепление, которое мне удалось изготовить.

Наконец, на фото M-O показан новый адаптер спускового тросика для Olympus SP-350. Главная проблема была в том, что у этого ЦФ корпус сложной формы, и зацепиться, чтобы создать точку опоры для спускового тросика, там особо не за что. Все мои прежние конструкции так или иначе охватывали корпус цифровика, чем затрудняли доступ к кнопкам управления камерой и разъёму питания от сети. В данном же случае решение другое: адаптер цепляется между скобкой для крепления ремешка и разъёмом внешней вспышки на верхней стороне корпуса! Упругая скобка из полоски дюраля надёжно фиксируется таким способом, легко и быстро снимается-надевается, а главное - совершенно не мешается! Ещё одна новинка - фиксатор тросика. Устроен он очень просто - это соответственно выгнутая скоба, в одну сторону которой продет тросик, а на конце другого привинчена легко поворачивающаяся пластина (на фото она жёлтого цвета). Во время съёмки после нажатия на поршень тросика пластинка поворачивается и препятствует его обратному ходу (в режиме BULB нужно держать кнопку спуска нажатой всё время экспозиции). По окончании экспозиции пластинка поворачивается в сторону, и поршень освобождается. Что особенно важно - и то, и другое легко проделывается одной рукой и на ощупь, так как зрение в этот момент занято гидированием. На фотографиях звёздных полей от 18.08.2007 представлены первые результаты съёмки с данным устройством, а на серии 21/22.09.2007 - проверка возможностей Olympus SP-350 для такого способа съёмки.

Теперь - о геометрии съемок. Очевидно, что масштаб получаемого (при съёмках через окуляр) изображения будет равен масштабу, получаемому самим ЦФ (в "/пиксел), разделённому на оптическое увеличение применяемого прибора. Например, мой 300-мм телескоп с 25-мм окуляром дает увеличение 72^x, то есть при минимальном увеличении ЦФ (1^x) должен получиться масштаб 108/72 = 1".5/пиксел (в формате 1600х1200), а при максимальном (3^x) - 36/72 = 0".5/пиксел. Отсюда нетрудно вычислить, что в первом случае реальное угловое поле зрения ЦФ составит 40'x30', во втором - 13'.3x10'. Интересно, что видимый угловой диаметр Луны меняется примерно от 29'.25 (в апогее) до 33'.7 (в перигее), то есть вблизи апогея полная Луна может у меня поместиться в кадр целиком. На моем фото от 26.05.2002 Луна как раз полная, но не в апогее, потому и пришлось её склеивать из двух отдельных кадров. А в общем все сошлось: на исходном снимке её диаметр составил примерно 1280 пикселов, а её угловой диаметр на тот момент равнялся 1958" (согласно моему астрокалендарю для Луны), что как раз и соответствует масштабу примерно 1".5/пиксел. Так получилось, что половинка Луны при соответствующей ориентации ЦФ всегда целиком влезает в кадр. Но осталось упомянуть ещё один параметр. Для 300-мм телескопа дифракционный предел составит около 0".5, а атмосферное дрожание - даже в лучшем случае никак не меньше 1", так что в приведённом примере система телескоп + ЦФ (с собственным увеличением 3^x) уже работает на дифракционном пределе. При помощи лизы Барлоу можно повысить масштаб изображения ещё в три раза, но более информативного снимка при этом уже не получится - разве что (иногда) это будет удобнее для дальнейшей обработки. Или одновременно уменьшить формат получаемых снимков и тем самым съэкономить место на карте памяти, чтобы на неё уместилось больше фотографий - для планетных снимков это весьма актуально. Во всяком случае, существенно увеличенный масштаб не имеет никакого смысла, поэтому я и не вижу реальной небходимости в использовании схемы окулярной камеры, о которой упоминалось выше.

Для примера повторим те же вычисления и для "Мицара". С тем же 25-мм окуляром он даёт увеличение 32^x, что при формате кадра 1600x1200 пикселов составит масштаб изображения от 3".4/пиксел до 1".1/пиксел (что опять-таки является дифракционным пределом для 110-мм "Мицара"). Зато при этом реальное поле зрения ЦФ составит от  90'x68' до 30'x22'.5 - никаких проблем с Луной.

