Ce telescop si accesorii folosim pentru astrofotografie?

a) Telescopul: refractor, cassegrain sau reflector newtonian

Astrofotografia se poate realiza in principiu cu orice telescop. Pentru rezultate bune e necesar insa ca telescopul sa indeplineasca cateva cerinte minimale: calitatea pieselor mecanice a telescopului trebuie sa fie buna, fara piese din plastic (ce se pot indoi/flexa); elementele optice sa fie cel putin limitate de difractie; celula obiectivului/oglinzii sa fie metalica; iar alinierea elementelor optice sa fie corecta si sa se pastreze in timpul sesiunii de astrofotografie. Pentru realizarea unor imagini cat mai bune este de asemenea important ca telescopul sa fie optimizat pentru fotografie si sa fie aclimatizat la mediul inconjurator. Toate telescoapele bune sunt capabile de astrofotografie, insa unele instrumente sunt proiectate special pentru astrofotografie producand un camp vizual lipsit de aberatii cat mai larg.

In general cele mai utilizate telescoape pentru astrofotografie sunt refractoarele apocromate si telescoapele tip Cassegrain (in special Schmidt-Cassegrain de catre amatori, Ritchey-Chretien, Dall-Kirham si mai putin Maksutov-Cassegrain), reflectoarele newtoniene fiind mai putin utilizate.

Refractoarele produc cele mai contrastante si bine definite imagini dintre toate designurile de telescoape optice si isi pastreaza alinierea elementelor optice foarte bine, acestea fiind motivele principale pentru care sunt preferate in astrofotografie. Refractoarele apocromate actuale produc un camp corectat foarte bine sau excelent de aberatii cromatice (in functie de designul optic al refractorului respectiv), si focalizeaza cu majoritatea camerelor ccd si a aparatelor foto. Pentru refractoare sunt disponibile o serie de reducatoare de focala si corectoare de camp care ajuta la producerea unei imagini mai bune. Desi refractoarele sunt disponibile in aperturi mici, in general modelele folosite in astrofotografie avand diametre intre 66mm si 160mm diametrul, aceste aperturi relativ mici sunt suficiente pentru majoritatea obiectelor fotografiate de amatori intrucat cipurile ccd din camerele foto sau ccd folosite sunt mult mai sensibile decat filmul fotografic, iar prin expuneri de durata capteaza mult mai multa lumina decat ochiul uman. Un refractor apocromat intre 80mm si 120mm diametrul obiectivului este alegerea celor mai multi astrofotografi incepatori, aceste instrumente fiind produse in cantitati mari de multi producatori, avand o greutate in general sub 10kg, astfel ca nu necesita o montura foarte mare si foarte scumpa pentru instalarea lui. Refractoarele cu obiective de 130mm si mai mari ofera capacitate de adunare a luminii mai mare, rezolutii mai bune si in general sunt realizate de catre producatori in cantitati mai mici si la un nivel de calitate optica si mecanica ce se apropie de perfectiune, astfel ca valoarea acestora creste aproape exponential cu fiecare centimetru de apertura in plus.

Telescoapele Schmidt-Cassegrain sunt populare in astrofotografie datorita flexibilitatii designului Schmidt-Cassegrain, datorita aperturii superioare a acestora si datorita producerii in masa a lor la un nivel de calitate optica excelenta ce face ca pretul lor/cm sa fie mai mic decat al refractoarelor apocromate de aperturi echivalente. Daca refractoarele utilizate in general pentru astrofotografie au aperturi intre 66mm si 150mm diametrul, telescoapele Schmidt-Cassegrain au aperturi intre 150mm si 400mm diametrul oferind mai multa rezolutie si putere de adunare a luminii decat un refractor. Exista multe accesorii proiectate pentru telescoapele Schmidt-Cassegrain care optimizeaza potentialul acestora pentru fotografie (precum reducatoare de focala/corectoare de planeitate, adaptoare pentru ghidaj, sisteme de prindere a diferitor aparate foto pentru fotografie in focar sau afocala, sistemul Hyperstar de fotografie in focarul oglinzii principale la un raport focal f/2). Datorita designului optic al telescopului ce focalizeaza prin miscarea oglinzii principale este posibila focalizarea imaginii cu majoritatea aparatelor foto si ccd existente si introducerea in traseul optic a unor adaptoare/focalizatoare externe fara ca telescopul sa ajunga in imposibilitatea de a focaliza. Noile telescoape Schmidt-Cassegrain aplanate optimizate pentru astrofotografie (precum seria Edge HD de la Celestron) produc rezultate mult mai bune la marginea campului vizual decat designul clasic, introducand acest design optic in gama astrografelor capabile de performante exceptionale si cercetare stiintifica.

