تلسکوپ بازتابی – جلسه هشتم
كاش عظمت در نگاه تو باشد نه در چیزی كه به آن می نگری
آندره ژید
اهداف: آشنایی با چگونگی رصد آسمان- آشنایی با فیلتر رصد خورشید، ماه و سیارات - چگونه عکس‌های نجومی بگیریم
وسایل مورد نیاز: تلسكوپ ساخته شده – فیلتر مخصوص رصد خورشید و ماه - دوربین عکاسی
8-1 چگونگی رصد آسمان با تلسکوپ
به عنوان اولین فعالیت عملی برای رصد آسمان ابتدا باید موقعیت جغرافیایی محلی که در آن قرار دارید را بر روی کره زمین مشخص کنید، مثلاً تهران در نیمكره شمالی قرار دارد با عرض جغرافیایی 36 درجه. سپس جهت شمال، جنوب، شرق و غرب آسمان را با استفاده از قطب نما بیابید. صورت های فلکی مشهور آسمان شب و نام ستارگان معروف مانند ستاره قطبی را بیاموزید. برای این کار نیازی به تلسکوپ نیست، با داشتن یک گردونه آسمان یا نقشه‌ها و اطلس‌های ستاره‌ای می‌توان به راحتی با صور فلکی و ستاره‌ها آشنا شد.
گردونه آسمان
با پشت سر گذاشتن مراحل قبل اكنون یک تلسکوپ بازتابی، ساخت دست خود در اختیار دارید، رصد کردن آسمان با تلسکوپ دست ساز خود هیجان خاصی دارد. حال که تلسکوپ آماده است و با آسمان شب نیز تا حدودی آشنا شدید، کار رصد را آغاز می‌کنیم. ابتدا با استفاده از یک چشمی با بزرگنمایی کم، به دنبال جسم مورد نظر در آسمان می‌گردیم. در پیدا کردن و دنبال کردن اجرام سماوی، اینکه از چه نوع پایه و استقراری استفاده می‌کنیم، اهمیت دارد. در جلسه اول با انواع استقرار آشنا شدید و با مطالعه منابع بیشتر، نحوه عملکرد هر کدام را آموختید. بعد از یافتن جرم مورد نظر آن را در مرکز جوینده قرار داده و در چشمی به دنبال جسم می‌گردیم. برای قرار گرفتن جرم در مرکز چشمی، تلسکوپ را جابجا کنید. حال می‌توان در صورت تمایل از چشمی با بزرگنمایی بیشتر استفاده کرد. با این چشمی نیز، جرم را در مرکز میدان دید قرار می‌دهیم.
اگر تصویر تشكیل شده در چشمی واضح نیست، ممكن است تلسکوپ بر اثر برخورد یا جابجایی از حالت هم محوری خارج شده است. برای تنظیم آن بر اساس اطلاعاتی که در جلسات قبل کسب نمودید تلسکوپتان را هم محور کنید.
جالب است بدانید ستاره‌ها حتی با بزرگترین تلسکوپ‌های جهان نیز به صورت یک نقطه روشن دیده می شوند و سحابی‌ها و کهکشان‌ها، به صورت توده‌ای ابر مانند نمایان می‌شوند. با تلسكوپی كه در اختیار دارید می توانید سطح كره ماه را مشاهده نمایید. همچنین با استفاده از فیلتر، لكه‌ها و دانه‌های خورشیدی نیز قابل مشاهده‌اند. اگر از چشمی مناسب استفاده كنید، می‌توانید حلقه های زحل را نیز مشاهده نمایید. برخی اقمار سیاره مشتری و سحابی جبار نیز قابل مشاهده است.
- انتخاب محل رصد
یکی از مسائل مهم در رصد آسمان با تلسکوپ، یافتن محل مناسب برای قرار دادن تلسکوپ و رصد است. همانطور که می‌دانید محل مناسب رصد باید جایی تاریك، قابل دسترس و ایمن باشد. محل رصد باید تاریک باشد تا آلودگی نوری مانع رصد دقیق نشود. قابل دسترس باشد تا هنگام حمل و نقل، تلسکوپ صدمه نبیند. اگر قصد دارید به تنهایی رصد كنید، ایمنی باید مهم‌ترین اصل انتخاب محل مناسب باشد. پشت بام یک آپارتمان بلند که بتوان تلسکوپ را با آسانسور حمل و نقل کرد می‌تواند گزینه‌ی مناسبی باشد.
