Снято на Nikon D5300 (и далее только эта тушка), Sigma 17-50 f/2.8, 34mm, 30 sec, f/3.5, ISO 200. Восточная область неба. Красная зона засветки.
Главное здесь это выдержка и эквивалентное фокусное расстояние. Чем больше эти два параметра, тем длиннее треки звёзд. На самом деле, нужно учитывать и размер пикселя, но камера у меня одна.
Если уж совсем дотошно (а иначе тут нельзя), то одним из факторов нужно назвать участок неба, который фотографируется. Чем ближе он к полюсу мира, тем меньший путь проделывает звезда по кадру.
На картинке выше (программа Stellarium) изображена область Северного полюса мира. И да, он находится не точно на Полярной звезде. Более того, ПМ смещается из-за прецессии земной оси. К счастью, нам этот фактор особо учитывать не придется :)
Так вот. Здесь мы видим условные линии-окружности (т.н. экваториальная сетка). По ним и двигаются звёзды. И чем дальше точка находится от ПМ, тем больше длина этой окружности. Однако же, угловая скорость у них у всех одинаковая.
E pur si muove!
Итого: чтобы получить фото неба со звёздами в виде точек, а не треков, нужно компенсировать вращение Земли. Давайте разбираться.
Все мы знаем, что сутки равняются 24-м часам. Но это солнечные сутки. Нас же интересуют звёздные сутки. Это именно то время, за которое Земля делает полный оборот относительно далёких звёзд, а не Солнца.
Звёздные сутки на 2000-й год равняются 86164,090530833 секундам. На 2003-й по данным IERS - 86164,098903691 секунд. Разница не велика и не существенна. Более свежих данных на скорую руку не нашел. Да и ладно. Но если у кого-то есть ссылка - прошу поделиться.
ЗС - 23 часа 56 минут 4 секунды. Отклонение от солнечных суток в несколько минут это и есть причина, по которой вводится один день в високосный год и високосные секунды.
Вернемся к расчетам. Период обращения планеты вокруг своей оси мы высчитали нагуглили. Нужно посчитать скорость. Это не сложно. Полный оборот это 360 градусов.
360 / 86164,098903691 = 0,004178074216297 градуса в секунду.
Тысячными долями градуса не так удобно оперировать. Давайте переведём всё в угловые секунды. Здесь тоже ничего сложного - в одном градусе 60 угловых минут. В одной угловой минуте 60 угловых секунд.
0,004178074216297 * 3600 = 15,0410671786702 угловых секунд (ArcSec - "секунда дуги") в секунду времени.
Вот мы и узнали "скорость движения звёзд по небу".
Секунды, секунды, секунды...
А ведь увлекательное это занятие - считать секунды. Я начинаю понимать некоторых личностей...
Следующим шагом мы вычислим требуемую точность. Оценим необходимую погрешность для поставленной цели-минимум. Для себя решил, что проект можно будет считать успешным при достижении выдержки в 30 секунд на объективе с ФР 50 мм. Совсем скромная цель, но давайте для начала посчитаем, какая минимальная выдержка может быть на таком ФР без трекера.
Скорость движения звёзд по небу нам уже известна. Осталось разобраться с камерой. В моём девайсе матрица кропнутая (кроп-фактор 1,5; 23,5 мм х 15,6 мм) и разрешение - 6000х4000.
Воспользуемся специальным калькулятором. По нашим параметрам имеем:
Ширина кадра: 1615,86 угловых минут
Высота кадра: 1065,78 угловых минут
На один пиксель приходится 16,1586 угловых секунд.
Для простоты расчетов предположим, что звезда двигается по прямой, а не по окружности. Это очень грубый расчет, но он позволит хотя бы примерно представить, чего нужно достичь. В теории, такой расчет близко применим для звёзд, находящихся на линии небесного экватора. Могу ошибаться. Поправьте, если не так.
15,0410671786702 / 16,1586 = 0,931 пикселей в секунду.
Почти один пиксель в секунду проходит звезда по кадру! Это означает, что выдержка в 2 секунды уже будет с вытянутой звездой. Конечно, огрехи оптики, атмосфера, сам факт накопления сигнала и прочие факторы не позволят увидеть звезду-пиксель даже при выдержке в 1/2 секунды. Но оно нам и не надо.
В пейзажном астрофото есть "правило 600" (иногда "правило 500"):
600 / (ФР * кроп-фактор) = оптимальная выдержка
Считается, что кадр, снятый с соблюдением этого правила выглядит хорошо, без треков.
600 / (50 * 1,5) = 8 секунд
За 8 секунд по "идеальному расчету" звезды размажутся на ~7,5 пикселей. И это считается нормой. Ну ок. Мне самому не особо нравится такой расклад.
Вот такая занятная табличка получается по расчетам. Отклонение в пикселях, ФР без учета кропа.
Для будущих тестов у меня имеется уже упомянутый объектив 17-50 мм, 135 мм и 300 мм.
На этом моя первая часть - всё.
В следующем посте покажу расчеты параметров трекера, используемые материалы и схему устройства.