Строительство астросетапа. Часть 1. Светосила.

В данном разделе статей хочу поделиться с вами своими мыслями и наработками по проектированию и строительству сетапа для астрофото. Скажу сразу, что я не имею большого опыта использования различного рода телескопов и аксессуаров к ним. Однако, ежедневно читая форумы и другую информацию в интернете, анализируя результаты тестирования различного оборудования и используя теорию, хочу выразить свое видение по созданию сетапа для астрофото (астросетапа).

Начнем. Часть первая - Светосила.

Светосила телескопа равна квадрату отношения апертуры к фокусному расстоянию телескопа. На примере моего телескопа Celestron 1100 Edge HD, где f=2800mm, D=280mm, получаем (280/2800)ˆ2=1/100, где D/f является относительным отверстием телескопа и D/f=1/F, где F - относительный фокус. Преобразовав данную формулу можно получить F=f/D. Чем меньше это значение, тем больше светосила телескопа. Для моего телескопа это значение равно F=2800mm/280mm=10. Из многих источников информации можно почерпнуть следующее: чем больше светосила телескопа, тем он лучше для астрофото. Честно говоря, я хотел бы оспорить это устойчивое мнение. Я понимаю, что это будет выглядеть как "моська против слона", но все же попытаюсь.

Давайте возьмем для примера два телескопа с одинаковой апертурой и разным относительным фокусом. К примеру, первый телескоп - D=300mm, f=1200mm, F=4 и второй - D=300, f=3000mm, F=10.

Как вы думаете, что мы делаем, когда снимаем какой-то участок неба? Правильно, мы копим фотоны, которые, падая на сенсор камеры, "преобразуются" в свободные электроны. Теперь следующий вопрос. Как вы думаете, количество фотонов от одного и того же объекта, которые попадут в вышеуказанные телескопы, будет одинаковым или разным? Правильно, одинаковым. Можно провести похожий эксперимент. Возьмем два одинаковых ведра по диаметру, только одно глубокое, а второе мелкое и поставим их под дождь. Через какое-то время измерим объем жидкости в них. Понятно, что он будет одинаковым.

Возникает вопрос, почему мы говорим о том, что телескоп с F4 является светосильным и более предпочтительным для астрофото? Будто бы он быстрее собирает фотоны и выдержки на нем можно делать короче, нежели на втором (F10). Я правильно повторяю данную аксиому?

Из приведенного выше примера с ведрами мы понимаем, что количество капель, падающих в ведра в единицу времени, будет одинаковым. Точно также и с фотонами. Независимо от светосилы телескопа, количество фотонов, "собираемых" равными апертурами от одного и того же объекта, будет одинаковым при условии, что зеркала (линзы) имеют равную отражающую (пропускную) способность. Одинаковое количество фотонов достигнет сенсора камеры. Что же происходит с фотонами на самом сенсоре, куда они исчезают на втором телескопе? Они никуда не исчезают. Второй телескоп с F10 распределяет фотоны на большую площадь сенсора, т.е. один и тот же объект будет иметь различные линейные размеры на сенсоре первого и второго телескопа. Эти размеры будут отличаться в 2.5 раза. Если на телескопе с F4 линейный размер объекта на сенсоре камеры будет составлять 1mm, то на F10 - 2.5mm. Площадь, на которой будет размещаться один и тот же объект, будет отличаться в 6.25 раза, т.е. на F4 - 1mm*2, а на F10 - 6.25mm*2.

Наконец-то мы подошли к самому интересному!!! Давайте установим на первый телескоп сенсор с размером пикселя 1х1mm, а на второй телескоп 2.5х2.5mm (включим bin2 Wink ). Что в итоге?

Мы получим два астросетапа с одной и той же светосилой, потому что одно и тоже количество фотонов будет собираться на одном пикселе. Crazy

Любой астросетап с F10 превращается в F5, путем включения bin2 на сенсоре камеры!

Итак, понятие светосильного телескопа, как мне кажется, пришло из визуальных наблюдений. В них можно четко видеть разницу между двумя этими телескопами, потому что мы смотрим глазом, у которого размер "пикселя" одинаков. Понятно, что если применять один и тот же сенсор с одинаковым размером пикселя в приведенном выше примере, мы также получим разницу на снимке.

При создании астросетапа, помимо самого телескопа, нам необходима еще и камера с сенсором. Правильно выбрав ее, мы может получить на менее светосильном телескопе результат не хуже, чем на светосильном, а порой и лучше. Об этом я вам расскажу в следующей статье.

По этому принципу работает

Дмитрий написал:

По этому принципу работает редуктор фокуса, сжимает изображение до меньших угловых размеров.

Получается, что увеличение

Дмитрий написал:

Получается, что увеличение детализации снимка зависит исключительно от апертуры (при одинаковых параметрах матрицы) и времени накапливания сигнала.

Да. Разрешение в теории

Andrei Ioda написал:

Да. Разрешение в теории зависит от апертуры, но как правило разрешение упирается в качество атмосферы. И какой бы не была апертура, при плохом "небе", разрешение будет "плохим".

Снимаю на 8 дюймов и слышал,

Дмитрий написал:

Снимаю на 8 дюймов и слышал, что 11 дюймов - это предел апертуры свыше которого прирост разрешения практически сводится к нулю атмосферой. Как вы считаете, на сколько это верно?

И да, и нет. Чем больше

Andrei Ioda написал:

И да, и нет. Чем больше апертура, тем ярче объект. Так что увеличение апертуры все же дает прирост разрешения, особенно на темных объектах.