Telescoapele Ritchey-Chretien si Dall-Kirham corectat sunt larg utilizate de catre observatoarele astronomice datorita dimensiunii mai mari a campului corectat pe care il produc aceste designuri optice. Realizate cu aperturi in general intre 250mm si pana la cativa metri diametrul, acestea  ofera o rezolutie si o capacitate de adunare a luminii mult mai mare decat telescoapele comerciale existente. Pana de curand insa pretul acestora a fost principalul impediment in utilizarea lor de catre amatori. In ultimii ani insa, noile modele de telescoape Ritchey-Chretien realizate in China, precum si telescoapele CDK realizate de PlaneWave au facut accesibile amatorilor aceste designuri optice.

Telescoapele Maksutov-Cassegrain sunt mai putin utilizate in astrofotografie in principal datorita campului vizual redus pe care il au acestea (raporturi focale de la f/10 in sus) ce necesita timpi de expunere mai mari pentru a obtine un acelasi nivel de detaliu, designului mecanic implementat la majoritatea tuburilor optice ce necesita un timp mai mare pentru ca telescopul sa ajunga la un echilibru termic cu mediul ambiant si pretului lor mare odata ce apertura acestora depaseste 200mm diametrul. Cu toate acestea odata aclimatizate, telescoapele Maksutov-Cassegrain produc imagini mult mai contrastante decat telescoapele Schmidt-Cassegrain si cu o corectie mai buna a aberatiilor la marginea campului vizual. Modelele comerciale existente cu aperturi intre 90mm si 180mm diametrul sunt capabile sa ofere atat imagini planetare excelente datorita contrastului lor foarte bun, dar si imagini deepsky la obiecte de mici dimensiuni.

Reflectoarele newtoniene sunt un design popular pentru observatii vizuale, insa pentru fotografie sunt mai putin adecvate. Si aceasta nu datorita unei probleme a designului optic, ci datorita faptului ca majoritatea reflectoarelor newtoniene existente pe piata sunt optimizate pentru observatii vizuale, ceea ce impune alte caracteristici ale instrumentului decat daca ar fi optimizat pentru astrofotografie. Un alt element in defavoarea telescoapelor tip reflector newtonian este dimensiunea si greutatea mare a acestora odata ce apertura lor depaseste 200mm diametrul. Monturile ecuatoriale capabile sa sustina stabil pentru astrofotografie un reflector newtonian mai mare de 250mm diametrul si destul de lung sunt destul de putine si scumpe. Pozitiile in care poate ajunge tubul optic cand este indreptat spre diferite regiuni ale cerului este vazut de multi astronomi ca fiind destul de neconfortabil. Cu toate acestea, se pot realiza fotografii excelente cu reflectoarele newtoniene daca astronomul ajunge la o combinatie adecvata intre telescop, montura si camera ccd sau foloseste un reflector newtonian optimizat pentru astrofotografie (destul de rare in prezent, dar exista si posibilitatea ca astrofotograful serios sa le realizeze la comanda la cei cativa producatori specializati de astrografe sau la unul dintre putinii slefuitori de oglinzi pentru telescoape). Coma specifica reflectoarelor newtoniene poate fi corectata cu usurinta prin intermediul unui corector de coma precum MPCC de la Baader Planetarium, putandu-se astfel realiza fotografii si cu aparate foto dslr sau camere ccd cu chipuri mai mari. In special pentru observatii lunare si planetare reflectoarele newtoniene sunt utilizate cu mult succes de catre astrofotografi, in acest caz datorita dimensiunii mici a chipului camerelor ccd utilizate aberatiile optice la marginea campului vizual a designului newtonian (in special coma) nu apar in imaginea finala.

