Istotne to poznáte - snažíte sa odfotiť meteor a keď práve lietajú, tak určite vo chvíľach, keď aparát nebeží, alebo na miestach, kam nemieri. Tento Murphyho jav sme sa pokúsili eliminovať a oskúšali sme niekoľko spôsobov, ako neprísť o najkrajšie meteory. Keďže sa nachádzame v ére citlivých digitálnych kamier, skúsili sme to digitálne. V čase Murphyho totiž digitálna technika ešte bola len snom astronómov a hádam jeho zákony práve preto na ňu neplatia v plnej miere ;)
Na digitálne meteory sme v Marianke pripravili niekoľko pascí. Tou prvou, paradoxne, neboli digitálne fotoaparáty, ale rýchla a citlivá CCD kamera astropix 1.4. S krátkoohniskovým objektívom sme sa niekoľkokrát s Ivanom pokúšali chytať perzeidy, no výsledok stále nebol stopercentný - jednak sme objektív nemali dosť krátkoohniskový, takže nám väčšina meteorov ušla mimo zorné pole kamery, jednak sme boli príliš opatrní a nevyťažili z kamery maximum citlivosti, takže sme zachytili len tie jasnejšie kúsky - ak sa ovšem zmestili do pomerne malého zorného poľa.
Tento fakt nás na čas odradil a meteory sme skúšali snímať len sporadicky. Zlom nastal v predvečer zatmenia Slnka 31. júla, keď sa Tomášovi a Ivanovi podarilo digitálnym fotoaparátom na hvezdárni v Sobotišti zaznamenať jasný bolid . O dva týždne neskôr, v lete 2008, keď Tomáš na Cerovej nachytal pomocou kamery a krátkoohniskového objektívu Pentax niekoľko desiatok perzeíd, dozrelo rozhodnutie dotiahnuť testovanie meteorárskej digitálnej techniky do konca. Prispel k tomu aj fakt, že Dr. Porubčan z AsÚ SAV nám zapožičal staršie zrkadlo z celooblohovej komory, ktorá dlhé roky slúžila na observatóriu na Skalnatom Plese. Zároveň sa mi zapáčila myšlienka snímania videometeorov, teda snaha nielen zasnamenať ionizovanú stopu v atmosfére, ale aj jej vznik a zánik. Navyše, podarilo sa mi získať kvalitný objektív s veľmi krátkym ohniskom, ktorý mohol aj na malý čip zobrazovať veľmi veľkú časť oblohy. Napokon sa nám podarilo otestovať niekoľko zostáv a spôsobov digitálneho snímania aktivity meteorických rojov.
Samotné testovanie bolo pomerne náročné na čas, spracovanie i pevné nervy, pretože na jeseň s nami počasie poriadne cvičilo. Zhrniem naše poznatky, použitú techniku i možnosti využitia získaných údajov.
CCD kamera DMK21AU04 a krátkoohniskový objektív Rainbow
Celooblohové zrkadlo snímané objektívom Nikkor 50 mm a CCD kamerou astropix 4.0}
Testy
1. DSLR Canon 5D + širokouhlý objektív Canon 15 mm na statíve
Digitálny fotoaparát má svoje nesporné výhody - predovšetkým je autonómny, nepotrebuje počítač a poskytuje vysoké rozlíšenie. Navyše, obrázky sú farebné, čo je z estetického a pri jasných meteorov i z praktického hľadiska veľmi výhodné. Nevýhodou je, že pri snímaní meteorov sa dosahuje nižšie časové rozlíšenie a pri následnom premeriavaní aj nižšia presnosť. Handicapom už nie je ani výdrž bateriek vďaka možnosti napájania fotoaparátu z autobatérie a nedávne obmedzenia dané veľkosťou karty, pretože na trhu sú dostupné karty, na ktoré možno snímať takmer počas celej noci.
