– et alternativ til visuelle observationer ?

fortalt af Claus Bagger og Flemming Andreassen 

Når man observerer visuelt er det i høj grad en naturoplevelse og en æstetisk oplevelse, hvor nattehimlen, ens teleskop, ens syn og observationserfaring tilsammen definerer, hvilke objekter man kan observere og hvordan man opfatter dem. Men uanset hvor erfaren man er som observatør, så vil de fleste svage deep sky-objekter  -sat på spidsen- opfattes som grålige tågede klatter med mere eller mindre struktur, selv når man observerer dem med indirekte syn. Det at ens sanser presses til det yderste sammen med den æstetisk smukke oplevelse af at stå og se objekterne med egne øjne, er det, som gør visuel astronomi til noget særligt.

Mange visuelle observatører har prøvet at have observeret meget spændende, men svage objekter, f.eks. galaksehobe i Virgo. Selv på de allerklareste nætter kan man måske opfatte objekter ned til ca 16. størrelsesklasse med en 20” kikkert. Dermed er man i grænseområdet for, hvad der kan kaldes at observere og konstaterer at man overhovedet har opfattet et objekt.

Det er ved at være en del år siden at de første såkaldte low-light videokameraer kom på markedet, kameraer dedikeret specielt til astronomisk brug. I flæng kan nævnes: Astrovid Stellacam, Gstar og Mallincam.

En stor del af de amatørastronomer, der anskaffer sig et low-light kamera benytter det sammen med et mindre EQ- eller gaffelmonteret teleskop med præcis tracking. Det er de færreste, der vælger at anskaffe et sådan videokamera for at benytte det sammen med en Dobsonian kikkert, som jo er specielt beregnet til visuelle observationer.

Denne artikel fortæller om to personers oplevelser med to af tidens hotte produkter : MallimCam Universe og MallimCam Extreme kameraerne. Fortællingen tager udgangspunkt i to visuelle observatørers erfaringer på godt og ondt og giver et indspark i diskussionen om, hvad man som observatør gerne vil have ud af en aftens anstrengelser sammen med sit udstyr. Vi er begge i besiddelse af en Obsession 20” F/5 kikkert. Vores tilgang har derfor også været at vurdere, hvorvidt disse kameraer kan supplere vores værktøjer som visuelle observatører eller om kameraerne ”blot” skal betragtes som gimicks til den store hob af kameraer, som allerede findes til astrofotografering.

Claus observerer fra Birkerød, ca. 2 km nord for centrum af byen og har en visuel grænsestørrelsesklasse på omkring 6m2 fra dette sted. Han har benyttet MallimCam Universe.

Flemming observerer fra Brorfelde, som jo er kendt for sit tidligere professionelle observatorium tæt på sit hjem. Stedet hér er dejligt mørkt og frembyder nætter med en grænsestørrelsesklasse på 6m7. Flemming fortæller om Mallimcam Extreme.

Nedenfor gennemgås vores erfaringer med hvert af disse kameraer, som begge i øvrigt ejes af Flemming.

 

Generelt om brug af MallinCam kameraerne

Begge kameraer kræver 12 V strømforsyning med minimum 3A, hvilket altså kræver en kraftig strømforsyning, som vist til højre. Dette kan give visse udfordringer i.f.m skift fra eet objekt til det næste, hvor man skal sikre sig, at ledningen er lang nok til hoppet fra det ene objekt til det næste. Det lyder banalt, men i Claus’ tilfælde betød det, at han forsigtigt skulle køre fra eet objekt til det næste og sørge for at flytte den tunge strømforsyning undervejs, da hans ledning ikke var særlig lang.

Synsfeltet på begge kameraer er så lille, at det ikke er praktisk muligt at foretage en GO-TO som på normalt vis til visuelt brug. Derfor er man nødt til at bruge et okular ved skift til et nyt objekt, og det er en besværlig proces ved manuel fokusering.

 

MallinCam Universe – fortalt af Claus

Kameraet er vist nedenfor sammen med et 31 mm Nagler okular for at vise størrelsesforholdet. De detaljerede specifikationer på dette kamera kan ses hér. Kort fortalt, så har kameraet en meget stor sensor på 25,1×17,64 mm med 6 millioner pixels. Kameraet har været på markedet siden 2012. Via et simpelt program kan man styre kameraets funktioner, såom eksponeringstider, forstærkning (gain), kontrast og farvebalance. Den korteste eksponeringstid er 2 sekunder og der er ingen øvre grænse for, hvor lang tid man kan optage billeder over.

