Benvenuti in questo tutorial di approfondimento dove scopriremo cosa serve per fare astrofotografia. Ossia quali sono strumenti e attrezzature necessarie per riuscire a realizzare ottime foto degli oggetti celesti.
Ma capiremo anche come sceglierli, come evitare oggetti inutili e quindi spendere soldi senza ragione. Vedremo anche come combinare al meglio e connettere adeguatamente tra loro queste componenti.
L’insieme di questi strumenti prende in gergo in nome di setup.
Cosa serve per fare astrofotografia
Partendo dalle nostre conoscenze in fatto di fotografia, per similitudine, a logica alla domanda cosa serve per fare astrofotografia potremo rispondere:
- obiettivo
- fotocamera
Perchè – siamo portati a pensare – anche se di oggetti lontanissimi, si tratta sempre e comunque di foto. E il ragionamento è corretto, almeno in teoria.
Approfondiamo i due elementi, e partiamo dalla lente.
Cosa serve per fare astrofotografia: obiettivi fotografici o telescopi
Il primo punto da fissare è che si tratta di oggetti lontani, piccoli, quindi a logica servono si obiettivi, ma certamente dei teleobiettivi. E su questo ci siamo.
Anche i grandagolari si usano, ma solo per un particolare tipo di astrofotografia: Via Lattea associata a un paesaggio. Ossia quello che gli anglofoni chiamano landscape astrophotography.
Per qualche nebulosa molto grande e per la galassia di Andromeda possono andare bene anche tele da 200/300mm, ma gia per Luna e Sole servono focali di almeno 500/600mm e con crop. Se ci interessano oggetti più piccoli, tra cui galassie e pianeti, la focale necessaria sale notevolmente. Parliamo di migliaia di mm.
In termini ottici non è detto che i normali tele fotografici siano da evitare del tutto, anzi, ci sono tanti appassionati che li usano e ne ottengono anche buone immagini. Ma queste lenti, proprio come progettazione, non nascono per fotografare oggetti nello spazio.
I loro difetti ottici emergono evidenti quando si usano per questo scopo, anche se si tratta di supertele di eccellente qualità.
É necessario quindi usare uno strumento ottico specifico, nato per questo uso, che si chiama telescopio. Simile come forma ai teleobiettivi, esso ha una costruzione ottica più semplice e studiata per le caratteristiche dei soggetti astronomici.
Tipi di telescopi per astrofotografia
Esistono due tipi di telescopi che sono adatti all’astrofoto, e vengono distinti in base a struttura ottica e costruzione:
- riflettori
- rifrattori
Il rifrattore è un tubo con alcune lenti, detta davvero in parole semplici. Si tratta della tipologia di telescopio usato (non inventato) da Galileo Galilei per le sue osservazioni. Generalmente ha una lente frontale, collocata all’estremita del tubo rivolta verso il cielo, e una, due o tre lenti dal lato opposto.
A seconda del numero totale di lenti viene detto:
- doppietto frontale + 1
- tripletto frontale + 2
- quadrupletto frontale + 3
Generalmente la qualità è maggiore nelle configurazioni a 3 lenti piuttosto che nei doppietti.
Il riflettore, invece, è composto da specchi, non da lenti. Questo è il tipo di telescopio inventato da Newton. Si compone di un grosso specchio, detto principale e collocato nel tubo dal lato opposto a quello rivolto verso il cielo, e di uno più piccolo, posizionato vicino all’apertura.
Differenze tra rifrattori e riflettori
A parte il come sono fatti, ossia lenti uno e specchi l’altro, essi hanno alcune caratteristiche specifiche che li differenziano.
I riflettori sono generalmente piu corti e di diametro maggiore. E offrono lunghezze focali di molto superiori. Inoltre, il costo dei rifrattori è generalmente più alto.
Per contro, su focali non eccessive, i rifrattori risultano più maneggevoli, robusti e facili da gestire rispetto agli altri.
Nel campo dei riflettori esistono poi varie configurazioni costruttive, ciascuna con sue specifiche peculiarità, che contano molto nella scelta in considerazione di cosa vogliamo fotografare.
Alcuni infatti hanno i due specchi montati in modo diverso dal classico “newtoniano” e questo permette di diminuire ancora di più la lunghezza del tubo a parità di focale. Cosa utilissima per focali molto elevate, dell’ordine di migliaia di mm.
