Не нужно быть профессионалом, чтобы сделать хороший снимок, важно лишь то, с чего и как вы его делаете. Астрофотография через телескоп — прямое тому доказательство. Если у вас есть телескоп, фотоаппарат и желание, естественно, то, как говорится, невозможное возможно!
Вначале астрофотографией занимались лишь в научно-исследовательских целях, но сейчас стали доступными и художественная либо любительская астрофотография. Из-за развития цифровой фотографии, процедура значительно упростилась, были созданы фотоаппараты со сверхчувствительной матрицей и мощными объективами с многократным увеличением.
Возможно, вам кажется, что это невозможно, но уверяю вас, это совсем не сложно. Для того чтобы добиться нужного результата, потребуется всего лишь выполнение технологии, терпение и использование нужного фотооборудования.
Как выбрать телескоп?
Телескоп используют не только как объект созерцания небесных тел, но и объект, с помощью которого можно сделать их фото. Важной особенностью его есть то, что вы увидите минимум искажений на фото. А за счет объединения кратного увеличения объектива камеры с телескопом вы увидите на фото то, что обычным глазом не заметно в поле зрения объектива телескопа.
Для фотографии подойдут все типы телескопов, для тех, кто не в курсе, их всего три (рефрактор – линзовый, рефлектор – зеркальный, катадиоптрический – зеркально-линзовый). Наиболее подходящим из них является третий вариант – зеркально-линзовый.
Он поможет сделать фото с наибольшей четкостью и насыщенностью цвета, изображение будет с минимально возможным количеством искажений. Благодаря технологическому прогрессу, нам доступны объективы, которые выполнены по оптической зеркально-линзовой системе с расстояниями фокуса 500 и 1000 мм.
Есть свои плюсы и у рефлекторов, поскольку они имеют зеркальный объектив, то меньше искажают картинку и имеют минимальную светопотерю. Также немаловажным плюсом будет и то, что они гораздо дешевле в цене. Не забываем о необычном свойстве данных телескопов, они переворачивают картинку, но для астрофотографии это совсем не страшно в отличие от наблюдения за космическим пространством.
Масштаб изображения напрямую зависит от фокусного расстояния, таким образом, чем больше фокусное расстояние, тем большим является кратность данного объектива. При наблюдении за звездами изображение регулируется окуляром, но, к сожалению, при съемке окуляр не задействован.
Вполне подходящим фокусным расстоянием для астрофотографии является 500 мм, а объекты с расстоянием 1000 мм и более куда сложнее отрегулировать, хотя и на фото вы сможете запечатлеть более дальние и незаметные космические объекты.
Главной характеристикой при выборе телескопа является диаметр его трубы, то есть – апертура. Чем больше апертура, тем больше возможность собрать поглощаемого света объективом телескопа и тем больше мы сможем увидеть. При диаметре объектива телескопа всего в 50 мм можно сделать неплохие снимки поверхности луны.
Какую же треногу-монтировку выбрать?
Снимки делают с большой выдержкой, которая может длиться от нескольких минут до нескольких часов. Но никто не отменял законов физики и того факта, что наша планета крутится вокруг своей оси. Из-за этого на фото могут возникать разводы или линии, можем наблюдать факт движения!
Именно поэтому практически во всех компьютеризированных монтировках есть такая функция, как отслеживание объекта исследования. Это не значит, что они очень дорогие или сложные в эксплуатации, данная функция есть даже в самых простых.
Иногда могут использовать экваториальную монтировку, на которую монтируют специальный электроприбор, с помощью которого происходит вращение телескопа по выбранной заранее оси. В свою очередь, азимутальная монтировка и фото штатив не предназначены для длительной съемки небесных тел.
Как подключать системную камеру к телескопу?
Системную камеру или фотоаппарат можно подключать к окуляру телескопа, крепится она так же просто, как и к любой другой фотооптике. Для того чтобы все работало, как нужно, нам понадобится всего две детали, это – универсальный Т-адаптер для возможности закрепить фотоаппарат к окулярному узлу и переходник на нужный байонет. Так можно прикрепить любую камеру со съемным объективом.
Таким образом, вы видите, что астрофотография через телескоп вполне реальна и достаточно доступна.
Без преувеличения можно сказать, что астрофотография — один из самых технически сложных разделов фотографии. Сложности состоят не только в некоторой удаленности объектов наблюдений, но и в различных моментах организационного характера. 
Астрономия как хобби интересовала меня давно, и наконец появилась практическая возможность попробовать себя в этом деле. Количество граблей на этом пути можно пересчитать десятком, и возможно подобная статья убережет новичков от ненужных трат.
«Как это работает», подробности под катом.
Выбор телескопа
Монтировка
Если говорить сильно упрощенно, то телескопы бывают 3х разновидностей, в зависимости от типа используемой монтировки. Ведь как давно было сказано еще Галилеем, все-таки Земля вертится, и телескоп должен поворачиваться вслед за звездами на небосводе. Поэтому монтировка — это не менее важная часть телескопа, чем собственно оптическая труба.
