SEZIONE ASTROFOTOGRAFIA - Il sistema di guida

Salve a tutti voi scrittori della luce del nostro firmamento,

nello scorso articolo abbiamo visto che per fare astrofotografia una delle prime cose da affrontare è la modifica della nostra Reflex. In questo modo riusciamo a catturare la maggior parte dell’informazione che giunge a noi dall’infinità dello spazio. Ma per poter fare fotografia astronomica c’è un’altra importantissima questione che necessità della nostra attenzione fin da subito: scegliere un buon sistema di guida. In questo articolo vedremo insieme perché necessitiamo di un ulteriore sistema di guida e che cosa ci serve per poterlo attuare.

Iniziamo subito con il rispondere alla domanda: perché è necessario guidare? Beh, per spostarsi da un paese a un altro, per andare a fare la spesa… come dite? Stiamo parlando di astronomia? Ah già, scusate… ma almeno la patente l’avete presa? XD A parte gli scherzi, non esiste la patente per l’astrofotografia, ma come avrete potuto notare negli scorsi articoli e come noterete nei prossimi l’arte della fotografia astronomica è una delle più difficili da padroneggiare, per la moltitudine di cose che è necessario sapere, per l’impegno che richiede e anche per una buona dose di creatività personale che è sempre necessaria!

Nebulosa Nord America e Pellicano - Mimmo Belli

Ritornando a noi, stiamo facendo (o almeno ci stiamo provando!) fotografia del profondo cielo, quindi ci troviamo a lavorare di notte, in situazioni estreme e anomale e stiamo cercando di riprendere oggetti come nebulose e galassie che non sono visibili ad occhio nudo, pertanto per poter riuscire a catturare qualcosa dobbiamo esporre per diversi minuti consecutivi. Tenendo conto che la Terra gira, è ovvio che abbiamo sempre il rischio di avere il mosso nelle nostre foto. Vuoi perché non siamo riusciti a fare un allineamento polare perfetto, riuscire a farlo è molto difficile, poi entra in gioco la bontà della montatura. Se vogliamo, infatti, ottenere un inseguimento molto preciso, dobbiamo mettere in conto cifre astronomiche (visto che siamo in tema! XD) per avere una montatura molto performante. Le altre montature, meno costose, seppur valide, possono presentare alcuni difetti di inseguimento che ci porteranno al mosso: gli ingranaggi possono non essere perfettamente combacianti e pertanto quel piccolo gioco può portare ad un errore di inseguimento che ci rovinerà la foto; questo errore, in gergo viene chiamato Backlash. Oppure può presentarsi quello che è chiamato errore periodico, che ogni tot minuti si presenterà sempre allo stesso modo, pertanto per evitare questi inconvenienti, è necessario dotarsi di un sistema di guida che vada a mettere a posto questi errori, sia quelli umani sia quelli strumentali.

Nebulosa Testa di scimmia - Mimmo Belli

Ovviamente non possiamo utilizzare il telescopio principale sia per fare riprese sia per guidare, quindi avremmo bisogno di un secondo telescopio che ci serva da guida. Ma che tipo di telescopio serve per guidare? Innanzi tutto dovrà essere un rifrattore e poi è molto importante la sua lunghezza focale. 

Set up di ripresa - Mimmo Belli

Quando la guida si faceva sempre manualmente, il telescopio di guida doveva avere una focale ben più lunga rispetto a quello di ripresa e spesso ad esso veniva aggiunta una lente di Barlow per aumentare la focale (ingrandire) e a questo veniva applicato un’oculare a doppio reticolo illuminato a forti ingrandimenti. Tutto questo ingrandire serviva perché l’occhio umano non è così sensibile alla luce, soprattutto al buio, e in questo modo si riuscivano a vedere i movimenti della stella che veniva utilizzata per guidare. Il doppio reticolo creava al centro dell’oculare un piccolo quadrato, dove il fotografo andava ad inserire una stella molto luminosa sfruttando le viti presenti sugli anelli che sorreggono il telescopio di guida, in modo da non muovere quello di ripresa che è già sull’oggetto che vogliamo fotografare. Poi con il tastierino che controlla la montatura alla mano e con la velocità impostata al minimo, si guardava continuamente la stella al centro dell’oculare senza toccare niente, perché altrimenti si rischiava di creare il mosso e se la stella di guida tendeva ad uscire dal quadratino, con il tastierino di controllo si riportava la stella al suo posto. Mamma mia che lavorone! Meno male adesso siamo nell’era del digitale e certe torture non dobbiamo più subirle. La cosa era molto stressante, perché obbligava a stare in posizioni assurde e scomode per un sacco di tempo (ovviamente dipendeva dalla posizione in cielo dell’oggetto da osservare), talvolta al freddo delle notti invernali, al che di solito questa cosa veniva fatta in due, in modo da darsi il cambio per potersi riposare!