Che telescopio scegliere per fare astrofoto
Tutto va bene, qualcosa va meglio. Non esiste la soluzione perfetta, e neppure quella che va bene per tutto. Vediamo però alcuni punti fermi.
Su focali basse e medio/basse i rifrattori sono una ottima scelta, ma già andando oltre i 500/600mm costo, dimensioni e peso iniziano a farsi sentire. Parlare di rifrattori da 800/900mm significa essere già al limite tecnico delle loro possibilià (ovviamente parliamo sempre di strumenti amatoriali).
Il problema costo è facile da capire, dimensioni e peso meno. Ma sappiate che per sostenerli servono poi speciali treppiedi detti montature (poi vedremo cosa sono) molto robusti, che siano in grado di sostenere forti pesi e anche grandi ingombri, Quindi molto costosi.
Sulle grandi focali (già oltre 800mm) la scelta è una sola: riflettori.
Poi dobbiamo decidere se optare per quelli con configurazione ottica di tipo “newton” oppure una delle sue varianti.
I primi sono molto semplici, anche economici rispetto agli altri, di più facile gestione, ma tendono a essere grandi; sempre di più al crescere della focale.
Varianti della configurazione, come i “Cassegrain”, sono invece più corti a parità di focale. Ma costano di più e hanno problematiche di uso aggiuntive.
Spianatori, riduttori e correttori
Il telescopio da solo non basta per fare astrofoto. Serve aggiungere un elemento ottico.
I rifrattori hanno bisogno di un accessorio che serve a rendere uniformi le prestazioni ottiche su tutta l’inquadratura, piuttosto che solo nel cerchio centrale.
Si chiamano spianatori e associano un effetto riduttore della lunghezza focale. Per fare osservazione non sono strettamente necessari, ma per fare foto si.
Anche i riflettori hanno bisogno di un accessorio simile, il correttore di coma (un difetto ottico).
Quindi, oltre al telescopio dovete mettere in conto questa spesa aggiuntiva, che spesso non è da poco.
Cosa serve per fare astrofotografia: fotocamera o camera astronomica
Passiamo ora all’elemento che si occupa di registrare le immagini che arrivano dal telescopio, o teleobiettivo. Parliamo naturalmente della fotocamera.
La classica fotocamera, reflex o mirrorless che sia, ha però un problema: non è sensibile a una specifica lunghezza d’onda che è invece riccamente presente negli oggetti dello spazio. Parliamo del colore di luce che viene emesso dal gas Idrogeno (nel suo stato detto “alfa”) quando riceve energia.
Diffusissimo nelle nebulose, esso si comporta come il gas neon nei tubi fluorescenti per iluminazione, o il gas xeno nei fari delle auto: se riceve energia emette luce. Una luce, nel caso dell’Idrogeno alfa (Ha), di colore rosso che sconfina nell’infrarosso.
Ebbene, a causa del filtro blocca IR e UV che viene messo di fabbrica sul sensore, le normali fotocamere stentano a vedere la luce di Ha. Quindi, fotografando nebulose con una comune macchinetta commerciale perderemo tanto della loro meraviglia.
La comune fotocamera è adatta invece a fotografare oggetti celesti nei quali non è presente Ha, o è irrilevante. Ad esempio le Pleiadi o gli ammassi stellari in generale, come anche le galassie. Come è utilizzabile, pur con qualche penalizzazione sulle aree Ha, per la Via Lattea, con e senza paesaggio.
Le alternative da scegliere per fare astrofotografia sono:
- modificare una fotocamera commerciale, togliendo il filtro blocca IR/UV e sostituendolo con un apposito filtro per astrofotografia
- comprare una camera astronomica
Si può iniziare con una normale fotocamera, certo, ma poi troverete inevitabile voler “vedere tutto”, tutto il rosso/magenta emesso da Ha. La modifica è una opzione, certo, ma è irreversibile. E costa 200/300 euro come minimo.
Dall’altro lato però, una camera astronomica costa molto molto di più. Ne esistono di vari produttori e hanno sensori di differenti formati, dalle costosissime full frame (24*36mm) alle APS, fino a elementi sensibili di dimensioni molto ridotte.
