§ 29. ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ПЛАНЕТ СРЕДСТВАМИ ЛЮБИТЕЛЯ АСТРОНОМИИ

Любители астрономии и астрономические кружки, имеющие в своем распоряжении телескоп-рефрактор от 135 мм и выше или рефлектор системы Кассегрена с диаметром зеркала от 150 мм и выше, могут заняться фотографированием планет и даже использовать их фотографии с научной целью.

Рис. 51. Фотографии планет, выполненные любителями астрономии: а) Венера (февраль 1977 г.), Народная обсерватория г. Бухареста, б) Марс (август 1956 г.), обсерватория Волгоградского планетария, в и г) Юпитер (октябрь 1976 г.) и Сатурн (февраль 1976 г.), Народная обсерватория Бухареста.

Фокусные расстояния у таких телескопов обычно составляют 2-3 м. Поэтому изображения планет на снимках, полученных в фокусе объектива или зеркала телескопа, будут иметь очень маленькие размеры. В соответствии с формулой (5) § 4 диаметр изображения Юпитера в противостоянии при F=2 м будет равен 0,4 мм, диаметр изображения Марса — почти вдвое меньше.

Рис. 52. Окулярная камера типа «Зенит», установленная на 30-сантиметровом рефракторе обсерватории Волгоградского планетария.

Вследствие этого фотографировать планеты нужно с окулярным увеличением.

Мы опишем устройство двух типов окулярных фотокамер, с успехом применявшихся при фотографировании Юпитера, Марса, Венеры и Сатурна на 200- и 300-миллиметровом рефракторах (рис. 51).

В камере первого типа (рис. 52) фотографирование производится на обычную пленку с размером кадра 24х36 мм. В качестве корпуса камеры лучше всего использовать зеркальный фотоаппарат «Зенит» или «Старт». Преимущество зеркальных аппаратов перед другими состоит в том, что зеркальная система позволяет наблюдать планету непосредственно перед съемкой и выбирать моменты успокоений в атмосфере для производства экспозиций; кроме того, облегчается наводка на планету и фокусировка.

Объектив из аппарата удаляется, и на его место привинчивается металлическая переходная трубка (см. рис. 52), в которой закрепляется окуляр, служащий увеличительной системой. Другим концом трубка привинчивается к окулярному концу трубы телескопа. Положение окуляра в трубке должно быть определено в зависимости от его фокусного расстояния диаметра линзы d и желательного увеличения v с помощью следующих соотношений:

где D и F — диаметр и фокусное расстояние объектива телескопа, - расстояния окуляра от главного фокуса объектива и от пленки (пластинки) соответственно.

Первое из приведенных соотношений вытекает из условий полного использования светового пучка, идущего от объектива телескопа, второе — это формула окулярного увеличения, третье — хорошо известная формула линзы. В случае сложного окуляра расстояния отсчитываются от его главных точек, a d представляет собой диаметр линзы (или ограничивающей ее диафрагмы), обращенной к объективу. Длина трубки будет примерно равна Увеличение и следует брать от 5 до 10 раз.

Для устранения влияния хроматической аберрации объектива и улучшения качества изображения планеты лучше фотографировать со светофильтрами. Для этого в трубке делается прорезь, в которую вставляется металлическая рамка со светофильтрами (см. рис. 52). Размеры светофильтров должны быть таковы, чтобы каждый из них мог полностью перекрыть весь световой пучок. Если светофильтры хорошего качества, рамку можно поставить впереди окуляра, ближе к главному фокусу объектива. Если же светофильтры имеют местные дефекты (царапины и т. п.), рамку лучше поставить ближе к аппарату, но только не у самой пленки.

Фотографирование со светофильтрами может дать интересные результаты в отношении цвета деталей на планетных дисках, если известна кривая пропускания светофильтров и снимки будут калиброваны. О том, как это делается, мы расскажем ниже.

Экспозиции должны быть как можно короче, чтобы колебания воздуха за время экспозиции не испортили изображения планеты. Поэтому рекомендуется применять высокочувствительные сорта пленок (чувствительностью 130—250 единиц ГОСТ) типа «Изохром» или «Изопанхром», контрастные. Однако пластинки и пленки высокой чувствительности имеют довольно большой размер зерна фотоэмульсии. Поэтому выбор чувствительности должен зависеть от размера изображения планеты. Можно рекомендовать следующие предельные значения чувствительности пленок:

Подбор экспозиций производится путем получения снимков при различных экспозициях, возрастающих в геометрической прогрессии. Выбирается такая длительность выдержки, при которой изображение планеты имеет среднее почернение и наибольшую контрастность деталей.

Для ориентировочного выбора экспозиции можно воспользоваться табл. 8, составленной для эффективного относительного отверстия телескопа (равного отношению ).

Таблица 8

При ином эффективном относительном отверстии экспозицию нужно изменить обратно пропорционально светосиле. Например, при эффективной светосиле 1 : 65 на пленке чувствительностью 250 ед. ГОСТ Юпитер нужно снимать с экспозицией 0,1 сек. При съемке со светофильтрами экспозиция зависит, кроме того, от густоты фильтра и подбирается опытным путем.

Очень важным элементом подготовки к фотографированию планет является фокусировка камеры. Грубая фокусировка производится (для каждого светофильтра отдельно) по изображению планеты, видимому через зеркальную систему камеры. Точная фокусировка производится по следам звезд, получающимся при выключенном часовом механизме. Нужно добиться, чтобы следы звезд были наиболее тонкими и резкими.