Итак, есть 3 типа монтировок:
— Экваториальная монтировка 
Самый правильный тип монтировки применительно к астрофото. Ось монтировки направлена в направлении Полярной звезды (ось вращения земли), таким образом в идеале телескоп вращается «синхронно» с небом. «В идеале», т.к. в реальности механика неидеальна, да и наведение на полярную звезду тоже, в общем тут зарыты грабли N1, которые решаются во-первых, покупкой хорошей монтировки (около 1000$) и опционально, дополнительной гидирующей камеры, более точно удерживающей звезду в центре (200-300$). Еще могут понадобиться всякие крепежи и прочие железяки, которые в комплекте с телескопом не идут, но весьма прилично стоят.
Грабли N2 — как можно видеть из фото, монтировка достаточно громоздкая и тяжелая, помимо телескопа есть еще и противовесы, суммарный вес конструкции может быть 20-30кг.
— Альт-азимутальная монтировка 
Данный тип монтировки полегче и попроще, требует меньше места и в целом весьма неплох. Однако как нетрудно догадаться, наблюдатель проигрывает в качестве, в частности из-за того что ось телескопа вращается несинхронно с осью земли, имеет место так называемое «вращение поля», из-за чего длинные выдержки невозможны. Это грабли N3.
Впрочем для коротких выдержек это не так уж критично, а при желании можно докупить так называемый «экваториальный клин». При помощи него азимутальная монтировка по сути превращается в экваториальную, а телескоп будет стоять раскорякой примерно так: 
Цена этого клина около 300$, что есть грабли N4, так что имхо оно того не стоит — если ставить целью делать качественные фото, проще купить экваториальную монтировку сразу, чем делать такой сомнительный апгрейд.
В моем случае, все было решено за меня — экваториальная монтировка банально не помещается на моем балконе, так что выбора в общем-то и не было, пришлось брать альт-азимутальную.
— Монтировка Добсона 
Самый простой и дешевый тип монтировок. Для астрофото по большому счету не подходит вообще, кроме Луны и планет. Сейчас есть компьютеризированные монтировки Добсона с электромоторами, однако их цена совсем немалая, и смысла в этом для астрофото в общем, нет.
Однако, плюс монтировки Добсона в ее дешевизне — например, за ту же цену можно купить 125мм телескоп с электроникой, или 200мм телескоп на монтировке Добсона. Очевидно, что второй покажет гораздо больше. В общем, если денег мало то об этом тоже можно подумать.
Апертура (диаметр объектива)
По большому счету, для астрофотографии апертура не так уж критична — в отличие от глаза, камера может накапливать свет. Но ведь в телескоп хочется еще и смотреть, так что этот параметр весьма важен. Все зависит исключительно от цены и финансовых возможностей покупающего. Примерно, можно выделить несколько вариантов:
— до 120мм: по сути больше игрушка, в которую кое что можно посмотреть, но выбор объектов будет сильно ограничен. Цена вопроса до 600$.
— 120-160мм: средний уровень, вполне пригодный как для начала, так и для дальнейшего «роста». Цена вопроса 600-1200$.
— 200мм и выше: для сильно продвинутых любителей, тут уже встают вопросы как цены так и габаритов.
В целом, тут есть грабли N5 — это масса и габариты телескопа. Можно купить просто отличный телескоп массой 30кг, и желание выносить его на улицу отпадет на 3й раз наблюдений. Телескоп с диаметром 5-8" вполне неплохой компромисс для начала, позволяющий с одной стороны, много чего увидеть, с другой стороны, это не так уж напряжно в плане габаритов и цены.
Разумеется, есть другие параметры, такие как оптическая схема, светосила, фокусное расстояние, но все в целом не описать в одной статье.
В моем случае, исходя из требования компактности, был приобретен телескоп Celestron Nexstar 6".
Выбор камеры
Когда-то давно, лет 5-10 назад, любители астрономии ставили на телескопы цифромыльницы через переходники и переделывали веб-камеры. Сейчас это стало неактуально, появились более-менее готовые решения, основных производителей любительских камер два: QHY и ZWO. Камера подсоединяется к телескопу вместо окуляра, в качестве интерфейса используется USB2 или USB3. 
Как и в любой другой фототехнике, цена здесь зависит от размера матрицы и количества мегапикселов. Еще камеры бывают монохромные и цветные, модели с охлаждением и без. Примерная цена вопроса — от 200$ до 2000$, более-менее средней ценой для любителя можно считать 400-500$: за эти деньги можно купить камеру с разрешением 2-6МПкс и выдержками до 1000с. Больше в принципе и не надо, даже такие параметры не обеспечит телескоп среднего ценового диапазона.
Если в наличии есть DSLR камера со сменной оптикой, то можно использовать и ее, докупив соответствующий адаптер.