Le camere astronomiche FF non comportano fattore di crop sull’immagine, ma ricordate che le APS hanno crop 1.5x e man mano che andate su sensori più piccoli questo rapporto di ritaglio aumenta. Questo “accresce” la lunghezza focale del vostro telescopio.
Queste camere sono molto diverse dalle nostre fotocamere: appaiono come dei cilindri privi di pulsanti e selettori, ma solo con l’apertura lato sensore e una serie di connettori dal lato opposto. Esse infatti vanno sempre collegate a un computer (dedicato astro o normale PC) per poter operare. Non sono fatte per lavorare stand alone.
Astrocamere: colori o bianco e nero
Se la fotocamera tradizionale, standard o modificata astro, è sempre a colori, lo stesso non vale per le camere astro.
Esse esistono anche monocromatiche.
Non perchè qualcuno oggi voglia fare foto in bianco e nero agli oggetti del cielo, ma perchè esiste un modo diverso di fare astrofotografia oltre a quello classico a colori. In questo caso la foto è sempre ottenuta dall’interpolazione di un serie di scatti (stacking), ma sono comunque tutti scatti a colori.
Con le camere astro monocromatiche si lavora in maniera diversa, applicando davanti speciali filtri che permettono il passaggio di una sola ristrettissima lunghezza d’onda. Si ottiene si una foto monocromatica, ma essa è riferita solo alla luminosità di un preciso colore.
I colori di cui parliamo sono quelli emessi da gas molto comuni negli oggetti celesti, tre in particolare. Uno lo conosciamo già, Ha, idrogeno alfa. Gli altri sono Zolfo 2 e Ossigeno 3. Si abbreviano in:
- Ha
- OIII
- SII
Per ciascuno abbiamo un colore definito e quindi usiamo uno specifico filtro.
Alla fine di questo tipo di riprese si ottengono quindi dei parziali, ossia tre foto bianco e nero. Esse vengono poi ricomposte in postproduzione assegnando a ciascuna uno dei tre canali RGB.
Ad esempio, la foto BN di Ha prende il verde, quella di S2 prende il rosso e quella di OIII il blu. Cosi avremo una bellissima immagine a colori. Ma falsi colori, ossia non reali.
Scegliere di usare una camera astro monocromatica richiede quindi poi l’acquisto di 3 filtri specifici e di un porta filtri.
Il portafiltri può essere:
- cassetto a filtro singolo (a ogni cambio va estratto per sostituire il filtro a vite)
- rotante manuale (basta ruotare il disco per posizionare il filtro voluto)
- rotante automatico (rotazione motorizzata comandata dal computer)
Il costo aumenta dal primo al terzo della lista.
Cosa manca ora ?
Una volta assemblato l’insieme telescopio/teleobiettivo + fotocamera/camera astro lo dobbiamo:
- sostenere
- controllare
Supporti per astrofotografia: cavalletto o montatura
Se nella fotografia tradizionale esiste il treppiede, o cavalletto alla volgar maniera, lo stesso c’è nell’astrofotografia e si chiama montatura.
Ma con la differenza che, pur dovendo essere ben stabile, il cavalletto fotografico insegue anche una certa leggerezza. I materiali usati sono alluminio o addirittura carbonio. Solo i treppiedi da studio sono grandi e pesanti.
La montatura ha invece come unico requisito la stabilità assoluta. Deve infatti sostenere un peso molto maggiore, con dimensioni notevoli che portano in gioco anche l’effetto leva, e per giunta in movimento.
Si, perchè sul cavalletto c’è la testa, ossia il blocco meccanico che sostiene e orienta la macchina fotografica. In fotografia è manuale, a 3 assi o sfera, ma serve solo a posizionare la fotocamera per l’inquadratura; poi si serra e blocca per restare saldamente ferma.
La testa della montatura invece si muove: ruota su due assi per contrastare la rotazione terrestre e mantenere il puntamento sull’oggetto celeste che stiamo fotografando. Non dimenticate infatti che la rotazione della Terra attorno al suo asse crea una illusione di movimento delle stelle.
Se non facessimo “inseguire” le stelle dalla testa della montatura, tutte le nostre astrofoto uscirebbero mosse: mosso da movimento.
