Asztrofotózás módosított DSLR kamerával

Az elmúlt években készült gyönyörű képek a galaxisokról, ködökről, üstökösökről valószínűleg már mind módosított DSLR kamerával készültek. A hagyományos DSLR-ek már átvették az uralmat a fotográfia világa felett, mi késztethet mégis egy komolyabb beavatkozásra egy asztrofotózni vágyót, ha a boltok polcain szinte tökéletes DSLR kamerákat kaphat?

A kérdés megválaszolásához vizsgáljuk meg ezeknek a kameráknak a fő felhasználási módját. A DSLR fényképezőgépeket úgy tervezték, hogy lemásolják az emberi szem fényre adott válaszát, ahogyan az analóg elődök színes filmes megoldása is ezt tette. Szemünk az elektromágneses spektrum egy szűk tartományára érzékeny: az ibolyától a mélyvörösig. A DSLR-ek célja, hogy ugyanerre a tartományra legyenek érzékenyek, hogy az általuk készített kép minél inkább hasonlítson arra, amit szabad szemmel látunk.

Azonban a DSLR kamerák CMOS érzékelője sokkal szélesebb spektrum tartományra érzékeny, mint az emberi szem: az ultraibolyától (UV) az infravörösig (IR). Ha ez az információ is belekerülne a képbe, akkor az természetellenes hatású lenne; például a fák lombja sokkal világosabbnak tűnik infravörös fényben, mint a látható hullámhosszon, és ez torzítaná a kép színegyensúlyát. Ennek a különbségnek a kompenzálására a gyártók üvegből készült szűrőket tettek az érzékelő elé, hogy a nem kívánatos fényt kiszűrjék, így az érzékelő úgy viselkedhet, mint az emberi szem.

Canon EOS DSLR kamerák beépített szűrője (kék)
Baader asztrofotós szűrő (piros)
Asztrofotózáshoz nélkülözhetetlen hidrogén-alfa hullámhossz (zöld)

Ezek a szűrők tökéletesen működnek a mindennapok pillanatainak fotózásakor, de gyorsan felmerül egy probléma, ha asztrofotózni kívánunk velük. Sok csillagászati objektum olyan hullámhosszon sugároz, amit ezek a szűrők kiszűrnek (ahogy az emberi szem is). Különösen a hatalmas ionizált hidrogéngáz felhők fluoreszkálnak a spektrum mélyvörös tartományában: ez a hidrogén-alfa (Hα), azaz a 656.3 nanométeres hullámhossz. A dedikáltan asztrofotós DSLR-eken kívül az összes kiszűri ennek a fénynek több, mint 80%-át, így láthatatlanná téve a legfényesebb ködökön kívül mindent.

A probléma elkerülésének érdekében a műszerész hajlamú amatőrök gyakran eltávolítják ezt a szűrőt, vagy kicserélik egy csillagászathoz alkalmasabb szűrőre. Ez nagy mértékben kibővíti a kamera érzékenységét a Hα és egyéb hullámhosszokra. A kamerák szűrőinek cseréjéhez bár található leírás a weben, de a mikroelektronikában kevésbé jártas amatőröknek nem ajánlott belevágnia, elég egyetlen hibát véteni, hogy pl. egy statikus töltéssel tönkretegyük az egész kamerát. Azt is figyelembe kell venni, hogy a kamera házának felnyitása érvényteleníti a garanciát. A hazai két ismertebb távcső bolt szolgáltatásai között szerepel, hogy szakszerűen elvégzik a beavatkozást néhány tízezer forintért.

A beavatkozást többféle módon is el lehet végezni, vegyük sorra ezeket.

A módosítás típusai

Háromféleképpen lehet megoldani a problémát. Az első, hogy teljesen eltávolítjuk a szűrőt és egy vékony, sima üveglappal helyettesítjük a szenzor védelme érdekében. Ebben az esetben bár a kamera érzékelője érzékeny lesz a teljes spektrumra, fel is vet néhány problémát.

A szűrő üveganyaga növeli az összetartó fénysugár fókuszpontját az üveg vastagságának 1/3 részével. A szűrő eltávolítása teljesen megváltoztatja az objektívlencse és az érzékelő közötti tényleges optikai távolságot, ami megakadályozhatja, hogy egyes objektívekkel fókuszálni lehessen távolabbi tárgyakra. Ezenfelül, az autofókusz mechanizmusai és az optikai kereső többé nem lesz a CMOS szenzor fókuszpontjára kalibrálva.

Ez a probléma kizárólag csak azokban az esetekben nem okoz gondot, ha a DSLR gépet csak asztrofotózásra használjuk és csak távcsövön keresztül, ugyanis a távcsövek jóval a végtelen jelzésen túl is képesek fókuszálni. Azonban ha semmilyen IR szűrőt sem használunk, akkor az IR spektrum teljesen felborítja a kép színegyensúlyát. Ezenfelül a refraktív (fénytörő) optikák az infravörös fényt egy kicsit eltérő pontba fókuszálják, mint a látható fényt, így a csillagok képe picit felfúvódottnak tűnik. Egyik távcsőtípus sem mentes ettől a problémától, korrekciós lencsére van szükség a fényútban. Ezen túl szükség van egy szűrőre is, ami blokkolja az IR fényt, de a számunkra fontos Hα hullámhosszot átengedi.

A második lehetőség, ha a szűrőt eltávolítva, annak helyére azonos vastagságú optikai üvegből készült lapot teszünk, ami lehetővé teszi, hogy minden hullámhossz fókuszba kerüljön. Ez megőrzi a kamera autofókusz képességét, és a látható fényen túl az UV és IR hullámhosszok (ezen belül a fontos Hα-val) rögzítésére is képes lesz. Azonban továbbra is problémát jelent a természetellenes színek jelenléte nappali fotózásnál, illetve a felfúvódott csillagok is megmaradnak a képen az IR torzult fókusza miatt. Ezek kiküszöbölhetők a fényútba helyezett szűrők segítségével.

A harmadik opció, hogy kicseréljük a kamera szűrőjét egy olyanra, ami továbbra is szűri az IR és UV fényt, de a számunkra fontos Hα hullámhosszot átengedi. Ezzel lehetővé válik, hogy nappali fotózásra is alkalmas maradjon a kamera, bár a fehéregyensúly itt is felborulhat és manuális beállításra lehet szükség ezentúl.

Bárhogy is módosítjuk kameránkat, a Hα hullámhossz átengedése jelentősen javítani fog képeink minőségén, sokkal több részletet fedve fel a ködös objektumokból. Mivel a Hα nem érzékeny az ember által előállított fényszennyezésre, ezért a nagyvárosi fényben is kiválóan rögzíthetővé válnak a Hα-t sugárzó objektumok.

Írta: astroboy

Tóth Csaba vagyok, 33 éves. Tüsiként ismerhet a Csillagváros (a Magyar Csillagászati Egyesület hivatalos fóruma) népe, ahol moderátorként tevékenykedem.