Parametre snímania:
zorné pole 137° × 91°, rozlíšenie obrazu 113"/pixel, zosilnenie signálu ISO 1600, dĺžka expozície 15 sekúnd, limitná citlivosť +2 mag
Zhrnutie testov:
+ autonómny
+ veľké zorné pole
+ farebné snímanie
+ využiteľnosť na fotometriu
± citlivosť
± potreba manuálnej obsluhy
- nízke časové rozlíšenie
- nižšia presnosť polohy
Cena zariadenia:
komplet (fotoaparát, objektív, karty, batérie, statív, programovateľná samospúšť) zhruba 1.600,– €
2. CCD kamera astropix 1.4 + širokouhlý objektív Pentax 6,5 mm
Dnešné špičkové CCD kamery sa vyznačujú predovšetkým vysokou citlivosťou. To je pre zachytávanie meteorov klúčový parameter. Samotný jav meteoru totiž trvá zhruba 0,7 sekundy. Navyše, je to jav, ktorý sa posúva po oblohe, takže každý z pixelov na snímači osvietia fotóny z ionizovaného stĺpca atmosféry len na niekoľko stotín sekundy. Preto treba pri snímaní meteorov použiť aparatúru, ktorá ma vysokú okamžitú citlivosť. Tieto podmienky už CCD kamery dokážu splniť na vysoké percento. Nevýhodou je, že snímacie čipy sú malé a malé je teda i zorné pole, ktoré aj krátkoohniskovými objektívmi možno snímať. Navyše, ku každej CCD kamere treba počítač, ktorý ju obsluhuje a číta nasnímané dáta.
Parametre snímania:
zorné pole 78° × 59°, rozlíšenie obrazu 410"/pixel, zosilnenie signálu 30 dB, dĺžka expozície 4 sekundy, limitná citlivosť +2,5 mag
Zhrnutie testov:
+ citlivosť
+ časové rozlíšenie
+ možnosť naprogramovaného snímania bez obsluhy
± využiteľnosť na fotometriu
± monochomatické snímanie
± zorné pole
- závislé na počítači a elektrickej energii
- nižšia presnosť polohy
Cena zariadenia:
komplet (CCD kamera, objektív, PC, statív) zhruba 4.700,– €
3. CCD kamera astropix 4.0 + celooblohové zrkadlo + objektív Nikkor 50 mm
Klasický prístroj meteorárov – celooblohové zrkadlo, sme revitalizovali a klasický kinofilmový prístroj nahradili strednoformátovou CCD kamerou. Hlavnou prednosťou takejto zostavy je pokrytie celej oblohy – neujde žiaden jasnejší meteor. Tento fakt je však vyvážený hneď niekoľkými nevýhodami – nízkym rozlíšením, menšou citlivosťou a veľkými rozmermi. Navyše, opäť treba počítač. Táto zostava je preto využiteľná skôr na kampane počas aktivity najvýraznejších rojov, nehodí sa na sústavné monitorovanie oblohy.
Parametre snímania:
zorné pole 360° × 90°, rozlíšenie obrazu > 600"/pixel, zosilnenie signálu 25 dB, dĺžka expozície 4 sekundy, limitná citlivosť +1,5 mag
Zhrnutie testov:
+ maximálne zorné pole
+ časové rozlíšenie
+ možnosť naprogramovaného snímania bez obsluhy
± monochomatické snímanie
- závislé na počítači a elektrickej energii
- malá presnosť polohy
- nižšia citlivosť
- nízka mobilita
Cena zariadenia:
komplet (CCD kamera, celooblohové zrkadlo, objektív, PC, špeciálna montáž) zhruba 6.400,– €
4. CCD kamera DMK 21AU04.AS + objektív Rainbow f/1,4 @ 2,4 mm
Nízkorozpočtovým a ultraprenosným variantom CCD kamery s krátkoohniskovým objektívom je spojenie planetárnej CCD kamery s miniatúrnym čipon a ultrakrátkoohniskového objektívu. Toto zariadenie je akýmsi medzikrokom k snímaniu videometeorov. Napriek prvotnej skepse sa počas maxima Leoníd 2008 ukázalo, že aj miniatúrnym zariadením možno nasnímať množstvo meteorov. Hoci kamera potrebuje k svojej činnosti počítač, postačí aj malý netbook, ktorý zariadenie utiahne niekoľko hodín. Azda jedinou nevýhodou je ešte stále nie dosť široké zorné pole a tiež nízke rozlíšenie obrazu.