پارك‌هایی كه درختان بلند قامت نداشته باشند، دشت‌ها یا نزدیك ساحل نیز انتخاب‌های دیگری می‌توانند باشند. در صورتی كه قبل از رصد، حتماً شرایط آن محل، سنجیده شود.
- تكنیك‌های رصدی
با آنکه درختان و ساختمان‌های بلند، دید افق را محدود می کنند ولی موانع خوبی برای رفع آلودگی نوری شهر هستند. برخی از رصد گران آسمان برای جلوگیری از مشکل آلودگی نوری، از حفاظ مخصوصی استفاده می‌کنند که شامل پوششی سیاه رنگ متصل به یک داربست می‌باشد. برخی دیگر مانند عكاسان قدیمی، پارچه‌ای تیره روی سر خود می‌اندازند تا هنگام رصد، نور اطراف به چشمانشان نرسد. با همه‌ی این توصیه‌ها، نزدیك صبح بهترین وضعیت برای رصد شهری است.
نتیجه‌ی حاصل از تماشای آسمان زمانی کامل می‌شود که بعد از هر بار رصد، مشاهدات ثبت گردد. مشاهدات قابل ثبت می‌توانند شامل حد قدر یا روشنایی ظاهری اجرام، زمان و محل مشاهده، با توجه به شرایط جوی تعداد اجرام رصد شده، در صورت مشاهده با تلسکوپ، طراحی جرم مشاهده شده، ترسیم صورت های فلکی و ... باشد.
8-2 فیلتر رصد خورشید، ماه و سیارات
فیلتر یا صافی‌ها جزء لوازم جانبی رصد به حساب می آیند و برای رصد آسمان و عکاسی نجومی از آنها استفاده می شود. بعضی از فیلترها بر روی چشمی، و بعضی دیگر روی دهانه ورودی نور به تلسکوپ، نصب می‌شوند. فیلترها بسیار متنوع هستند و به تناسب کارایی شان از رنگ‌های متفاوتی برخوردارند. از انواع فیلترها می‌توان به فیلتر رصد خورشید، فیلتر کاهنده نور ماه و سیارات، فیلتر رصد سحابی‌ها و فیلتر آلودگی نوری اشاره کرد.
تصویری که مشاهده می نمایید مجموعه ای است شامل فیلتر قطبی متغیر، چهار فیلتر رنگی سیاره‌ای و یک فیلتر آلودگی نوری، به همراه جعبه نگهدارنده آن است
استفاده از انواع فیلترها بسته به نیاز رصدگر است. مثلاً برخی فیلترها برای بالا بردن وضوح، رنگ، کنتراست و کیفیت تصاویر استفاده می‌شوند و برخی دیگر برای رصد در شهرهای بزرگ و کاهش آلودگی نوری مورد استفاده قرار می‌گیرد. ولی برای رصد خورشید باید از فیلترهای مطمئن و مناسب استفاده کرد، در غیر این صورت آسیب جدی به چشم وارد می شود. فیلترهای رصد خورشید تنها بخشی از طیف نور را از خود عبور می‌دهد و مانع رسیدن پرتوهای مضر خورشید مانند فرابنفش و فروسرخ به چشم می شوند. همچنین با استفاده از این نوع فیلترها می توان لکه های خورشیدی و دانه‌های سطحی خورشید را نیز مشاهده کرد. هنگام رصد ماه بدر با تلسکوپ نیز بهتر است از فیلترهای خنثی کننده نور ماه استفاده کرد.
8-3 عکاسی نجومی
بعد از آشنایی با آسمان شب و رصد اجرام سماوی با تلسكوپ خود، حتماً علاقمند می‌شوید تا زیبایی‌ها و شگفتی‌های آسمان را ثبت كرده، یا به دیگران نشان دهید. برای این كار بهترین راه عكاسی نجومی است. برای عكس گرفتن از پدیده‌های مختلف آسمان ابتدا باید بدانیم از چه دوربینی استفاده كنیم، سپس با نحوه تنظیم و اتصال آن به تلسكوپ آشنا شویم و بعد از آن بدانیم برای عكاسی از سوژه های مختلف، چه نكاتی را باید رعایت كنیم.
8-3-1 انتخاب دوربین
اغلب عكاسان نجومی، مناسب ترین دوربین جهت عكاسی از اجرام سماوی را دوربین های مكانیكی یا همان آنالوگ می‌دانند كه بتوان شاتر آن را برای چند ثانیه باز نگه داشت تا سطوح بسیار پایین نور نیز فرصت جمع شدن روی فیلم را داشته باشند. اما امروزه علاوه بر دوربین های آنالوك، عكاسی با دوربین های دیجیتال نیز رواج یافته است.