Astrografele nu sunt un tip aparte de design optic, ci telescoape de diferite designuri (refractoare, cassegrain, reflectoare newtoniene) optimizate pentru astrofotografie.

b) Montura

Elementul de baza al unui sistem de astrofotografie este montura. Daca in privinta designului telescopului putem face alegeri in functie de necesitati, preferinte si buget, in privinta monturii alegerile sunt mult mai stricte. O montura adecvata pentru astrofotografie trebuie sa fie capabila sa sustina stabil, fara trepidatii, fara vibratii telescopul si sa urmareasca cat mai precis miscarea obiectelor/stelelor pe cerul noptii. Nivelul de precizie necesar este de 1-2 secunde de arc, determinat de calitatea atmosferei, montura trebuind sa fie capabila sa mentina stelele pe chipul camerei ccd cu o acuratete de cativa pixeli. Atmosfera din cele mai multe zone ale Europei limiteaza rezolutia la aproximativ 2 arcsecunde, dar exista zone cu cer mai bun in care se poate ajunge la 0,8-1 arcsecunde. Putine monturi sunt capabile de o urmarire atat de precisa si sunt suficient de stabile pentru astrofotografie. Cu cat acestea sunt mai stabile cu atat sunt mai grele fizic; cu cat sunt mai precise cu atat sunt mai scumpe.

Fiecare producator evalueaza capacitatea monturii de a sustine un telescop sub forma unui numar de kilograme de echipament ce pot fi sustinute de montura respectiva. Acest numar se refera in general la observatiile vizuale. Pentru fotografie cerintele de stabilitate sunt mult mai stricte, o regula generala de a calcula capacitatea maxima a unei monturi fiind de a imparti la 2 numarul dat de producator. Monturile high-end sunt fabricate cu limite de toleranta mai mici, iar greutatea maxima totala adecvata pentru astrofotografie este mai apropiata de greutatea maxima totala adecvata pentru observatii vizuale. Monturile considerate in prezent adecvate pentru astrofotografie au o eroare periodică a mecanismelor sub 7 arcsecunde, care poate fi redusa in continuare prin software (precum de exemplu GM2000 (in imaginea din dreapta), GM4000, Vixen AXD, toate monturile AstroPhysics, Paramount ME). Dar acest lucru nu inseamna ca nu se poate face astrofotografie si cu monturi de o calitate si precizie mai mica, insa in cazul acestora scaderea de calitate trebuie compensata prin autoghidaj mai agresiv, torelanta personală la erori si disponibilitatea de a detecta si căuta rezolvari pentru problemele specifice fiecarui model de montura si fiecarui exemplar. Desi cei mai multi astrofotografi experimentati folosesc monturi optimizate, cele mai multe astrofotografii realizate de amatori se realizează cu monturi mai slabe precum diferitele modele de la Celestron, Vixen, Takahashi, Losmandy şi Sky-Watcher. Monturile oferite standard cu telescoapele pentru incepatori (EQ1, EQ2, CG2, CG3, NexStar SLT, monturile Dobson, alte monturi şi trepiede altazimutale mici) nu sunt adecvate pentru astrofotografie, decat cel mult fotografie lunara si planetara cu camere foto sau ccd mici si usoare si daca montura este motorizata cel putin pe axa RA.