Parametre snímania:
zorné pole 85° × 64°, rozlíšenie obrazu 480"/pixel, zosilnenie signálu 10 dB, dĺžka expozície 4 sekundy, limitná citlivosť +2,5 mag
Zhrnutie testov:
+ vysoká citlivosť
+ časové rozlíšenie
+ vysoká mobilita
+ možnosť naprogramovaného snímania bez obsluhy
± monochomatické snímanie
- závislé na počítači a elektrickej energii
- malá presnosť polohy
Cena zariadenia:
komplet (CCD kamera, objektív, PC, ministatív) zhruba 1.300,– €
5. CCTV kamera Watec 902H Ultimate + objektív Rainbow f/1,4 @ 3,6 mm + software UFO Capture v2.2
Tretiu dimenziu – čas – prináša do snímania meteorov video. Nafilmovať samotný jav meteoru je veľmi vzrušujúce a vďaka modernej citlivej technike a výbornému ovládaciemu softwaru aj reálne. Po niekoľkých desiatkach testovacích nocí som dospel k názoru, že menej je niekedy viac a nakoniec som ohnisko objektívu Rainbow zvolil na dlhšom konci. Ukázalo sa totiž, že čím je dlhšie ohnisko, tým je dosah kamery (pripomínam, že v režime live, teda pri 25 fps!) lepší. Pre ilustráciu - s 10 mm objektívom f/1,6 možno sledovať z centra presvetlenej Bratislavy "naživo" hviezdy do +6,5 mag. Samozrejme, so skracovaním ohniska použitého objektívu sa znižuje aj dosah a rozlíšenie sústavy. Nevýhodou tejto sústavy teda je kompromisné rozlíšenie a pomerne malé zorné pole. Navyše, obraz je mierne zdeformovaný, čo je dané princípom snímania...
Parametre snímania:
zorné pole 80° × 65°, rozlíšenie obrazu 410"/pixel, zosilnenie signálu ON, dĺžka expozície 1/25 s, limitná citlivosť +2,5 mag
Zhrnutie testov:
+ maximálne časové rozlíšenie
+ vysoká mobilita
+ citlivosť
+ možnosť naprogramovaného snímania bez obsluhy
± monochomatické snímanie
± presnosť polohy
- závislé na počítači a elektrickej energii
Cena zariadenia:
komplet (CCTV kamera, objektív, PC + TV grabber, software, ministatív) zhruba 1.300,– €
CCD kamera astropix 1.4 a krátkoohniskový objektív Pentax
Canon 5D s 15 mm objektívom
Celooblohové zrkadlo snímané objektívom Nikkor 50 mm a CCD kamerou astropix 4.0
Záver
Naučili sme sa snímať meteory digitálnou technikou ;)
Každý pozorovací program má svoje špecifiká a tak je to i technikou pre ten-ktorý program využívanou. Pri kampaniach (Orionidy 2008, Leonidy 2008, Quadrantidy 2009 a Lyridy 2009) sa nám osvedčilo kombinovať jednotlivé zariadenia tak, aby sme jednak pokryli čo najväčšiu časť oblohy a jednak zachytili meteory rôznymi spôsobmi. Ideálnou kombináciou je trojica zariadení – Canon 5D, celooblohové zrkadlo a CCTV kamera. Vhodným výberom polí pre Canon 5D a CCTV kameru dokážeme pre zachytený meteor získať fotometrické i časopriestorové dáta z jedného miesta a pritom nám vďaka celooblohovému zrkadlu neunikne žiaden jasný meteor. Samozrejme, zlepšovať bude stále čo, ale v tejto oblasti sme postúpili na konkurencieschopnú úroveň. V najbližšom období sa pokúsime popracovať na metódach spracovania nasnímaných dát a snáď sa nám podarí dať do prevádzky aj ďalšiu stanicu pre snímanie videometeorov, aby sme mohli analyzovať i dráhy toho smetia, čo nám nad hlavami vytvára také krásne divadlo. Ak sa chcete pripojiť, neváhajte ;)
Roman Piffl
Ivan Majchrovič
Tomáš Maruška