- تنظیم حساسیت حلقه فیلم:
یكی از مهم‌ترین مراحل عكاسی با دوربین های آنالوگ، انتخاب فیلم مناسب جهت عكاسی از پدیده های تاریك نجومی است. فیلم های عكاسی دارای حساسیت های مشخصی برای كاربردهای گوناگون هستند كه از حدود ASA50 (در برخی دوربین ها با ISO نمایش داده شده است) شروع شده و فیلم‌های 100-200-400 و حتی فیلم‌های بسیار حساس همچون 800 یا 1600 را نیز در برمی‌گیرد. توجه داشته باشید هرچه حساسیت فیلم بالاتر باشد، نسبت به نور حساس‌تر است. در عكاسی از موضوعات و پدیده های مختلف آسمان از فیلم هایی با حساسیت های متفاوت استفاده می‌شود. برای نمونه اگر موضوع مورد نظر جرمی پر نور مانند خورشید باشد، فیلم هایی با حساسیت 100 مناسب هستند در حالی‌كه در عكاسی از ماه كه كم نور تر است، فیلم هایی با حساسیت 200 یا 400 مناسب‌تر است. و برای عكاسی از سیارات بهتر است از فیلم هایی با حساسیت 1000 یا بالاتر استفاده شود.
اما در دوربین‌های دیجیتال نیازی به فیلم و ظهور آن نیست. درون این نوع دوربین‌ها یك تراشه‌ی الكترونی به نام CCDو CMOSوجود دارد كه قابلیت جذب نور را دارند و به وسیله‌ی آن می‌توانیم عكاسی كنیم. اما برای ذخیره كردن عكس در دوربین های دیجیتال باید از بالاترین كیفیت استفاده شود. یعنی آخرین وضوح دوربین و كم‌ترین میزان فشرده‌سازی، زیرا هرچه تصویر فشرده‌تر شود، از كیفیت آن كم می‌شود. بنابراین بهتر است برای ذخیره سازی عكس‌ها از فرمت‌های غیرفشرده، مانند RAW یا TIFF، استفاده شود.
- تعیین دیافراگم دوربین
نكته مهم دیگر تعیین دیافراگم دوربین است. همان طور كه می‌دانید عدد 2 بازترین درجه و عدد 16 بسته ترین درجه دیافراگم است. باید توجه داشت در عكاسی از اجرام بزرگ مانند ماه بدر یا خورشید، دیافراگم را نباید زیاد بست، چون با این عمل لبه‌های پره دیافراگم به صورت یك چند ضلعی در عكس ظاهر خواهد شد. ولی در حالت كلی دیافراگم های 4 ، 8/2 ، 2 و یا حتی 4/1 مناسب است. اما در عكاسی مستقیم ( بدون استفاده از تلسكوپ یا دوربین دوچشمی) بهتر است همیشه دیافراگم را روی بازترین حالت ممكن قرار داد.
- تعیین سرعت شاتر
در دوربین عكاسی تعیین سرعت یا زمان نوردهی بر عهده شاتر است. باید به این نكته توجه داشت كه هر عدد شاتر به صورت دو برابر عدد ماقبل خود استاندارد شده است. معمولاً در عكاسی‌های نجومی كه با پدیده‌های كم نور سر و كار داریم و نوردهی تا چند ثانیه یا حتی چند ساعت به طول می انجامد، از سرعت B شاتر استفاده می شود (در برخی دوربین‌ها با حرف T نمایش داده می‌شود)، این بدین معنا است كه شاتر می تواند تا هر زمان كه بخواهیم باز بماند. اما در عكاسی از موضوعاتی كه بسیار نورانی هستند مانند ماه بدر یا خوشید، شاتر دوربین با فشردن تكمه عكسبرداری باز شده و با برداشتن انگشت از روی تكمه، به حالت اولیه خود باز می گردد و فقط كسری از ثانیه باز می‌شود.
دوربین‌های دیجیتال ساده نمی‌توانند نوردهی بلند مدت داشته باشند چرا كه اگر گرفتن عكس بیش از چند ثانیه طول بكشد، نویزهای الكترونیكی زیادی بر روی عكس ایجاد می‌شود. این دوربین‌ها معمولاً برای عكاسی از اجرام بزرگ، درخشان و با نور یكنواخت مناسب است، مانند تصاویر نمای نزدیك ماه.