 

Via programmet tændes kameraet, og billedet opdateres så for hver ny eksponeringstid. Ved eksempelvis at stille eksponeringstiden på 2 sekunder og maksimal forstærkning, så kan man fokusere kameraet, da de klareste stjerner ses. For at få billedet helt skarpt, så skal man dog være utrolig forsigtig med finjusteringen på sin Feathertouch (10:1) fokuser.

 

Brug af MallinCam Universe

Når billedet er skarpt, så kan man gå op i eksponeringstid og ned i forstærkning. Det er vigtigt, at man går så langt ned i forstærkning, at billedet bliver passende mørkt og jævnt (uden forstyrrende forstærkningsstreger).

P.g.a. sin store sensor, så er hvert enkelt pixelelement i kameraet meget lille (7,8 um) og derfor mindre lysfølsomt end MallimCam Extreme kameraet. Dette kan der delvist kompenseres for ved at binne (samle) eksempelvis 4×4 pixels til eet element, så eksponeringstiden bliver 4 gange kortere. Opløsningen af billedet bliver så tilsvarende 4×4 gange ringere.

Der ses næsten ingenting på billedet ved en eksponeringstid på 10 sekunder. På 30 sekunder får man et udmærket indtryk af objektet, men man skal op på 1 minut eller mere før det begynder at gøre indtryk. Ved 1½ min. lod det på en fuldmånenat (!) sig gøre at nå en grænsestørrelse på 17,3. størrelsesklasse, hvilket er ca. en halv størrelsesklasse svagere end, hvad Claus visuelt kan se på en måneløs nat. Her kan man også se flere og svagere detaljer end visuelt, som eksemplet med M57 viser.

Et udsnit af billedet af M57 ses til højre med imponerende røde og grønne farver og en relativ markant centralstjerne. Selv den svagere stjerne ved siden af centralstjernen kan meget svagt ses.

Det var selv i vindstille vejr ikke praktisk muligt at opnå skarpe billeder ved eksponeringstider over 1½ min. Kikkertens tracking er simpelthen ikke god nok.

Billedet af M56 nedenfor viser, at man får et dårligt indtryk af en kugleformet stjernehob, hvis billedet ikke er skarpt. NGC6888 er heller ikke imponerende, og billedet er dårligere end, hvad både Flemming og Claus visuelt har set fra det meget mørke Avnø. Synsfeltet er omkring 27,5x 40 bueminutter stort med brug af reducer og uden PowerMate (effektivt F3,3).

M56, 2XPowermate, 2×2 bin, 1½ min. med F3,3 reducer.	NGC6888, 2×2 bin, 1½ min. uden F3,3 reducer	M65 , 2XPowermate, 4×4 bin, 30 sek. med F3,3 reducer.
M82, 2XPowermate, 4×4 bin, 30 sek. med F3,3 reducer.	M82, 2XPowermate, 4×4 bin, 120 sek. med F3,3 reducer.	M66, 2XPowermate, 4×4 bin, 30 sek. med F3,3 reducer.

 

MallimCam Extreme – fortalt af Flemming

Grunden til at jeg valgte netop dette kamera fremfor andre konkurrerende mærker var

1)    Selve den liveoplevelse, der er mulig med dette kamera, da billedet af det objekt man fotograferer fornyer sig selv konstant afhængigt af eksponeringstiden.

2)    Den ekstreme lysfølsomhed, selv i farver.

3)    Den lille chipstørrelse, som gør det perfekt til mindre objekter.

4)    Det meget seriøse community bagved kameraet (meget dygtige og hjælpsomme personer)

5)    Kameraet kan opgraderes. Faktisk var kameraet oprindelig leveret som en model kaldet Mallincam Hyper Plus Color, men som mod en rimelig betaling blev opgraderet til den nyeste model Mallincam Extreme.

Netop den omtalte liveoplevelse er den vigtigste ting at nævne, da visuel astronomi om noget kan defineres som en liveoplevelse, og at være ét med universet. Når man udøver traditionel CCD-fotografering har man i virkeligheden placeret et ”filter” og en ”forsinkelsesfaktor” imellem teleskopet og sig selv. Man ser ofte først resultatet af sine anstrengelser efter at have pakket sammen for natten.

Jeg mener, at man som visuel observator kan have meget stor gavn af videoastronomi, da et Mallincam på 10-30 sekunders eksponering kan vise objekter svagere end 19. størrelsesklasse og det i farver. Dermed er det muligt optage smukke billeder af galaksehobe med en detaljeringsgrad, som man slet ikke kommer i nærheden af visuelt.