Остался один вопрос - применяемые экспозиции. Как уже упоминалось, звездное небо вращается со скоростью cos(δ)*15" в секунду, и угловое смещение, равное дифракционному пределу 300-мм телескопа (0".5), будет достигнуто (для δ=0^o) за 1/30 секунды (для "Мицара" это будет примерно 1/14 секунды). Если яркость снимаемого объекта позволяет обойтись экспозициями, меньшими этого предела, то снимать можно и через неподвижный телескоп, без гидирования. В случае Луны обычно это действительно так (за исключением разве что самых малых фаз, или если снимается её маленький участок в большом масштабе). При этом контрастность деталей лунной поверхности такова, что вполне можно снимать в режиме автофокусировки. Только нужно позаботиться, чтобы вибрация от прикосновения к спусковой кнопке не передалась телескопу и не смазала изображение. Делать это можно (и нужно!) с помощью автоспуска, а в экстренных случаях (для быстропротекающих явлений, когда нет 12 секунд в запасе) - через спусковой тросик или ИК-пульт, если таковой имеется. С планетами и другими, ещё более слабыми объектами, уже необходимо вручную устанавливать фокус (если у ЦФ есть такая функция), а из-за длительных выдержек применять гидирование. В отношении вычитания фона и сложения снимков здесь можно сказать то же самое, что и для прямых съёмок.

Мои астрономические фотографии

        Прямые съёмки (со штатным объективом)

        Закаты и рассветы

14.05.2002. Продолжение парада планет: соединение Луны (в фазе 0.04!), Венеры и Марса 14.05.2002, 22 ч 43 м. Olympus C-2040Z (с увеличением 3^х), 1/2 с, ISO 100, 1600х1200. Горизонтальные тёмные линии - провода ЛЭП.

14.05.2004. Парад планет образца 14 мая 2004 г., в 23:57. Olympus C-4000, 16 с, ISO 400 + Noise reduction. В кадр попали не только Венера, Марс и Сатурн, но также и комета 2001 Q4 NEAT (помечена стрелкой), и даже самолёт (в левом нижнем углу). Несмотря на вечернюю зарю, на оригинале снимка видны звёзды примерно до 5^m.5.
 
 

        Звёздные поля

22.11.2002. Гиады, 22.11.2002, 22 ч 52 м. Olympus C-2040Z (с увеличением 3^х), экспозиция 16 с, ISO 400, 1600х1200. Несмотря на сильную засветку (почти центр Москвы, яркий уличный фонарь напротив и полная Луна сразу за левым краем кадра) на снимке различимы звёзды до 6^m. Заметно вытягивание изображений звёзд из-за суточного вращений небесной сферы.

23.05.2003. Прямой снимок звёздного неба, область созвездий Скорпиона - Стрельца (примерно от 15^ч40^м до 19^ч по прямому восхождению и от -10^o до -48^o по склонению). Снимок сделан на юге Турции (φ = 37^o), на российско-турецкой обсерватории, 23 мая 2003 года в 2 ч 26 м по московскому времени. Olympus C-2040Z, 16 с, ISO 400, 1600х1200, после вычитания темнового тока и небольшой дополнительной обработки в ФотоШопе. Прекрасно видны звёздные облака в районе Галактического Центра и рассеянные звёздные скопления М6 и М7 в Скорпионе. Однако проницающая способность, судя по окрестностям звезды π Sco, всего лишь около 6.^m5 или чуть получше.

15.05.2004. Снимок области созвездия Волос Вероники, 15.05.2004, 0:27. Olympus C-4000 (с 3x оптическим увеличением), 16 с, ISO 400 + Noise reduction. Одиночный снимок с неподвижного штатива, и на нём видны звёзды до 7^m.5! И ещё один снимок этой же ночи (0:31) - Юпитер на фоне созвездия Льва. Особенно забавно здесь выглядит след от самолёта в правом нижнем углу.