Pentru astrofotografie sunt preferate monturile ecuatoriale intrucat acestea odata aliniate polar pot urmari pe o singura axa miscarea obiectelor pe cerul noptii, eliminand astfel rotatia campului ce produsa de urmarirea pe doua axe realizata de monturile altazimutale. Cu monturile altazimutale (in general tip furca altazimutala) se pot realiza expuneri scurte de pana la 30 de secunde fara aparitia rotatiei campului, insa pentru expuneri de durata este necesara folosirea unui derotator sau punerea acestora in pozitie ecuatoriala folosind o pana ecuatoriala, ceea ce complica mult ansamblul monturii si poate pune probleme de echilibru al telescopului pe montura.

Monturile ecuatoriale moderne adecvate pentru fotografie sunt dotate cu un sistem de motoare de urmarire ce pot compensa precis miscarea de rotatie a Pamantului, au viteze de urmarire sub-siderale, pot fi conectate la calculator si accepta comenzi de corectie a erorilor din partea utilizatorului (automat prin calculator sau manual). Precizia acestor motoare impreuna cu precizia elementelor mecanice ale monturii confera precizia generala a monturii si a urmaririi. Exista diferiti producatori de sisteme de urmarire pentru monturi, insa la momentul actual este recomandabil ca montura sa aiba un sistem goto de urmarire, intrucat in general aceste motoare sunt mai precise decat cele clasice existente, pot fi conectate la calculator pentru a primi comenzi prin programe tip planetariu sau pentru ghidaj automat.

In continuare sunt prezentate cateva monturi ecuatoriale adecvate pentru astrofotografie cu recomandarile de greutate totala a instrumentelor ce pot fi instalate stabil pe acestea atat pentru observatii vizuale, cat si pentru astrofotografie. Nivelurile de calitate si precizie a acestora nu este insa similar, monturile mai mici si mai ieftine fiind mai putin precise decat monturile high-end mari.

In evaluarea greutatii totale a telescopului ce poate fi montat pe o anumita montura trebuie tinut  cont ca pe langa telescopul principal pe montura vor trebui instalate si o luneta pentru ghidaj, diferite adaptoare, inele, sine de prindere si camere foto care contribuie si ele la greutatea finala a ansamblului. Astfel, greutatea telescopului principal va fi intotdeauna mai mica decat valorile de mai sus tocmai pentru a lasa o marja de libertate pentru instalarea accesoriilor necesare fara a depasi limita stabilitatii monturii.

Monturile existente nu sunt perfecte datorita erorilor admise in procesul de fabricatie in prelucrarea partilor mecanice si ale motoarelor monturii, astfel ca orice montura, oricat de bine aliniata polar, va avea erori de urmarire ce se aculumeaza in timpul expunerilor lungi. Pentru reducerea erorilor, montura trebuie sa fie ghidata cu un sistem manual sau automat de ghidaj. De asemenea pentru reducerea erorilor se poate apela la rutina de reducere a erorilor periodice ale monturii implementata in softul monturilor cu goto.

c) Accesorii

Ghidajul: Pentru reducerea erorilor de urmarire a monturilor ecuatoriale (datorate atat imperfectiunilor mecanice ale monturii, dar mai ales alinierii polare mai putin precise a monturii) si prevenirea transformarii stelelor din puncte de lumina in dare de lumina, in cazul expunerilor mai lungi de 15-20 de secunde monturile trebuie sa fie neaparat ghidate. Pentru aceasta se utilizeaza: i) o luneta de ghidaj montata in paralel cu telescopul principal sau un adaptor pentru ghidaj radial, ii) un ocular cu reticul iluminat prin care astrofotograful va urmari ca steaua aleasa pentru ghidajul monturii sa nu iasa din centrul reticului ocularului in cazul in care se realizeaza ghidajul manual sau iii) un sistem de autoghidaj automat - constituit fie dintr-un autoguider independent precum LVI Smartguider sau SBIG SG-4, fie dintr-o camera ccd separata controlata prin calculator (precum camerele NexImage, DMK/DBK, SBIG sau orice alta camera ccd dedicata petnru astrofotografie) si un program de autoghidaj ce poate trimite automat comenzi de control a monturii in functie de imaginea captata de camera ccd  (precum CCD Soft, MaximDl, PHD Guiding, GuideDog, Envisage sau altele proprietare).