Når jeg skriver ”smukke billeder” er det ikke disse højopløste glansbilled-agtige motiver der er kraftigt billedbehandlede, som jeg tænker på. Som visuel observatør er det den umiddelbare, ubehandlede og bedst mulige optagelse af objektet, der tæller.

Det er også muligt at gemme dato/tid, kameraindstillinger og navn på objektet, som et overlay på billedet. Udfra ovenstående billede kan man se, at det er eksponeret i 30 sekunder(30s) i Hypermode(X128)  og med middel forstærkning (M4). Som det ses er stjernerne ikke helt runde, da en Obsession ikke er et fotografisk instrument.

For mig er det ikke billedets fotografiske kvalitet der er allervigtigst, men de detaljer som kan ses i objektet.

Da billedet på skærmen hele tiden fornys, så vil man kunne dele sine observationer med en gruppe af mennesker samtidigt. Derved har man mulighed for at forklare hvad det er de ser på skærmen, og dette er en stor fordel, f.eks. ved fortovsastronomi.

 

Brug af MallimCam Extreme

1)    Du skal lære at fokusere med dit kamera mens det sidder på teleskopet. Faktisk var det en af de mest udfordrende ting, når man står på en stige og drejer på fokusknappen samtidig med at man drejer nakken af led for at få et glimt af billedet på PC-skærmen. Jeg tog konsekvensen og investerede i en motorfokus-enhed, hvilket løste alle fokus-problemer.

2)    For mig er det vigtigt, at der er styr på kablerne i mørket. Derfor har jeg monteret et PC-podium direkte på min Obsession, så PC’en kører med rundt sammen med teleskopet. Derved er der ingen andre kabler end strømkablet man kan skvatte over i mørket.

3)    Håndtering af dug på sekundærspejlet er endnu vigtigere ved videoastronomi end ved visuelle observationer, da eksponeringstiden stiger eksponentielt ved dug på spejlet.

4)    Man skal observere med lavest mulige anvendelige brændvidde-forhold, da dette har en positiv effekt på eksponeringstiden. F.eks. kører jeg med et f-forhold  på 3,3 vha. en reducer på Mallincam.

Jeg opfatter mere mit Mallincam som et ”okular med forstærker”, som jeg kan vælge at bruge de gange hvor jeg gerne vil have flere detaljer i mine observationer.

Nogle visuelle observatører vælger at tegne deres observationer i hånden med blyant og papir, og finder stor tilfredsstillelse ved dette. Da jeg ikke selv mener at have disse evner, så ser jeg videoastronomi som min mulighed for at gemme og dele nogle af de observationer, som jeg har lavet. Billederne fortæller jo en historie, som man har glæde af lang tid efter. Det er muligt at se om der har været god/dårlig seeing, blæst/vindstille, samt hvilke indstillinger, der er brugt på kameraet. Dette synes jeg personligt er meget tilfredsstillende.

For de inkarnerede selvtegnende observatører vil det nok være et stort (for stort?) paradigmeskift at skulle bytte en tegning ud med et skærmdump.

Claus nævner det besværlige i at skifte imellem kamera og okular i forbindelse med GO-TO og fokusering på nyt objekt. Her fandt jeg ud af at låse fokuseringsenheden i kameraets fokuspunkt. Når jeg har brug for at placere et nyt objekt i synsfeltet bruger jeg et vidvinkel-okular som manuelt kan ”grov-fokusere” ved manuelt at skubbe/trække det i fokus. Herefter er det blot at placere det nye objekt i midten af synsfeltet i okularet, og skifte over til kameraet igen.

Nogle observatører vil måske have den holdning at videoastronomi blot er en anden måde at lave astrofotografering på. Til dem siger jeg, at grænserne er flydende, og at astrovideo kan forme sig efter ønsker og behov. Der er intet til hinder for at lave dark- og flatframes, samt eksponerer i samlet 70 minutter på det samme objekt for herefter at stacke alle frames til et samlet superbillede. Faktisk er der en del astrovideo-nørder som synes, at det er udfordrende at teste grænserne for deres udstyr. Nedenstående billeder er af M27 (7.5 timers eksponering med MallimCam Universe) og M51 (1 times eksponering med MallinCap Extreme), og viser, hvor langt man kan komme med et 10” teleskop samt et Mallincam kamera. Begge billeder er optaget af Chris Appleton fra Canada, som er en inkarneret Mallincam bruger og dygtig astrofotograf.

