О, это чувство беспомощности, когда понятия не имеешь, что делать с россыпью звёзд у себя над головой! Хочется раствориться в этом океане, впитывать свет далёких звёзд, тревожно осознавая, что свет от них летел многие и многие года... Рядом стоит чудо оптики, механики и электроники и пытается, светя своим красным светодиодом, переманить в мир высоких технологий с высокоскоростными интерфейсами, передовым софтом обработки изображений, бесконечной юстировкой оптики (привет, рефлекторы), конскими ценниками и прочими так милыми гику вещами. Эти две стихии сливаются вместе, и мы получаем прогресс на службе у романтиков. А теперь к делу.
Не буду скурпулёзен и повторю, сильно округлив, данные из Википедии:
МКС пролетает над нами на высоте около 400 км с периодом обращения вокруг Земли около 90 минут. Регулярно проводятся корректировки орбиты, и её параметры неизбежно меняются, но точные значения нас не интересуют. Это всё для понимания того факта, что станция попадает в поле зрения с перерывами примерно в полтора часа.
Узнать точное время видимых пролётов в месте, где вы находитесь, можно разными способами. Самым удобным мне показалось использование приложений для смартфона. Могу порекомендовать два Android-приложения с которыми имел дело:
1) Heavens-Above
Также можно воспользоваться сайтом Heavens-Above, где помимо пролётов МКС можно получить кучу другой интересной информации (конечно, предварительно указав своё месторасположение).
Теперь, зная время пролёта, прикинем траекторию движения станции в программе планетарии (я использую Stellarium) — это поможет удобнее расположить телескоп, или прикинуть как след от станции на матрице фотоаппарата впишется в кадр. Планетарию, как и программам определения времени пролётов, необходимо знать ваше месторасположение, которое задаётся либо координатами, либо через выбор населённого пункта в меню настроек.
Выставив необходимое время в планетарии, можно наблюдать пролёт яркой точки по небу и ознакомиться с параметрами орбиты МКС и прочей информацией:
Теперь, когда мы вооружены информацией, можно перейти к обустройству "астрогнезда" для предстоящей охоты.
ISS photography starter pack (только вместо ISS (МКС) у нас на фотографии подопытным является Юпитер):
Телескоп:
В первую очередь нужен, конечно, телескоп. В моём случае это светосильный Ньютон (Sky-Watcher BK2001P) с фокусным расстоянием 1000мм и относительным отверстием 1/5.
Искатель:
Я использую оптический искатель из комплекта к телескопу Sky-Watcher 8x50
с 8x увеличением и апертурой 50 мм. Первичное наведение осуществляется глядя поверх искателя, используя его элементы как целик и мушку. Дальше смотрю в сам искатель и, если не вижу в поле зрения МКС, просто вожу искателем в стороны до победного конца. МКС очень яркая цель, ещё и быстро двигающаяся, поэтому определить её не составляет труда. Подумываю над использованием коллиматора совместно с оптическим искателем для ускорения первичного наведения — надо крепить и пробовать.
Монтировка:
Сам телескоп стоит на экваториальной монтировке HEQ5 PRO, но для метода, который я использую при съёмке это не важно. Подошла бы любая другая монтировка, способная выдержать данную трубу (причём с азимутальной монтировкой было бы, скорее всего, проще). Важным моментом является предварительная установка телескопа. Телескоп устанавливается так, чтобы было удобно снимать станцию, смотря при этом в искатель. Нет необходимости сопровождать МКС на протяжении всего полёта, поэтому просто нужно убедиться, что когда станция будет проходить максимальный угол над горизонтом, её было максимально удобно наблюдать, не корячась в неудобном положении в обнимку с трубой, да прильнув глазом к искателю и не запутавшись в проводах... Естественно, предварительно нужно проверить, что центр искателя и видимая область неба в кадре совпадают. Иначе все труды насмарку и нужно будет ждать очередного пролёта и возиться с искателем.
Линзы:
В зависимости от фокусного расстояния трубы, возможна установка в окулярный узел телескопа линзы Барлоу нужной кратности для увеличения суммарного фокусного расстояния телескопа за счёт светосилы. На моём сетапе, в результате нескольких тестов, лучше всего дело пошло с 2x линзой Барлоу. Пробовал снимать без линзы, с 2x и c 2x + разгонная втулка (результирующее увеличение — 3x). В первом случае вышло совсем мелко, в третьем — слишком темно (НО, я не играл с выдержкой (везде была 1/1000 секунды)). В общем, этот вопрос требует более детальной проработки и тестов. Результаты будут отличаться на разных трубах, фильтрах, линзах, камерах и при разной видимой величине МКС.
Камера + фильтры:
Дальше в окулярный узел устанавливаются необходимые фильтры и, собственно, камера. МКС — не тот объект, который хотелось бы видеть в цвете. Поэтому все только выиграют, если использовать монохромную камеру в связке с красным светофильтром (в этой области видимого излучения рассеивание света минимально) — картинка наиболее стабильна, однако у монохромной камеры есть фатальный недостаток (её у меня нет), поэтому была использована имеющаяся в наличии цветная ZWO ASI120MC. Не возьмусь уверенно утверждать, но при съёмке такого объекта я голосую за камеру с более мелким пикселем, что позволило бы, при прочих равных получить более детальную картинку. Но приходится довольствоваться тем, что есть.
Разрешение камеры при записи видео использую максимальное — МКС гуляет по кадру из-за неточности ведения и хочется поймать её в большем количестве кадров. Но если удастся повысить точность ведения, то можно было бы попробовать захватывать не полный кадр, а только часть матрицы для увеличения FPS при съёмке и как результат, к увеличению числа кадров для отбора результирующего снимка.