Nebulosa California - Mimmo Belli

Reticolo illuminato - Deltafoto.it

Adesso con l’avvento della tecnologia digitale, le cose sono cambiate. Si usa l’Autoguida che è molto più performante, precisa e comoda. Innanzi tutto non è più necessario un telescopio a lunga focale, perché le camere di guida sono molto più sensibili dell’occhio umano e gli algoritmi di guida dei software sono molto performanti. Questi algoritmi devono individuare il centroide della stella e sono talmente efficienti, che sono in grado di percepire il movimento della stella se questa si sposta anche di 1/20 o 1/30 di pixel e quindi non è più necessario utilizzare un telescopio di guida a lunga focale, addirittura c’è chi guida con il cercatore!!! Di solito la regola era quella che il telescopio di guida doveva avere la focale di almeno 2/3 rispetto a quello di ripresa, ma come già detto, questi algoritmi sono talmente precisi, che anche con focali più corte adesso si riesce a guidare. Ma se qualcuno vuole provare il brivido (o più di uno se esce d’inverno XD) di utilizzare di nuovo il metodo manuale si deve ricordare questo rapporto! Dobbiamo tenere conto che maggiori sono gli ingrandimenti e più avremmo problemi con la turbolenza atmosferica (seeing), perché potrebbe mostrarci dei movimenti della stella che in realtà non ci sono.

Camera di guida - Astroshop.it

Al telescopio di guida, al posto del reticolo, viene collegata la camera di guida. Questa è una camera astronomica concepita appositamente per questo scopo e di solito ha un sensore piccolissimo, che a causa del fattore di crop (ritaglio, per i non anglofoni!), contribuisce ad avere un maggiore ingrandimento e poi la rende molto veloce, perché il risultato che ci deve dare, dovrà essere pressoché immediato. E’ dotata di due connessioni: una è una normalissima presa USB per poterla collegare al computer e l’altra è chiamata ST4 che viene collegata direttamente alla montatura o al tastierino che la controlla.

Abbiamo finito? Abbiamo il telescopio di guida, gli abbiamo collegato la camera di guida, in qualche modo dobbiamo poterla gestire! Ci serve infatti un software di guida. Ce ne sono diversi, ma in questo articolo parleremo solo di PHD2, perché è ottimo, è molto performante, ha un sacco di funzioni, è multipiattaforma e più che altro è OpenSource, quindi completamente gratuito, inoltre i programmatori che stanno dietro a questo progetto, in maniera molto costante lo tengono aggiornato e sempre più efficiente. La prima volta che viene usato dovremmo immettere alcune impostazioni, tipo i dati del telescopio di guida e i dati della camera di guida, così da rendere il tutto più preciso e adattato alla nostra strumentazione. Dopo aver collegato il tutto scattiamo una foto e su questa andremo a scegliere una stella di guida che non sia ne troppo luminosa ne troppo poco, oppure possiamo fargliene scegliere una a lui in modo automatico. A questo punto lui dovrà effettuare una calibrazione (che avviene in modo automatico), perché deve capire bene qual'è l’orientamento della camera e quali devono essere i giusti movimenti da effettuare per poter guidare in modo corretto. Dopo che avrà finito la calibrazione inizierà a guidare.

Nebulosa Cacoon - Mimmo Belli

Che cosa significa quindi guidare? In pratica vengono effettuati degli scatti a ciclo continuo e saremmo noi a decidere il tempo di esposizione di questi scatti. Questo dipende da alcuni fattori legati sia al luogo che alla qualità del cielo e infine all’attrezzatura in nostro possesso, comunque mediamente si parla di 1-3 secondi. Ovviamente i vari software presentano anche moltissimi parametri da impostare per ottimizzare al meglio il tutto, ma questo dipende da molti fattori e vi interverremo gradualmente man mano che impariamo ad utilizzare il tutto, nel frattempo possiamo utilizzare tranquillamente i parametri già impostati di default, che ci permettono comunque di avere una buona guida.

Infine visto che stiamo parlando del sistema di guida, facciamo un accenno alla tecnica del Dithering. Ci sono alcune camere che risentono maggiormente del rumore e in particolare possono generare un fastidiosissimo rumore a pioggia o rumore a bande che salterà fuori nelle nostre foto. Questo rumore è talmente profondo che anche utilizzando le varie foto di calibrazione (di cui parleremo nel dettaglio nei prossimi articoli!) non saremo in grado di rimuoverlo e solo il Dithering ci riesce. In pratica il software che gestisce gli scatti, in questo caso comunica anche con il software di guida del telescopio e sfrutta una pausa tra una foto e l’altra di alcuni secondi (chiamato delay per gli anglofoni! il tempo lo decideremo noi), per poter effettuare questa correzione. Al termine di ogni scatto, il software invierà quindi un segnale al software di guida, che provvederà a interrompere momentaneamente la guida, poi modificherà l’inquadratura facendo muovere la montatura di alcuni pixel (anche questi li decidiamo noi) in modo del tutto casuale. In parole povere in modo completamente random, ogni foto, anche se di pochi pixel, avrà una posizione leggermente diversa dalle altre. Tutto questo in fase di allineamento e combinazione (e quindi di elaborazione) delle varie immagini, farà annullare questi fastidiosi rumori. Questa tecnica è talmente valida, che si usa anche se la camera in nostro possesso non è affetta particolarmente da questi problemi.

Dithering - Astronomy-imaging-camera.com

Ovviamente queste sono le cose principali da sapere per quanto riguarda il sistema di guida da utilizzare nell’astrofotografia, poi esiste tutto un altro universo di tecniche che solo i professionisti o chi ci si dedica da una vita sono in grado di comprendere. Ma per noi, astrofotografi in erba, questo è più che sufficiente per permetterci di avere tra le mani un ottimo lavoro!

Galassia M 31 - Mimmo Belli

Come scrisse il filosofo Ralph Waldo Emerson “Il cielo è la più grande galleria d’arte, ed è proprio sopra di noi” e chi sono allora gli astrofotografi se non dei veri e propri artisti? Arri-leggerci al prossimo articolo..

Mimmo Belli, Silvia Gingillo