M27, 7,5 time med Mallincam Universe

M51, 1 times eksponering med MallinCam Extreme

Hvis du som jeg blot er en visuel observatør, er videoastronomi den mest spændende fornyelse, der sket for vores hobby siden GOTO-teleskopets ankomst. Du har nu mulighed for at observere objekter der i virkeligheden ligger udenfor dit teleskops rækkevidde, og det øger i den grad værdien af dit instrument.

Man føler virkelig, at alle universets objekter ligger inden for observationsrækkevidde. Hvis man gemmer de rå frames får man også et resultat, der ligger tættere på den visuelle oplevelse, som du ville have haft uden kamera.

Hvis man er interesseret i det, så er det muligt at lave automatisk billedbehandling (v.h.a. darkframes, stacking, og histogram), som sker mens du observerer billedet på skærmen blive mere og mere detaljeret. Men en nærmere beskrivelse ligger uden for rammerne af denne artikel.

Faktisk kan Mallincam også observere andre objekter end deep-sky. Både solen igennem H-Alpha samt månen og planeterne optager den ganske glimrende i både enkelt-frames og video-filer.

Et lowlight videokamera som Mallincam Extreme  koster ca 1.900 USD d.v.s. ca 15.000 Dkr. Der findes heldigvis billigere alternativer hvor man på bekostning af fleksibilitet og eksponeringstid alligevel kan få et velfungerende lowlight videokamera. F.eks. koster et Mallincam Jr Pro ca. 600 USD, d.v.s. ca 5.000 Dkr.

Se mere her vedr. udvalget af Mallincam kameraer: http://mallincam.tripod.com/id52.html

 

Eksempler på Mallincam Extreme-observationer

Nu følger nogle billedeksempler, som alle er observeret fra enten Brorfelde eller Avnø igennem jegs 20” Obsession. Alle nedenstående billeder er de rene råframes uden efterbehandling.

M51,   50 sekunder	M82, 10 sekunder
M27, 15 sekunder	NGC4490, 28 sekunder
M64, 20 sekunder	M104, 30 sekunder

 

 

Konklusion

Vi har præsenteret to af tidens varme emner, MallimCam kameraerne Universe og Extreme. Da vi begge hovedsageligt er såkaldte ”visuelle observatører”, så har vi lagt vægt på at undersøge, hvorvidt de to kameraer er i stand til at supplere ens visuelle observationer eller om kameraerne mere skal betragtes som forenklede fotoapparater.

Som det fremgår af ovenstående præsentation, så er der forskel i egenskaberne ved de to kameraer, selvom de begge er meget lysfølsomme. Universe har et stort synsfelt p.g.a. den store chipstørrelse, og selvom de enkelte pixels kan samles (binnes), så er kameraet  mindre lysfølsomt end Extreme kameraet.

Claus’ samlede konklusion på hans anstrengelser med MallinCam Universe er, at man skal eksponere 1½ min. eller mere for at fange detaljer, som er bedre end, hvad man visuelt kan se igennem Obsessionen. For at kunne gøre dette, så kræver det helt vindstille forhold, da vinden meget let tager fat i dugen rundt om kikkerten.

Alt i alt synes Claus ikke, at oplevelsen rent æstetisk kommer i nærheden af den æstetiske oplevelse, som man får ved at kikke visuelt. For at fornemme dette stærkest muligt, så prøvede han at lave tegninger af M65 og M66 efter at have fotograferet dem, og for ham var det var en helt anden oplevelse.

Som det fremgår af Flemmings beskrivelser,  så er Mallincam Extreme et yderst fleksibelt apparat, som gør at de visuelle observatører får et kompetent ”elektronisk værktøj” som giver mulighed for at observere objekter, der ligger udenfor deres instruments normale formåen. Alle optagelser har det tilfældes at man sidder med en ”livefølelse”, som netop er det der er essensen i visuel astronomi. De fleste objekter fanges fint ved optagelser kortere end 60 sekunder, hvorved ”live-fornemmelsen” bibeholdes. Derfor mener Flemming, at man skal se videoastronomi som et spændende supplement og nyskabelse til de visuelle observationer. Med et Mallincam får man på grund af de meget korte eksponeringstider en følelse af at observere fremfor at fotografere.

Billederne som Flemming optager fortæller en historie, som han har glæde af lang tid efter.  Flemming bruger billederne som en observationslog over tidligere observationer:  god/dårlig seeing, blæst/vindstille, samt hvilke indstillinger der blev brugt på Mallincam Extreme.