Un refractor Equinox 120 este instalat pe o montura HEQ5 SynScan PRO. In paralel peste refractor este instalat prin intermediul unor inele de ghidaj un al doilea refractor Scopos 66 ED folosit drept luneta de ghidaj. Camera de ghidaj este introdusa in focalizatorul refractorului Scopos si transmite imagini la controllerul autoguiderului Smartguider care este conectat la randul sau la montura HEQ5 pentru a transmite pe baza analizei imaginilor de la camera comenzi de corectare a deplasarilor pozitiei stelei de ghidaj de pe cipul camerei de ghidaj. Mai lipseste din imagine doar camera ccd cu care se vor realiza imaginile si care se va instala la focalizatorul lunetei Equinox 120.

Adaptoare: Pentru instalarea telescoapelor pe montura si in paralel, a camerelor foto sau ccd pe telescop sunt necesare o serie de adaptoare in functie de telescopul, camera, accesoriile ce trebuie instalate.

Filtre: Filtrele sunt absolut necesare in fotografia cu camere ccd dedicate atat pentru a produce imagini color, cat si pentru a izola anumite lungimi de unda in care emit obiectele ceresti fotografiate. Camerele ccd cu chip monocrom preferate in astrofotografie pentru sensibilitatea lor mare au nevoie de utilizarea unui set de filtre LRGB pentru producere unei imagini color. Obiectul ceresc este fotografiat prin fiecare dintre cele 4 filtre, iar prin compunerea celor 4 imagini monocrom se obtine imaginea finala color. De asemenea, pentru fotografierea in lungimi de banda ingusta pentru izolarea doar a emisiilor principale ale anumitor obiecte se folosesc filtre speciale proiectate pentru astrofografie (h-alfa, h-beta, OIII, SII). Pentru usurarea schimbarii filtrelor acestea sunt montate intr-o roata de filtre cu care se pot schimba filtrele prin rotirea unui disc sau automat prin calculator, ce se ataseaza inainte camerei ccd (imaginea din dreapta). Pentru fotografia planetara filtrele colorate permit cresterea selectiva a contrastului pe anumite lungimi de unda, dar si obtinerea unei imagini color in cazul folosirii cu camere ccd monocrome. De asemenea filtrul UV/IR-cut este absolut necesar in fotografia planetara cu orice camera ccd sau webcam.

Focalizatoare: Pentru obtinerea celui mai bun focus posibil este nevoie de un focalizator solid capabil sa sustina greutatea camerei ccd/foto, cu o cursa fina ce permite un reglaj fin al focusului si ce isi mentine pozitia de focus pe parcursul intregii sesiuni de fotografie fara a aluneca sub greutatea camerei foto. Putine dintre telescoapele produse in masa au focalizatoare suficient de fine pentru a putea regla precis focusul/claritatea imaginii, in general doar instrumentele premium fiind dotate cu focalizatoare adecvate pentru astrofotografie. Instrumentele high-end si unele modele de telescoape optimizate pentru fotografie sunt dotate de producatori cu focalizatoare suficient de solide si fine pentru astrofotografie. Focalizatoarele cu cremaliera cu care sunt dotate majoritatea telescoapelor mai ieftine, datorita pasilor cremalierei nu permit un reglaj atat de fin precum focalizatoarele tip Crayford. Telescoapele mai scumpe si cele high-end sunt dotate cu focalizatoare tip Crayford cu una sau doua viteze. Si in cadrul focalizatoarelor Crayford exista diferite nivele de calitate, cele bune distingandu-se prin existenta unui sistem dual de focalizare (grosiera si microfocalizare), prin soliditatea constructiei si prin finetea miscarii tubului focalizatorului. Aparitia in masa in ultimul timp a focalizatoarelor Crayford cu doua viteze produse in China instalate pe telescoapele mai scumpe de origine chinezeasca a usurat activitatea astrofotografilor, insa nu a rezolvat-o deplin din acest punct de vedere, intrucat calitatea lor inca este foarte slaba comparativ cu focalizatoarele bune: cursa nu este suficient de fina, nu pot sustine camere mai mari de 4-500 grame fara sa alunece sub greutatea camerei, uzura foarte rapida a mecanismelor si aparitia jocurilor. In acest domeniu pretul este un bun indicator al calitatii focalizatorului. Focalizatoare premium precum modelele Feather Touch, Moonlite, Steeltrack (imaginea din stanga), JMI, Hyperion sau cele automate precum Optec, FLI, JMI sau Hedrick se remarca prin acuratetea si soliditatea lor si prin posibilitatea de a regla automat prin calculator cea mai buna pozitie de focus in cazul celor automate reducand si simplificand astfel o operatie critica in obtinerea unei imagini bune. Solutia pentru problemele focalizatoarelor cu cremaliera sau a celor Crayford mai putin bune consta fie in schimbarea focalizatorului telescopului cu unul mai bun daca telescopul permite instalarea unuia nou in locul celui existent, fie in instalarea unui focalizator Crayford extern manual sau a unui sistem de focalizare electronica sau automata. Instrumentele catadioptrice (SCT, MCT, RC, CDK) desi au sisteme de focalizare fina solide, cei mai multi astrofotografi instaleaza pe aceste telescoape focalizatoare externe tip Crayford sau automate pentru un reglaj mai simplu si mai precis al focalizarii.