- انتخاب لنز ( عدسی)
پس از تعیین سرعت مناسب شاتر مهم‌ترین فاكتور در انتخاب دوربین، قابلیت تعویض عدسی آن جهت عكاسی نجومی است. معمولاً لنزهای دوربین بر اساس فاصله كانونی به سه دسته تقسیم می شوند. دسته اول لنزهای نرمال یا چشمی هستند كه توسط شركت سازنده روی دوربین قرار می گیرد و با فاصله كانونی 50 یا 58 میلی مترعرضه می شوند این نوع عدسی ها در عكاسی نجومی كارایی چندانی ندارند. دسته دوم، لنزهای زاویه باز یا واید است. میدان دید این نوع لنزها بسیار وسیع است. در این نوع لنزها فاصله كانونی كم (mm30) و عمق میدان و وضوح به مراتب بیشتر از لنزهای نرمال است. دسته سوم لنزها، لنزهای زاویه بسته یا تله است كه برخلاف لنز های واید میدان دید محدود و قدرت بزرگنمایی بالا دارند. در این نوع لنزها فاصله كانونی زیاد (mm300) و عمق میدان دید، كم است. با استفاده از این لنزها می توان دوربین را به نحوی روی موضوع تنظیم كرد كه آنچه در پشت و جلوی موضوع قرار دارد محو گردد.
8-3-2 نحوه عكاسی از پشت تلسكوپ
عكاسی از اجرام آسمان به دو صورت مستقیم یعنی بدون استفاده از تلسكوپ یا دوربین دوچشمی و غیر مستقیم یعنی عكاسی با استفاده از ابزار رصدی مانند تلسكوپ، انجام می شود. معمولاً در عکاسی مستقیم از سه پایه و لنز واید استفاده می شود. در عكاسی نجومی از پشت تلسكوپ معمولاً از سه روش استفاده می شود. در روش اول چشمی تلسكوپ و عدسی دوربین را برداشته و دوربین را مستقیماً به تلسكوپ وصل می كنند. ولی باید از یك آداپتور كه وسیله اتصال دوربین به بدنه تلسكوپ است استفاده كرد. در این روش اگر دوربین نلرزد بهترین حالت تصویر را بوجود می آورد. در روش دوم نیز مانند روش اول دوربین بدون عدسی به تلسكوپ وصل می شود، با این تفاوت كه یك چشمی بین دوربین و تلسكوپ قرار می گیرد. این چشمی برای بزرگنمایی بیشتر استفاده می شود به همین دلیل كیفیت تصاویر كمی پایین‌تر است.
عکاسی از نمای سطح ماه
اما در روش سوم عدسی دوربین و چشمی تلسكوپ هر دو بر جای خود باقی خواهند ماند و عدسی دوربین را مستقیماً با چشمی مماس می‌كنیم . در این حالت گرچه كیفیت نور و تصویر تا حدی كاهش می یابد ولی تصویر بزرگی بدست خواهد آمد كه با كمی دقت افت تصویر به كم‌ترین حد ممكن می رسد. این روش مناسب عکاسی با دوربین های دیجیتال است. در صورتی كه دوربین نلرزد می توان دوربین را با دست به چشمی تلسكوپ چسباند. دقت نمایید نور اضافی از كناره‌های عدسی وارد دوربین نشود و فیلم نور نبیند. برای جلوگیری از این امر می توان اطراف لنز را با پارچه سیاهی پوشاند.
8-3-3 عكاسی از اجرام مختلف آسمان
بعد از آشنایی با دوربین مناسب برای عكاسی نجومی و نحوه عكاسی از پشت تلسكوپ، باید بدانیم برای عكاسی از اجرام مختلف آسمان چه نكاتی را باید مد نظر داشت. جدول تهیه شده روش عكاسی، سیستم نوری و ابزار عكاسی برای اجرام مختلف را در عکاسی مستقیم و غیر مستقیم به‌صورت خلاصه بیان می‌كند.
