Fotografowanie nieruchomym aparatem

Jedną z najprostszych i najbardziej rozpowszechnionych metod fotografowania nocnego nieba jest fotografowanie za pomocą aparatu fotograficznego, którego położenie względem Ziemi, w czasie ekspozycji nie ulega zmianie. Jednak ciała niebieskie nie spoczywają nieruchomo na naszym firmamencie, lecz się poruszają. Ruch ten jest zauważalny gołym okiem i wynosi 15 stopni kątowych na godzinę. Mam, oczywiście, na myśli ruch dobowy gwiazd, który jest odbiciem ruchu obrotowego naszej planety. Tak więc jeśli nasz aparat będzie nieruchomy względem Ziemi, to gwiazdy będą „defilowały” przed obiektywem, a na kliszy zobaczymy równoległe łuki, które będą torami gwiazd na niebie. Długość tych śladów zależy od czasu ekspozycji, ogniskowej obiektywu oraz deklinacji fotografowanej gwiazdy. Zależność między tymi wielkościami przedstawia wzór:

wzór 1(1)

gdzie:

L   —   długość śladu na kliszy w milimetrach
T   —   czas ekspozycji w sekundach
F   —   ogniskowa obiektywu w milimetrach
δ   —   deklinacja gwiazdy

Ze wzoru tego wynika, że im większe jest F, T oraz cos δ (funkcja cosinus ma maksymalną wartość dla δ = 0), tym ślad na kliszy jest dłuższy. Na przykład, jeśli użyjemy obiektywu o ogniskowej 58 mm i 60 minutowego czasu ekspozycji, to gwiazdy o δ = 0° dadzą 15 milimetrowe ślady, a gwiazdy o δ = 45° niespełna 11 milimetrowe. Metodą tą możemy sfotografować gwiazdy widoczne gołym okiem (światłosiła obiektywu 2, czułość filmu 400 ASA). Również jasność nocnego nieba nie jest bez znaczenia. Jeśli będziemy fotografować z dala od większych miast (powyżej 60 km) i użyjemy obiektywu o światłosile 1.8 oraz filmu o czułości 3200 ASA, to przy dobrej pogodzie uda nam się tą metodą zarejestrować Drogę Mleczną (patrz fot. 1). Warto pokusić się o wykonanie zdjęcia, na którym będzie widoczna Gwiazda Polarna (najlepiej użyć obiektywu o ogniskowej 28 lub 35 mm). Na takim zdjęciu widoczny będzie sens wzoru 1, a jeśli czas ekspozycji będzie dostatecznie długi, to zauważymy ślad Gwiazdy Polarnej, co będzie oznaczało, że nie leży dokładnie na biegunie niebieskim (δ = 90°).

Fot. 1Fot. 1. Obiektyw 20 mm f/2.8; czas ekspozycji 25 minut; film Scotch 3200 ASA

Nieruchomy aparat fotograficzny umożliwia nam także fotografowanie gwiazd nie tylko w postaci kresek, ale również punktów. Jeśli otworzymy migawkę na dostatecznie krótki czas (czas ekspozycji), to ślad gwiazd będzie wystarczająco mały, aby obrazy uznane zostały za punktowe. Czas ten zależy od ogniskowej obiektywu oraz deklinacji gwiazdy i można go wyznaczyć, korzystając ze wzoru:

wzór 2(2)

Czas T jest to najdłuższy czas ekspozycji, przy którym obrazy gwiazd będą nadal punktowe. Na przykład, dla deklinacji i ogniskowej obiektywu 50 mm, otrzymujemy T = 9 s. Jeśli jasność obiektywu będzie wynosiła 1.8 a czułość użytego filmu 800 ASA, to zarejestrujemy gwiazdy o jasności niespełna 8 magnitudo! Z tego wzoru wynika, że im większą deklinację ma gwiazda, tym dłuższego czasu możemy użyć, a co za tym idzie, słabsze gwiazdy mogą być sfotografowane.

Większość osób poprzestaje na tych dwóch metodach fotografowania nieruchomym aparatem. Pierwsza z nich służy do rejestrowania śladów gwiazd, druga do wykonywania zdjęć, na których obrazy gwiazd są punktowe. Najsłabsze obiekty, które można tymi metodami zarejestrować, nie przekraczają na ogół 8.5 magnitudo. Istnieje jednak możliwość sfotografowania jaśniejszych mgławic lub słabych gwiazd (11–12 magnitudo), nadal używając nieruchomego aparatu. Będziemy jednak w tym celu potrzebowali montażu paralaktycznego (może być bardzo prosty) oraz lunety celowniczej. Metoda ta nie wymaga użycia mikroruchów. Jak zatem, nie posiadając mikroruchów ani mechanizmu zegarowego, wykonać zdjęcia mgławic?

Montaż powinien być odpowiednio ustawiony, przy czym wystarczy ustawienie osi godzinnej na Gwieździe Polarnej.

Aparat mocujemy na lunecie. Luneta powinna być wyposażona w okular z krzyżem celowniczym.

Wybieramy z centrum pola, które chcemy sfotografować, jasną gwiazdę. Ustawiamy lunetę tak, aby ta gwiazda (gwiazda prowadzenia) leżała na przecięciu nitek krzyża. W celu zwiększenia dokładności obraz gwiazdy rozogniskowujemy.

Fot. 2 Fot. 2. Obiektyw 50 mm f/2.8; czas ekspozycji 25×8 sekund; film Fuji Super G 800 ASA

Zakrywamy obiektyw aparatu i otwieramy migawkę (najlepiej przez wężyk spustowy z blokadą).

Korygujemy położenie teleskopu tak, aby nasza gwiazda znajdowała się w miejscu przecięcia się nitek krzyża i delikatnie odsłaniamy obiektyw na czas określony wzorem drugim (dla podanego wcześniej przykładu: F = 50 mm, δ = 0° czas ten wynosi 9 s), po czym delikatnie zasłaniamy obiektyw (migawka jest cały czas otwarta!).

Korygujemy ponownie położenie gwiazdy prowadzenia w lunecie i powtarzamy ekspozycję, odsłaniając i zasłaniając obiektyw.

Ilość ekspozycji zależy od tego, jak długi chcemy mieć czas ekspozycji. Jeśli chcemy naświetlać kliszę przez półtorej minuty, to dla naszego przykładu ilość ekspozycji wynosi 10. Jak widać, jest to prosta metoda, dzięki której możemy nie tylko fotografować słabe gwiazdy, ale także mgławice. Fotografia 2 wykonana została w ten właśnie sposób. Wykonałem 25 ośmiosekundowych ekspozycji, co dało sumaryczny czas około 3.3 minuty.

Wiesław Skórzyński
Źródło: „Urania – PA” nr 2/1998