d) Camera foto sau camera ccd dedicata

Camera foto sau camera ccd este dispozitivul ce capteaza fotonii adunati de telescop si ii transforma in imagine vizibila pentru ochiul uman, ce poate fi supusa unor prelucrari ulterioare. In principiu se poate folosi orice camera foto cu film sau digitala existenta ce poate fi montata prin diferite adaptoare la focalizatorul telescopului. Insa pentru rezultate bune este recomandabil folosirea fie a unui aparat foto slr sau dslr, fie a unei camere ccd cu chip racit dedicata pentru astrofotografie. Intrucat camerele pe film sunt din ce in ce mai putin folosite astazi, in continuare vom discuta doar despre camerele foto digitale.

Camerele foto dslr sunt o modalitate facila de captare a imaginilor intrucat cipurile actuale folosite in aceste camere sunt extrem de sensibile si pot efectua expuneri cu durata mare. Aceeasi camera poate fi folosita atat pentru fotografie terestra, cat si pentru astrofotografie. Cei mai multi astrofotografi cu camere foto dslr aleg fie camere de la Canon, fie de la Nikon datorita caracteristicilor acestora mai prietenoase cu astrofotografia (chipuri mai sensibile cu zgomot mai mic, posibilitatea de blocare a oglinzii in pozitie superioara, salvarea imaginilor in format raw necomprimate). Principalele neajunsuri ale aparatelor foto dslr sunt: i) Multe dintre obiectele ceresti emit puternic in lungimile de unda ale capetelor spectrului vizibil (ultraviolet - infrarosu), insa cipurile camerelor dslr sunt optimizate pentru fotografie pe timp de zi in spectrul vizual de lungimi de unda. Astfel sensibilitatea lor la capetele spectrului este foarte slaba comparativ cu cipurile monocrome din camerele ccd dedicate, necesitand expuneri mult mai lungi pentru a capta aceeasi cantitate de informatie in aceste lungimi de unda. Filtrul instalat de producatori in fata chipului blocheaza si el o parte din spectrul infrarosu si ultraviolet reducand sensibilitatea. Multi astrofotografi recurg la inlocuirea fitrului de pe cip cu un filtru cu spectru mai larg, insa dupa acest schimb va fi afectat balansul culorilor in fotografia pe timp de zi. ii) Cipul camerei nu este racit, astfel ca imaginile  au un zgomot total foarte mare comparativ cu un cip racit. iii) Eficienta cuantica a cipurilor folosite in camerele ccd este extrem de scazuta, astfel ca mare parte din fotonii ce ajung la chip nu sunt transformati in electroni si astfel nu ajung in imaginea finala; iv) Cipurile camerelor dslr sunt cipuri color, iar matricea Bayer prin care se obtine informatia cromatica diminueaza cantitatea de lumina ce ajunge la senzor fitrand fiecare fotodioda pentru a captura o singura culoare. Astfel sensibilitatea cipului color este mult mai scazuta decat cea a unui cip monocrom, necesitand timpi de expunere mai mari pentru adunarea unei aceleiasi cantitati de lumina.