Выбор ноутбука
Как упоминалось выше, астрономические фотокамеры в основном, подключаются по USB. Камера пересылает на компьютер несжатый видеопоток (сжатие здесь неуместно, т.к. мы хотим рассматривать детали объектов а не артефакты mpeg). Так что желателен ноутбук с USB3.0 и достаточным местом на диске (1 минута несжатого видео занимает около гигабайта).
Выбор места наблюдений
В случае наблюдений на балконе имеют место грабли N7 — это тепловые потоки от здания. В холодное время года теплый воздух из окон поднимается вверх, и заметно «мылит» изображение. Это не видно глазом, но при увеличении 100-200х атмосфера уже критично влияет на качество.
При большом увеличении звезда может быть видна примерно так:
Что как видно, сильно отличается от изображения звезды в Stellarium. К счастью, для фотографии это не так уж критично, т.к. софт позволяет отбирать лучшие кадры из длинной серии.
Что наблюдать?
Всего для астрономических наблюдений/фотографий доступны следующие объекты:
— Луна и Солнце (обязательно с фильтром)
— планеты
— туманности и галактики
Если говорить про наблюдения из города, то наблюдателю доступны по сути, первые 2 пункта (из туманностей видны только наиболее яркие). Исходя из этого, в моем случае был сделан выбор в пользу «планетного» телескопа, с большим увеличением но небольшой светосилой.
Заключение
На этом краткий обзор «железа», необходимого для астрофото, можно закончить. Как можно видеть, не все просто, и нюансов здесь много, как для кошелька, так и для вопросов «что выбрать», так и для организационных моментов.
О софте для фотосъемки и обработке результатов будет рассказано в следующей части.
PS: Сразу хочется ответить на вопрос, который наверняка последует — «зачем это надо». В общем-то ответ прост — просто потому что интересно. Разумеется, никакой научной, общемировой или высокохудожественной ценности большинство любительских наблюдений и фотографий не имеют. Даже с 14" телескопом не получить фото лучше чем это делают проф.обсерватории в Чили. Однако как хобби, это ничем не «хуже» дайвинга, катания на лыжах или собирания марок. К тому же, изучение технологий обработки изображений также весьма интересно, и может пригодиться и в других областях.
«Ничто так не увлекает меня, как звездное небо над головой и моральный закон во мне», написал еще Иммануил Кант. Астрономия и астрофотография это один из способов узнать небо поближе, хотя нельзя не признать, что с современным развитием цивилизации увидеть небо все сложнее и сложнее…
12 июня, время почти 5 утра по Москве. Автор закончил снимать последнюю трехчасовую сессию галактики М51 "Водоворот" и отснял последние калибровочные файлы.
Здесь представлен телескоп-рефлектор BKP150750, классической зеркальной системы Ньютона с диаметром главного зеркала 150 мм и фокусным расстоянием 750 мм. Установлен телескоп на экваториальной монтировке немецкого типа EQ3, оснащенной стальной треногой, искателем полюса, приводами по обеим осям и штангой с двумя противовесами, предназначенных для балансировки трубы телескопа. В чем преимущество именно такой монтировки? Дело в том, что ось монтировки выставлена параллельно оси Земли и во время слежения за небесным объектом не происходит вращения видимого телескопом поля. Особенно это важно для астрофотографии объектов глубокого космоса при длинных выдержках, порой длящихся десятки минут. К фокусировочному узлу прикреплен через специальный переходник, называемый Т-кольцо, зеркальный фотоаппарат Canon 600D, а также электропривод для фокусировочного узла. Этот электропривод позволяет плавно поймать фокус фотоаппаратом, не касаясь узлов телескопа руками, дабы избежать тряски. За фотоаппаратом видно телескоп-гид TS Optics 50mm DeLuxe и камеру красного цвета ZWO ASI174MM. Этот небольшой комплекс необходим для съемки более серьезных астрофотографий, потому что из-за несовершенства механических деталей монтировки она не может идеально компенсировать суточное вращение Земли за счет приводов. Происходит небольшое смещение звезд в разные стороны во время экспозиции. К телескопу-гиду, крепко прикрепленному к основному телескопу-астрографу, присоединена вышеназванная камера, которая через программное обеспечение, установленное на ноутбуке, следит за положением близкой к снимаемому объекту звезды, и если звезда смещается хотя бы на полпикселя в какую-либо сторону, то идет команда монтировке скорректировать курс. Так достигается приемлемое положение объекта во время экспозиции, без смещения и без смаза звезд. Все эти узлы подключены через USB к ноутбуку, на котором происходят гидирование (удержание звезды на одном месте) и удаленное управление фотоаппаратом.
Вот такие пироги, дорогие астропикабушники. Если что-то интересно или я не полностью раскрыл какую-либо тему, задавайте вопросы в комментариях, автор по возможности на них ответит.
Изучайте космос – это так увлекательно!
Кто-то спросит почему телескоп мокрый? Да потому что телескоп рыдает от моих потуг в астрофотографии! 🙂
А на самом деле труба телескопа охлаждается ниже окружающего воздуха и на нее выпадает роса. Можете почитать о так называемой точке росы. Многое узнаете интересного, если не знали раньше.