Компьютер и софт для съёмки:
Ну, тут любой подходящий компьютер с которым будет работать ваша астрокамера. А если съёмка ведётся на цифровой фотоаппарат, то и вовсе не нужны компьютеры.
Я использую ноутбук с USB 3.0 и установленной программой для захвата видео FireCapture (окно программы можно наблюдать на фотографии астрогнезда чуть повыше). Основные настройки, влияющие на получаемую картинку — Gain и Exposure, усиление (нечто, вроде ISO в фотоаппарате) и выдержка соответственно.
Прочее:
Репеллент от комаров (ЪУЪ), электричество, коробочки от различного астробарахла, гнилой стол, который не жалко мочить под дождём + кусок фанеры для стола, стул. Всё. В данном случае компьютеризированность монтировки не играла никакой роли и для неё даже не нужно было внешнее питание, труба вращалась вручную.
Процесс съёмки.
Итак, мы стоим у телескопа с подключенной к компьютеру астрокамерой, FireCapture запущен, видит камеру и снимает с нужным FPS (один раз я так наснимал с частотой 1 кадр в секунду... помогла перезагрузка), телескоп термостабилизировался, время до пролёта станции у нас ещё есть, оптика отъюстирована, что же осталось?
Фокус:
Конечно, необходимо предварительно сфокусироваться на чём-то, дабы вместо чёткой картинки не получить мутное пятно. В качестве объекта для фокусировки отлично подходят небесные тела: Звёзды, Луна, или планеты. В зависимости от наличия их в поле зрения телескопа. По яркой звезде можно фокусироваться с помощью маски Бахтинова или просто, как и по Луне с планетами — добиваясь максимально чёткой картинки на экране ноутбука/в увеличенном live view фотоаппарата.
Настройки съёмки:
По рекомендациям по съёмке МКС от @StarHunter, было решено настраивать параметры астрокамеры следующим образом:
Exposure— 1 мс
Gain — по Луне, благо она присутствовала на небе.
дебайеризация отключена.
Мотор!
Запускаем съёмку на компьютере, убеждаемся, что съёмка пошла и начинаем ловить МКС. Ослабляем до минимума тормоза осей вращения монтировки и, в обнимку с телескопом, сопровождаем МКС, глядя в искатель, пока станция не убежит из поля зрения. Выключаем съёмку, фиксируем телескоп, и можно приступать к обработке полученного видео!
Обработка.
Загружаем полученное видео в программу PIPP (Planetary Imaging PreProcessor). В ней мы сможем, указав программе, что на видео МКС, произвести обрезку кадров, выкинуть из видео кадры, где ничего не происходит, сделать дебайеризацию и сохранить результат либо как видео, либо как набор кадров.
Окно программы PIPP с загруженным в неё видео и установленной галочкой оптимизации параметров для МКС (ISS): (видно, что из-за какого-то сбоя видео записалось с диким FPS 1.79, но нам этого оказалось достаточно.)
Параметры для ISS по умолчанию подразумевают кроп кадра до разрешения 300*300 px, размещая станцию в центре кадра. (Для нас такой размер кадра даже больше, чем нужно, но оставим так.) Эти параметры можно изменить на вкладке Processing Options.
Идём на вкладку Output Options и указываем там необходимый выходной формат и папку, куда нужно поместить результат:
В данном случае я выбрал GIF для сохранения этой анимашки, демонстрирующей, получившиеся в результате, кадры (из 745 кадров оказалось только 56, содержащих станцию) :
В целом, можно было бы остановиться и, сохранив все "удачные" кадры в одну папку, выбрать лучший, но это довольно затруднительно при большом количестве "удачных" кадров, поэтому выбираем сохранение видео в .SER и идём дальше.
Загружаем получившееся видео в AutoStakkert!3 и продолжаем экзекуцию. Вообще, Autostakkert нужен для сложения большого числа кадров видео (например планеты) в один, для получения более качественной, чем в каждом из кадров видео, картинки. Промежуточным этапом данного действа является сортировка кадров по качеству, что нам и нужно! Загружаем файл, выбираем тип объекта в разделе Image Stabilization — Planet, Значение Quality Estimator можем оставить по умолчанию или поиграть с ним и нажимаем Analyse. Кадры видео отсортируются по качеству, что отражено на графике QualityGraph (график показывает падение качества картинки от лучшего кадра к худшему):
Теперь, двигая ползунок Frames можно оценить качество полученных кадров (кадры лучшие по мнению программы не обязательно будут лучшими для человека), сохранить текущий кадр или все. Я сохраняю все кадры после сортировки и выбираю лучший на свой взгляд в привычной программе просмотра фото. Дальше немного крутим ползунки яркости, контрастности, света, тени и гаммы и результат готов.
Вот лучшие результаты, который удалось получить на текущий момент:
Первое фото: 12.07.2020 02:58, макс. высота: 45 град; макс. звёздная величина: -3.4
Второе фото: 13.07.2020 00:34, макс. высота: 41 град; макс. звёздная величина: -3.4
Третье фото: 13.07.2020 02:10, макс. высота: 50 град; макс. звёздная величина: -3.6
Место съёмки: Рязанская область.
Не густо, но представление о съёмке получено. Остаётся и дальше пробовать, набивать шишки и, по возможности, тестировать новые астрожелезки.
Буду рад услышать советы по съёмке МКС бывалых. Как по получению более качественной картинки, так и по ведению станции (в идеале хотелось бы добиться автоматического ведения через телескоп-гид или программу планетарий).