18.08.2007. Мои первые результаты съёмки неба ЦФ, закреплённом параллельно телескопу, с ручным ведением через телескоп (300-мм Ньютон, при увеличении 144х, 2х линза Барлоу + 25-мм симметричный окуляр + сетка, всё от Мицара). Это фрагменты одиночных снимков (формат 1600х1200 пикселов, JPG наилучшего качества), полученных на Olympus SP-350: ISO 200, F2.8 (соотверствует оптическому зуму 1Х), режим ручной выдержки (BULB) со штатным подавлением шумов (Noise Reduction). Представлены области созвездия Лебедя (экспозиция 208.5 сек), Орла (120 сек) и Альтаир - Дельфин - Стрела (139 сек, на снимке присутствует вспышка Иридиума-45 примерно -2^m в максимуме).

21/22.09.2007. Проверка возможностей Olympus SP-350 при прямой съёмке звёздных полей с ручным ведением (гидированием) через телескоп (300-мм Ньютон, при увеличении 144х, 2х линза Барлоу + 25-мм симметричный окуляр + сетка, всё от Мицара). Это фрагменты одиночных снимков (формат 2288х1712 пикселов, ISO 400, JPG наилучшего качества), в штатном режиме подавления шимов. У приведённых ниже снимков разные только экспозиции (Т) и оптический зум цифровика (Z) - от 1 до 3, в зависимости от снимаемого объекта или области.

• Область Стрела-Лисичка, Z=3, Т=411 сек. Видны планетарная туманность "Гантель" и шаровое звёздное скопление М71. Самый слабые звёзды, которые можно различить на снимке, кадра имеют блеск примерно 10^m.
• Область Лебедя, окрестности звезды Денеб. Z=3, Т=303 сек. Видна туманность "Америка".
• Обзорный снимок, Лебедь + Лира. Z=1, Т=429 сек. Для уменьшения размеров снимок сжат вдвое.
• Область Лиры, окрестности звёзд β и γ. Z=3, Т=343 сек. Почти на пределе видны планетарная туманность "Кольцо" (М57) и шаровое звёздное скопление М56 (помечены стрелками).
• Обзорный снимок, Андромеда. Z=1, Т=292 сек. Справа вверху видна Туманность Андромеды (М31), слева внизу - Туманность Треугольника (М33).
• Рассеянное звёздное скопление Гиады. Z=3, Т=349 сек.
• Рассеянное звёздное скопление Плеяды. Z=3, Т=352 сек.
• Обзорный снимок, Телец. Z=1, Т=239 сек. Для уменьшения размера снимок сжат вдвое. Хорошо видны Плеяды и Гиады, а самая яркая оранжевая звёздочка слева - Марс.
• Окрестности звезды ζ Тельца. Z=3, Т=326 сек. Слева - Марс, справа видна Крабовидная туманность (указана стрелкой).
• Пояс Ориона и Туманность Ориона (М42+М43). Z=3, Т=278 сек.
• Обзорный снимок, Орион и его окружение. Z=1, Т=419 сек. Для уменьшения размеров снимок сжат вдвое. Сам Орион выделен отдельно, уже в исходном масштабе. На этом снимке видны звёзды примерно до 9^m.
• Область Рака, рассеянное звёздное скопление "Ясли" (М44). Z=3, Т=276 сек.

16-31.05.2008. Фотографии, сделанные с помощью Olympus SP-350 в горах на юге Турции (во время командировки на российско-турецкую обсерваторию).

• Область Скорпиона - Стрельца, 30.05.2008. Одиночный кадр, снятый со штатива, 59 сек, ISO 400.
• Область Галактического Центра (Стрелец), 31.05.2008. Одиночный кадр, снятый со штатива, 64 сек, ISO 400. Яркое светило слева вверху - Юпитер.

12-28.10.2008. Фотографии, сделанные с помощью Olympus SP-350 в горах на юге Турции (во время командировки на российско-турецкую обсерваторию).