Camerele ccd cu cip racit dedicate pentru astrofotografie elimina principalele probleme ale camerelor dslr. Prin racirea controlata a cipului camerei zgomotul este redus la o valoare minima. In cazul unor sesiuni ulterioare de fotografie a aceluiasi obiect controlul temperaturii chipului ccd permite realizarea de fotografii in conditii tehnice similiare, tehnica utilizata in special pentru realizarea de masuratori cantitative comparabile. Eficienta cuantica a cipurilor utilizate in aceste camere este superioara cipurilor din camerele dsrl sau webcam-uri, astfel ca cei mai multi fotoni ce ajung pe cip sunt transformati in electroni si ajung in imaginea finala. Cipurile implementate in camerele ccd actuale acopera o gama larga de dimeniuni fizice, dimensiuni ale pixelilor, tipuri de iluminare, spectre de sensibilitate astfel ca se poate alege o camera in functie de rezolutia si distanta focala a telescopului si tipul de fotografie pentru care va fi folosita. De asemenea se poate alege intre variante monocrom si color ale aceluiasi cip, majoritatea astrofotografilor preferand camerele cu cip monocrom si carusel cu filtre colorate separat pentru obtinerea culorilor datorita sensibilitatii crescute a cipurilor monocrom si performantelor mai bune in fotografia de banda ingusta. Neavand obiectiv propriu aceste camere se monteaza direct in focalizatorul telescopului, astfel ca se elimina orice distorsiuni datorate unor elemente optice intermediare. Printre producatorii cu traditie renumiti de camere ccd dedicate pentru astrofotografie amintim ATIK (imaginea de mai sus), SBIG (imaginea de mai jos), Apogee, FLI, Starlight Xpress, QSI, QHY, Trifid, dar mai exista si altii. In general diferentele dintre camerele ccd bune si camerele ccd cu performante mai scazute se regasesc la nivelul cipurilor folosite (cipuri cu mai putine defecte; cipuri mai eficiente si cu zgomot mai mic; gama mai larga de cipuri implementate, cu dimensiuni diferite, pentru diferite aplicatii fotografice), al nivelului de optimizare a electronicii camerei pentru cipul folosit, fiabilitatii in timp a camerei, eficienta tipurilor de racire a cipului, softului dezvoltat pentru controlul camerelor, compatibilitatea cu alte softuri de control si captare a imaginilor etc.). O camera ccd buna poate fi utilizata multi ani la rand, cu acelasi performante, de aceea cel mai bun sfat este sa alegeti calitatea in detrimentul economiilor de moment, sa alegeti producatori traditionali care au la activ mai multe generatii de camere dezvoltate si optimizate si care pot asigura suport in timp pentru produsele lor.