| عكاسی از اجرام مختلف | ابزار مناسب | سیستم نوری | نحوه عكاسی | استفاده از فیلتر |
| ماه | تلسكوپ بازتابی یا شکستی، آداپتور، سه پایه و استقرار، دوربین دیجیتال با فاصله کانونی بیشتر از mm100 | فاصله کانونی موثر عدسی دوربین باید بین mm1000 تا mm2000 باشد و قطر آن باید بیشتر از mm25 باشد. | استفاده از فیلم حساسیت بالا برای کاهش نوردهی به یک صدم (100/1) یا حتی کمتر. در دوربین‌های دیجیتال، استفاده از ISO بیشتر از 100. | فیلتر مخصوص ماه |
| خورشید | تلسکوپ و دوربین عکاسی. در صورت عکاسی بدون تلسکوپ، استفاده از لنز تله با فاصله کانونی بالا. | استفاده از لنز با قطر mm50 به بالا و f/8. (قطر دهانه عدسی/فاصله‌ی کانونیf =) | استفاده از فیلم های با حساسیت کم و سرعت یکصدم (100/1) تا یک پانصدم (500/1) در دوربین‌های دیجیتال، استفاده از ISO کمتر از 100. | فیلتر مخصوص رصد خورشید (مایلار) |
| سیارات | تلسکوپ و ابزارهای موثر بر افزایش درشت‌نمایی مانند عدسی بارلو، برای رسیدن به فاصله کانونی مۆثر mm2500 تا mm 25000. | استفاده از موتور ساعتی و استقرار استوایی الزامی است. | استفاده از فاصله کانونی موثر زیاد (بینf/16 تا f/100) الزامی است. استفاده از فیلم با حساسیت پایین (دانه ریز. در دوربین‌های دیجیتال از نوع SLR، حسایت باید کمتر از ISO200 تنظیم شود. زمان نوردهی برای دوربین‌های با عدد f بالاتر، بین 1 تا 10 ثانیه است. | _ |
| رد ستاره ها | دوربین عکاسی با قابلیت تنظیم سرعت و قابلیت باز نگه داشتن طولانی مدت دیافراگم. استفاده از سه پایه و سیم دکلانشور. عکاسی مستقیم انجام می‌شود. | بهتر است از لنز معمولی دوربین عکاسی یا هر لنز با فاصله کانونی mm50 تا mm300 و لنز با قطر بیشتر از mm15 استفاده شود. | تنظیم فاصله لنز دوربین بر روی بینهایت. دریچه دیافراگم باید به مدت10 دقیقه یا بیشتر، باز نگه داشته شود. (در واقع فیلم و یا CCD دوربین به این میزان نور می بیند) اگر ستاره قطبی را در یک قسمت کادر قرار دهید تصاویر زیبایی بدست خواهید آورید. | _ |
| نواحی پر ستاره | عکاسی بدون تلسکوپ انجام می شود، دوربین، سه پایه مجهز به موتور ساعتی (برای ردیابی اجرام آسمانی) | قطر عدسی نباید کمتر از mm25 باشد. فاصله کانونی مناسب بین mm30 تا mm330 است. | استفاده از فیلم با حساسیت بالا. دوربین باید دقیقا" به سمت موضوع نشانه رود و همراه با حرکت ظاهری ستاره ها، حرکت کند. زمان نوردهی بیشتر از 10 دقیقه باشد. | _ |
تکلیف: با توجه به تكنیك های عكاسی ذكر شده، با تلسكوپ دست ساز خود عكاسی كنید و عكس‌های خود را برای ما ارسال نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: برای این جلسه می‌توانید با یکی از تور‌های رصد سفر کنید تا هم با نحوه رصد آسمان شب و عكاسی نجومی، به دور از آلودگی نوری، بیشتر آشنا شوید و هم از توضیحات هنگام رصد توسط مسئولین بهره‌مند شوید.
منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر در زمینه تكنیك های عكاسی، آشنایی با آسمان شب و چگونگی رصد آسمان به منابع زیر مراجعه نمایید.
- نرم افزار starry night ، نقشه ها و اطلاعات مفیدی از آسمان شب در اختیار شما قرار خواهد داد.
- كتاب تكنیك عكاسی/ نویسنده آنردریاس فی نینگر/مترجم: نصرالله کسرائیان/ انتشارات اسرار دانش
- كتاب راهنمای ماهانه آسمان شب/ نویسنده ایان ردیس، ویل تریون/ مترجم مهندس احمد دالکی/ انتشارات گیتاشناسی
-كتاب صورت‌های فلكی/ نویسنده دکتر گری مکلر- دکتر مارک چارترند - ویل تریون/ مترجم مهندس احمد دالكی/ انتشارات گیتاشناسی
- درسایت معرفی شده با وارد کردن نام شهر خود، اطلاعاتی در مورد موقعیت سیارات و دنباله‌دارها و همچنین نقشه آسمان شب را در اختیار شما قرار خواهد داد.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه: الهام گارسچی - تنظیم: داودی