• Область Большого Пса - Кормы, снято на рассвете 17.10.2008. Яркая звезда наверху - Сириус, звезда у самого горизонта, справа от горы - Канопус. Две ярчайшие звезды земного неба на одной фотографии! Одиночный кадр, 15 сек, ISO 200. Пейзаж и небо подсвечиваются почти полной Луной.
• Область Южной Рыбы, 24.10.2008. Съёмка велась со штатива, но короткими экспозициями (по 15 сек, ISO 400) - для предотвращения появления звёздных треков. При обработке 20 таких кадров были сложены в MaximDL, в режиме ручного указания 2-х опорных звёзд. Стрелкой указан Фомальгаут. На этом суммарном снимке видны звёзды примерно до 9^m - т.е. достигнут результат, аналогичный одиночной фотографии с такой же экспозицией, полученной с гидированием.
• Область Большого Пса - Кормы, снято перед рассветом 26.10.2008. Точно так же - снято со штатива, 21х15 сек, но при этом на небе присутствовал узкий серп Луны. Также сложено в MaximDL. Стрелкой показан Канопус.

         Космические аппараты

12.02.2004. Вспышка спутника Иридиум 12.02.2004 в 19:33, в Москве (юг Садового кольца). Эта вспышка интересна тем, что в самом начале подъёма блеска спутник должен был пройти рядом с Сатурном (не дальше пары угл. мин.). Погодные условия сложные - шли полосы полупрозрачных облаков (не говоря уже о сильной засветке). Технические данные: на улице -12^oC, Olympus C-4000 на штативе (без гидирования) с прилаженным спусковым тросиком, ISO 100 (ставить больше не имело смысла - и так светло), экспозиция 16 с, в режиме подавления шумов (Noise reduction). Из полного кадра (2288х1712 пикселов) вырезана самая информативная часть - от Кастора и Поллукса в левом верхнем углу до Пояса Ориона - в правом нижнем. Яркая звёздочка на продолжении влево-вверх следа Иридиума - Сатурн. В правый верхний угол снимка попал кусок вышележащего балкона...

10.05.2005. Пролёт МКС. В полном согласии с предсказанием (Heavens-Above) для моей дачи в Подмосковье, станция прошла между Юпитером (под левым концом следа) и звездой γ Девы (на тот момент угловое расстояние между ними составляло 1^o18'). Начало экспозиции - 23:26:51, выдержка - 16 с, ISO 200. Olympus C-4000 был закреплён на штативе, для увеличения масштаба использовалось максимальное (3^х) увеличение фотоаппарата, в режиме шумоподавления. Исходный снимок - 1600х1200 пикселов, JPG стандартного качества, представленный фрагмент никакой дополнительной обработке не подвергался. Звёзды над серединой трека МКС - η Девы (3^m.9) и 13 Девы (5^m.9).

14.05.2006. Вспышка спутника Иридиум-6, 14.05.2006,  0:51:29, предсказанный Heavens-Above блеск в максимуме достигал -8^m. Olympus SP-350 (с увеличением 1^х - приведена только часть исходного кадра 1600х1200 пикселов) на штативе, экспозиция 105 сек (в ручном режиме), ISO 100 (из-за присутствия на небе полной Луны). Область неба - между Волосами Вероники (справа от следа Иридиума) и Арктуром. Несмотря на светлое небо и полупрозрачные облака, на снимке видны треки звёзд по крайней мере до 6^m. Установка большой экспозиции позволила зафиксировать всю вспышку целиком: экспозиция началась примерно за 45 секунд до предполагаемого максимума (когда спутник ещё не был обнаружен визуально) и закончилась после того, как спутник стал слишком слабым для невооружённого глаза.

22.08.2006. Вспышка спутника Иридиум-55, 22:16, блеск в максимуме достиг -7^m. Olympus SP-350 (с увеличением 1^х - приведена только часть исходного кадра 1600х1200 пикселов) на штативе, экспозиция 96 сек (в ручном режиме), ISO 200. Северо-восточная область неба (Персей), внизу видна башня обсерватории.

22.08.2006. Вспышка спутника Иридиум-95, 23:27 (через 11 минут после предыдущей), блеск в максимуме всего -1^m. Olympus SP-350, выдержка 105 сек, все остальные параметры такие же, как на предыдущем снимке. Собственно, ничем не примечательная вспышка, за исключением того, что она получилась двойной - визуально после первого максимума также был явно виден второй. Хотя не исключено, что в нужный момент в нужном месте присутствовало полупрозрачное облако, которое и ослабило самую яркую часть трека спутника.
 