Процесс фотографирования зеркальной камерой заключается в том, что наблюдатель, наведя телескоп на планету, установив положение фокуса и поставив светофильтр, смотрит в окно зеркальной системы на диск планеты и ждет момента успокоения атмосферы. При пользовании другими камерами нужно смотреть в искатель или трубу-гид. Когда диск планеты становится четким и спокойным, наблюдатель с помощью тросика делает экспозицию, после чего перематывает пленку на новый кадр, одновременно взводя затвор.

Рис. 53. Окулярная камера с кассетной частью от аппарата «Фотокор», установленная на 30-сантиметровом рефракторе обсерватории Волгоградского планетария.

Поскольку в большинстве случаев придется пользоваться экспозициями, большими 0,04 сек, надо потренироваться в производстве от руки выдержек в 0,1 сек, 0,2 сек, 0,3 сек и т. д.

Можно также воспользоваться метрономом, а при больших экспозициях — секундным маятником часов, открывая и закрывая затвор под его удары.

Камера второго типа рассчитана на фотографирование на пластинках. Кассетная часть в ней может быть взята от старого фотоаппарата (типа «Фотокор») или изготовлена в мастерской. Затвор следует использовать типа «Компур», который дает автоматически экспозиции в сек и более короткие. Для крепления камеры к телескопу, как и в первом варианте, изготовляется переходная трубка. Нужно только позаботиться о жесткости камеры, для чего ее надо укрепить металлической П-образной полосой (рис. 53).

Наводка и грубая фокусировка в этой камере делаются по матовому стеклу, а точная фокусировка и подбор экспозиций — так же, как и в первой камере. При фотографировании можно на одной пластинке 9x12 см получить несколько десятков снимков планеты, располагая их правильными рядами в строго определенном порядке, который нужно записать в журнал наблюдений. Для этого после первого снимка, который делается в одном из углов рабочего поля пластинки (например, в левом нижнем), телескоп чуть-чуть смещают ключом по склонению на заранее рассчитанную величину, чтобы изображение планеты приблизилось к центру, после чего делают второй снимок. Когда изображение планеты перейдет к левому верхнему углу, телескоп смещают по прямому восхождению и делают второй ряд снимков и т. д. Чтобы не перепутать потом углы пластинки, в левом нижнем углу простым карандашом по эмульсии проставляется номер пластинки.

Следует помнить, что для снимков не всегда можно использовать всю площадь пластинки. Диаметр рабочего поля пластинки L определяется из соотношения

где I — диаметр трубки в фокальной плоскости. Если, однако, в трубке имеются диафрагмы, поле может быть меньше, а потому определять его нужно либо графическим построением хода лучей в камере, либо из наблюдений. Однако даже в пределах рабочего поля освещенность к краям пластинки убывает из-за так называемой фотометрической ошибки поля.

Поэтому если снимки предполагается использовать в фотометрических целях, эта ошибка должна быть учтена. При не очень больших угловых расстояниях w планеты от центра поля зрения освещенность ее изображения обратно пропорциональна

При фотографировании планет нужно обратить особое внимание на тщательную запись наблюдений в журнал. В журнале должны быть указаны: номер пленки или пластинки, номер кадра или снимка, дата, время (с точностью до 1 минуты), светофильтр, величина экспозиции, положение кремальеры. В примечаниях следует указывать условия наблюдений (ясно, дымка, Луна, рассвет и т. д.), а также все обстоятельства фотографирования.

Чтобы полученные снимки можно было использовать в фотометрических целях, их нужно прокалибровать, т. е. впечатать на ту же пластинку или пленку шкалу почернений от трубчатого фотометра или ступенчатого ослабителя. Для этого пластинка или отрезанный кусок пленки вставляется в трубчатый фотометр и подвергается экспонированию. Источником света может служить белый экран, освещенный светом сумеречного неба, а также равномерное по яркости пасмурное небо, поверхность свежевыпавшего снега и т. д. Фотометр должен быть прикрыт тем же светофильтром, который применялся при фотографировании. Экспозиции при калибровке должны быть близки к рабочим экспозициям. Для калибровки можно использовать краевые части пластинки. В журнале калибровки нужно отмечать номер пластинки или пленки, условия калибровки (источник света, экспозиция, светофильтр), дату и время. Если калибровка производилась на отдельном куске пленки или на другой пластинке (но обязательно из той же пачки, что и использованная для фотографирования планеты), обе пленки или пластинки должны проявляться одновременно, в одной кювете или бачке. Можно рекомендовать следующий рецепт проявителя для проявления снимков планет:

Время проявления 6—8 мин. при температуре 18- 20 °С. Фиксирование производится в обычном кислом фиксаже. После фиксирования пластинки или пленки нужно тщательно промыть в проточной воде в течение 45 минут и высушить.

После окончания фотографической обработки пластинок их надо сопоставить с журналом наблюдений и аккуратно пронумеровать все снимки на самой пластинке или пленке (простым карандашом по эмульсии или тушью по стеклу или целлулоиду).

Дальнейшая обработка фотографий планет как для фотометрических целей, так и для определения координат деталей, может производиться под руководством специалистов в случае наличия необходимого лабораторного оборудования (микрофотометр, прибор для точного измерения фотографий).