In cazul fotografiei planetare si lunare caracteristicile camerelor ccd nu sunt atat de critice, planetele si Luna fiind obiecte destul de stralucitoare care nu au nevoie de timpi de expunere lungi. Dimensiunea chipului nu este importanta in cazul fotografiei planetare, intrucat dimensiunile aparente ale planetelor sunt mici si nu ajung sa ocupe intrega suprafata a cipurilor ccd mici decat in cazuri foarte rare (fotografie cu telescoape mari cu distante focale extrem de lungi in conditii atmosferice excelente). Astfel pentru fotografia planetara cele mai folosite camere ccd au cipuri cu rezolutii mici de 640X480 pixeli, insa sunt pentru obtinerea unui camp vizual real mai mare se folosesc si camere cu rezolutii mai mari de 1024X767 sau 1280X960 pixeli. Mai important decat dimensiunea cipului este sensibilitatea acestuia, astfel ca cipurilefolosite in camerele ccd planetare dedicate (in general cipuri Sony) trebuie sa fie foarte sensibile si eficiente. In cazul acestui tip de fotografie cele mai folosite camere cu cip ccd dedicate sunt camerele NexImage de la Celestron (imaginea din stanga), vechea serie de webcam-uri de succes ToU Cam de la Philips acum scoase din productie (Vesta 740K, 804K, 900NC), camerele TITAN de la Atik (vezi imaginea mai sus), si mai ales camerele ccd DMK/DBK de la Imaging Source (imaginea din dreapta jos). In ultimii ani camerele realizate de Imaging Source au ajuns sa fie alegerea celor mai multi astrofotografi cu experienta in fotografia planetara si lunara datorita performantelor lor superioare. Acestea reprezinta o imbinare perfecta intre cipuri foarte sensibile si electronica stabila, construite la standarde industriale, superioare camerelor de consum. De asemenea se pot folosi cu rezultate satisfacatoare si camere foto compacte prin metoda proiectiei afocale prin ocular, insa in acest caz imaginea finala este afectata de calitatea obiectivului aparatului si calitatea imagini produse de ocularul prin care se face proiectia. Camerele foto compacte nu sunt proiectate pentru fotografie planetara, ci pentru fotografie la obiecte terestre pe timp de zi, astfel ca rezultatele obtinute cu acestea nu au acelasi nivel de detalii si calitate ca si cele obtinute cu camere ccd planetare dedicate.

e) Programe de capturare si prelucrare a imaginilor

Camerele ccd dedicate pentru astrofotografie necesita conexiune permanenta la un calculator, acestea nedispunand de dispozitive de stocare a imaginilor capturate. Softuri specializate (precum CCD Soft, MaximDl, Nebulosity sau altele proprietare producatorului camerei) controleaza toate componentele camerei ccd, permitand realizarea de expuneri cu timpi bine stabiliti, la diferite temperaturi ale cipului, controleaza diferite modele de carusele de filtre, focalizatoare automate si monturile pe care sunt instalate telescoapele. Camerele foto tip dslr salveaza imaginile pe cardul lor intern, limita numarului de imagini ce pot fi stocate fiind data de capacitatea cardului folosit.

Odata realizate expunerile si cadrele de calibrare cu o camera ccd, dslr sau webcam, pentru obtinerea imaginii finale imaginile individuale trebuie prelucrate. Pe scurt, se disting 3 etape in prelucrarea imaginilor: a) calibrarea cadrelor (extragerea de dark-uri, flat-uri bias-uri, alinierea cadrelor), b) suprapunerea / stack-area cadrelor si c) prelucrarea imaginii astfel obtinute pentru scoaterea in evidenta a anumitor detalii, reglajul contrastului, luminozitatii, obtinerea culorilor etc. Toate aceste etape de prelucrare se realizeaza folosind softuri specializate de prelucrare de imagini, fie programe dedicate pentru astrofotografie precum CCDSoft, MaximDl, DeepskyStacker, AstroArt, Iris, Nebulosity, PixInsight, Registax etc., fie programe generale precum Adobe Photoshop, GIMP, PaintShop Pro sau orice alt program mai avansat de prelucrare de imagini. Trecerea de la imaginile raw produse de camera ccd la imaginea finala necesita o buna cunoastere a tehnicilor de astrofotografie si de prelucrare a imaginilor pe calculator. Obtinerea unui set de expuneri bune este doar o premiza pentru obtinerea unei imagini finale bune, intrucat tehnicile de prelucrare utilizate pot evidentia in imaginea finala detalii ce in imaginile brute erau abia vizibile. De asemenea prin prelucrare se pot reduce anumite defecte ale camerei foto (in principal zgomot, pixeli defecti, praf pe senzor).