        Съёмки с использованием дополнительных оптических приборов

        Луна

29.06.2001. Луна в фазе 0.69, 29.06.2001, Olympus C-960 (с увеличением 3^х) + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром. 1/155 c, формат исходного снимка 1280х960. ЦФ был закреплён на телескопе с помощью вышепоказанного держателя, съёмка в автоматическом режиме, с автоматической установкой фокуса, при неподвижном телескопе.

30.06.2001. Луна, окрестности кратера Клавий крупным планом. 1.07.2001, 0 ч 12 м, Olympus C-960Z (с увеличением 3^х) + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром,  1/16 с, 640х480, в автоматическом режиме,  с гидированием "вслепую".

30.06.2001. Луна в фазе 0.79 (то же, что и на предыдущем снимке), 1.07.2001, 0 ч 18 м. Olympus C-960Z + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром, 1/176 c, 1280х960, в автоматическом режиме, без гидирования.

15.05.2002. Луна в фазе 0.09, 15.05.2002, 22 ч 31 м. Olympus C-2040Z + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром. 1/60 с, ISO 100, 1600х1200, в автоматическом режиме, без гидирования.

26.05.2002. Полная Луна, 26.05.2002, 0 ч 12 м. Olympus C-2040Z + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром, без гидирования. Составлена из двух отдельных снимков, каждый с экспозицией 1/400 с, ISO 100, 1600х1200.

4.05.2004. Серия снимков полного лунного затмения 4/5 мая 2004 г. (точнее, его первой половины). Olympus C-4000  + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром. С интервалом примерно 5 минут делались полноформатные кадры (2288х1721), в автоматическом режиме (экспозиция и ISO каждого снимка указаны) с минимальным оптическим увеличением камеры (чтобы на один снимок поместился весь диск Луны).

5.09.2004. Луна в фазе 0.66, 1 ч 28 м. Одиночный кадр, Olympus C-4000Z (при f=33 мм, т.е. оптическое увеличение ЦФ = 1) + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром. 1/100 с, ISO 100, формат исходного кадра 2288х1712, в автоматическом режиме, без гидирования (с неподвижным телескопом). Обработка исходного снимка заключалась в подрезке и небольшом повышении резкости в ФотоШопе.

26.08.2007. Луна в фазе 0.96, 22 ч 50 м. Одиночный кадр, Olympus SP-350 (оптическое увеличение ЦФ = 1) + 300-мм F/6 рефлектор с 40-мм симметричным окуляром, в автоматическом режиме, без гидирования (с неподвижным телескопом). А также - фрагмент снятого через пару минут кадра с 3х оптическим увеличением ЦФ (район кратера Шиккард, видна столовая гора Варгентин).

27.08.2007. Растущая Луна в фазе 0.99, 22 ч 44 м. Одиночный кадр, Olympus SP-350 (оптическое увеличение ЦФ = 1) + 300-мм F/6 рефлектор с 40-мм симметричным окуляром, в автоматическом режиме, без гидирования (с неподвижным телескопом).

29.08.2007. Убывающая Луна в фазе 0.97, 23 ч 52 м. Одиночный кадр, Olympus SP-350 (оптическое увеличение ЦФ = 1) + 300-мм F/6 рефлектор с 40-мм симметричным окуляром, в автоматическом режиме, без гидирования (с неподвижным телескопом).

21.09.2007.  Растущая Луна в фазе 0.70, 21 ч 51 м. Фрагмент одиночного кадра, Olympus SP-350 (оптическое увеличение ЦФ = 1) + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром, в автоматическом режиме (экспозиция 1/80 сек), без гидирования (с неподвижным телескопом).

16.08.2008. Частное теневое лунное затмение. Olympus SP-350 на штативе в режиме интервальной съёмки (один кадр каждые 4 минуты - с экспозицией 1/40 сек при ISO 100), всего было получено 82 снимка (первый был сделан в 22:34:28, последний - в 4:02:29 МСК), которые затем были сложены в Фотошопе. Во время съёмки был сильный туман и фотоаппарат покрылся росой, что, по-видимому, и послужило причиной появления на отдельных кадрах разноцветной Луны.