Il tradizionale treppiede da fotografo, anche se robusto e affidabile, va bene per montare un astroinseguitore. Per un telescopio serve una montatura.
Le montature possono essere in configurazione altazimutale (AZ) oppure equatoriale (EQ). Molte sono reversibili tra le due. Per l’astrofotografia serve la configurazione equatoriale.
Controllare il setup astrofoto
Nel nostro percorso per capire cosa serve per fare astrofotografia siamo arrivati ad avere un setup composto da:
- telescopio/teleobiettivo
- fotocamera/camera astro
- il tutto montato su una montatura in configurazione equatoriale
Ora dobbiamo far lavorare tutto questo. Per farlo abbiamo due alternative:
- mini computer dedicato
- PC (desk o portatile)
Serve quindi un computer che controlli la montatura e scatti le foto per noi. Se ne può fare a meno? In teoria si, ma in realtà no.
Perchè la montatura ha una peculiarità operativa (che ha anche l’astroinseguitore). Deve essere allineata.
Il suo asse di rotazione principale deve essere orientato perfettamente parallelo all’asse terrestre. Questo si fa puntandolo verso la stella Polare e poi affinando il puntamento con uno dei vari sistemi disponibili.
Il puntamento deve essere perfetto, al centesimo di grado, pena il non riuscire a far seguire l’oggetto che stiamo fotografando per i tempi di scatto necessari. Tra i vari metodi di puntamento, quelli assistiti da PC sono i più affidabili e veloci, gli altri sono una vera croce
Ma una volta fatto l’allineamento, per perfetto che voglia essere, è necessario poi verificare che rimanga tale nel tempo. Per questo si usa un ulteriore piccolo telescopio, con relativa astrocamera, che viene chiamato “sistema di autoguida”.
Si monta parallelo al telescopio, ha la camera collegata al pc di controllo e rappresenta un ulteriore costo da mettere in conto. Verifica l’allineamento di continuo: comunica i dati al PC che invia alla montatura le correzioni da fare.
Solo così è possibile far restare puntato correttamente l’oggetto fotografato per i tempi di scatto di 1, 2, 5, anche 10 minuti che si usano di norma in astrofoto.
Accessori per astrofoto
Dopo aver assemblato il nostro setup, nel chiederci cosa serve per fare astrofotografia scopriamo che mancano alcuni accessori.
Fasce anticondensa
A meno di non essere nel deserto, dovremo fare i conti con l’umidità atmosferica. Che di notte, al calare della temperatura, tende a condensare sulle lenti frontali degli strumenti ottici: telescopi e teleobiettivi, ma anche l’autoguida.
Per evitarlo dobbiamo avvolgere attorno al barilotto, all’altezza della lente frontale, una speciale fascia elastica detta “anticondensa”, che si collega a una fonte di alimentazione e si scalda, evitando il formarsi della condensa sulla lente.
Sono la cosa che costa meno tra tutte.
Filtri anti inquinamento luminoso
Se fotografiamo a colori, e non siamo in un luogo remoto privo di inquinamento luminoso, quasi sempre è necessario usare un apposito filtro, che riduce le emissioni di luci artificiali diffuse nel cielo dall’umidità dell’aria.
Ce ne sono di vari tipi, vari produttori e varie capacità di taglio delle lunghezze d’onda fastidiose. Si rivelano molto utili, ma costano.
Se invece abbiamo deciso di usare una astro camera monocromatica e il set di 3 filtri Ha, OIII e SII allora non ci dobbiamo preoccupare dell’inquinamento luminoso. Perchè questa tecnica di ripresa è studiata proprio per superare questa problematica.
Conclusioni
Tutto questo serve a capire in dettaglio cosa serve per fare astrofotografia. Poi, ovviamente, ciascuno degli elementi del nostro setup va scelto in base agli altri e in funzione di quello che vogliamo fotografare, ma per questo vi rimando all’apposito tutorial.
Per focalizzare, anche un po’ in maniera giocosa, quella che potrebbe essere l’evoluzione del nostro setup: dal primo, ricavato riassemblando i componenti della nostra attrezzatura fotografica tradizionale, al più evoluto cui potremo approdare se l’hobby ci piace, vi indirizzo al tutorial pratico sui setup .