        Солнце

21.06.2001. Мой первый астроснимок - Солнце. Сделан утром 21.06.2001, изображение Солнца отбрасывалось на лист бумаги трубой Турист 20х50. Olympus C-960Z, съёмка в автоматическом режиме, формат исходного снимка - 640х480 пикселов. Несмотря на низкое качество, видны пятна и потемнение солнечного диска по краям.

7.05.2003. Планета Меркурий на фоне солнечного диска. Снято во время прохождения 7 мая 2003 года, в 9 ч 56 м, в Москве. Не слишком удачное испытание солнечного телескопа - зеркала от Мицара с системой из двух призм, радикально ослабляющих отражённый главным зеркалом солнечный свет. Olympus C-2040Z, экспозиция 1/650 с, ISO 100.

8.06.2004 Серия снимков одного из главных астрономических событий по крайней мере текущего десятилетия - прохождения Венеры перед Солнцем 8 июня 2004 года. Сделана лично мною в Москве, на юге Садового кольца. Использовался более удачный (чем при прохождении Меркурия 7 мая 2003 г.) вариант солнечного телескопа на основе серийного ТАЛ-1 (Мицар) и ЦФ Olympus C-4000Z. Приведены не все сделанные снимки, а более-менее удавшиеся, и притом - по возможности равномерно охватывающие первый час явления - с 9:24 по 10:07 (вторую половину я наблюдал на работе, путём проецирования изображения Солнца на экран позади трубы Турист-3 на штативе, да и погода к тому времени основательно испортилась).

3.10.2005. Снимок частного солнечного затмения. Сделан с помощью Olympus C-4000Z через 20-кратную трубу "Турист-3", причём ЦФ держался руками, а перед объективом закреплённой на штативе трубы также вручную держался набор 70-мм нейтральных фильтров HC8. Есть также обычный снимок изображения Солнца на экране.
 
 

        Планеты и другие тела Солнечной системы

30.06.2001. Марс в противостоянии, 30.06.2001, 0 ч 57 м. Находился в созвездии Змееносца, на высоте всего 6.^o5 над южным горизонтом (при δ=-27^o). Olympus C-960 (с увеличением 2^х) + 300-мм F/6 рефлектор с 25-мм симметричным окуляром + 3^х линза Барлоу, 1/2 с, 1280х960, с гидированием "вслепую". Одиночный кадр.

5.05.2002. Первый опыт в видеосъёмке планет с последующей обработкой в RegiStax. Объектом эксперимента был Юпитер.

22.05.2007. Видеосъёмка покрытия Луной Сатурна.

27.10.2007. Комета Холмса (17P Holmes). Москва, Olympus SP-350 c ручным гидированием через ТАЛ-1 (Мицар), экспозиция 10 сек. Фрагмент одиночного кадра, яркая звезда справа - Мирфак (альфа Персея).

26.08.2009. Юпитер, 22:41-22:50 мск. Снимок получен в результате обработки программой Registax 5 (в настройках которой ориентировался по страничке Виталия Шведуна) видеоролика продолжительностью 8 мин 29 сек (частота 15 кадров/с, фомат 640х480 пикселов, размер изображения планеты при этом составлял около 80 пикселов). Видео было снято через мой 300-мм Ньютон на ЦФ Olympus SP-350 (на 3х зуме), который был закреплён за 25-мм окуляром и 2х линзой Барлоу. В данном случае из исходных 7635 кадров программа отобрала 3973 кадра, которые сочла наиболее качественными, и которые в итоге послужили основой для показанного финального изображения.
 
 

        Спектры

3.05.2003. Спектры Арктура и Веги, снятые 3.05.2003 через Мицар с небольшой (40х40 мм) 45-градусной объективной призмой. Преломляющее ребро призмы было выставлено примерно параллельно небесному экватору, и благодаря суточному вращению небесной сферы спектры растянулись поперёк направления дисперсии (съёмка велась неподвижным телескопом). Olympus C-2040Z, экспозиция 10 с, ISO 200.