Fazendo fotos de DSO com uma câmera planetária

Tenho testado bastante minha câmera planetária ZWO ASI224MC com a captura de DSO. Ainda não cheguei à um ponto que considero bom, mas tem muita gente fazendo isso com suas câmeras planetárias e apresentando ótimos resultados. Na minha opinião ainda é difícil bater uma câmera dedicada para DSO ou uma DSLR (método que eu uso). Mas para DSOs mais brilhantes é um método muito promissor. O que percebi até agora com relação a vantagens e desvantagens:


Vantagens em exposições curtas para DSO

- Não há necessidade de sistema de guiagem automática se sua montagem estiver bem alinhada. (nota: eu uso guiagem pois sou preguiçoso para alinhar a minha montagem com erros pequenos),
- Não há necessidade de montagens super pesadas, super caras ou super robustas,
- Um equipamento para uso em fotos planetárias é suficiente,
- Peso reduzido do setup de astrofotografia,
- Exposições mais curtas = menos efeitos de perturbação atmosférica em cada quadro.

Desvantagens em exposições curtas para DSO
 
- Capta menos luz comparada à foto de exposição longa, de modo que a magnitude limite em cada quadro é menor,
- Tempo de processamento pode ser extremo se o número de quadros for muito grande,
- O campo de visão da câmera planetária é bem restrito e assim há um limite para o tamanho de DSO que você vai poder capturar. (há câmeras planetárias com sensores maiores,.... algo a se avaliar)

Um procedimento padrão que estou tentando estabelecer para minhas fotos desse tipo (Lucky imaging para DSO) poderia ser algo como:

Aquisição de quadros

• Alinhe corretamente sua montagem como feito para uma longa exposição.
• Ligue sua câmera de guiagem ao software de guiagem, tipicamente o PHD2
• Ligue sua câmera ao software de captura, tipicamente o FireCapture, mas pode ser outro de sua preferência.
• Use apenas formato de imagem de 12, 14 ou 16 bits (o que sua câmera permitir) e salve como TIFF ou PNG (formatos sem compressão).
• Use um valor de ganho alto. Na ZWO ASI224MC eu uso tipicamente 350.
• Não se esqueça de fazer imagens dark. Tanto o FireCapture quanto o SharpCap tem uma rotina que ajuda a fazer esses quadros. Os darks são particularmente importantes para a ASI224MC pois ela não tem refrigeração (ruído térmico) e apresenta um certo nível de Amp Glow (um aumento de brilho de fundo eletrônico que aparece nos cantos da imagem). Os darks vão ajudar a eliminar ambos os problemas.

Processamento

• Depois de feitas imagens, eu as carrego no AS!2 ou AS!3 e procedo a seleção por qualidade. 
•  Para o empilhamento eu seleciono um único ponto central do DSO.
• O AS!2 ou AS!3 salva uma imagem TIF que uso no pós-processamento.

Pós-processamento
 Para pós-processamento uso o Iris onde corrijo o brilho, realço os detalhes usando a ferramenta de wavelets, reduzo o ruído e ajusto o fundo preto (eliminando algum resíduo de poluição luminosa).

Lucky imaging para DSO

Lucky imaging é uma técnica bem conhecida para quem faz fotos planetárias. Bem rapidamente falando, um dos pontos desafiadores de fotos planetárias é conseguir capturar o planeta sem que ele fique borrado por causa das turbulências atmosféricas. Para isso, é muito comum gravar filmes em câmeras planetárias de alta velocidade, selecionar os melhores quadros desses filmes e combiná-los em um único quadro que depois será tratado para trazer à tona os detalhes do planeta. Acho que é daí que vem o nome lucky imaging: do inglês, em tradução livre, foto de sorte. Você tem que ter a sorte de tirar um número suficiente de quadros bons que vão gerar uma única foto boa no final.

Outra modalidade de astrofotografia é a de objetos de céu profundo onde, melhor que a velocidade, é o tempo de exposição da câmera. Os DSO são objetos de brilho muito tênue e então necessita-se de um tempo de exposição longo para fotografa-los. Ainda com tempo de exposição longo, são necessárias várias fotos que, combinadas e tratadas, vão dar origem à foto final. Mas, tempos de exposição longos podem trazer uma série de problemas para a captura: sofre maior influência da poluição luminosa (que sobrepõe o brilho do DSO), dificuldade de guiagem da montagem (que gera imagens com rastros), equipamentos caros (montagem e câmera), entre outros.

Ao lado dos tempos de exposição longos, podemos trabalhar com câmeras mais sensíveis (e caras) ou aumentar o ganho da câmera (que gera ruído). Aqui entram então em cena as novas câmeras planetárias. São câmeras CMOS modernas que, devido à sua alta sensibilidade, permitem fazer quadros com tempo de exposição muito curtos e, ainda assim, capturando o brilho dos DSO. Com isso, podemos fazer um número muito elevado de quadros do DSO, combina-los e tratá-los praticamente como uma foto planetária, obtendo resultados até que interessantes. Um exemplo é essa foto de M80 que fiz como teste usando uma câmera ZWO ASI224MC, meu telescópio RC8 e minha montagem Sirius EQ-G.

M80: Algomerado globular em Escorpião. Foto feita com a técnica de Lucky Imaging para DSO

Ok, a foto ainda precisa de uma série de melhorias. A principal delas é aumentar o número de quadros. Essa foto aí foi feita à partir de 800 frames de 8 segundos + 30 darks. Nessa captura usei o software FireCapture, para a seleção de qualidade de foto e empilhamento usei o Autostakkert AS!3 e para o pós-processamento usei o Iris (mas já vi fotos onde foi usado o Registax). Esses softwares, tirando Iris, são tipicamente usados para fotos planetárias.

Outra coisa que percebi é que as estrelas estão com um leve coma. Verifiquei e não é do telescópio, acredito que coloquei a câmera desalinhada no focalizador, o que gerou esse problema. Meu telescópio tem distância focal de 1600mm e, nessa escala, com um campo de visão estreito, qualquer defeito fica muito evidente.

Pretendo colocar nos próximos dias outra postagem com um pequeno método de como capturei essa imagem.

Reduzindo peso.

Depois de muito tempo sem observações por causa de uma longa e quase interminável pós-graduação, reforma de 60 dias na minha casa, viagem a trabalho e outros contratempos pude colocar o equipamento no quintal mais uma vez.

Mas ficar sem observar por algum tempo faz com que você fique buscando formas de mexer com o equipamento. Uma coisa que sempre me deixou curioso foi o fato de o meu telescópio, o RC8, ter dois dovetails - um Losmandy e um Vixen - e eu usar apenas o Vixen. Será que tirar esse dovetail Losmandy afeta o desempenho do telescópio? Bom, do ponto de vista de peso afeta sim. O dovetail Losmandy, seus suportes e seus parafusos pesam um total de 1,1 kg! Retirá-los representa um ganho interessante de peso para aliviar a montagem. É, por exemplo, mais pesado que minha câmera DSLR, anel T2, adaptador e filtro. Minha preocupação é com a óptica: li em dois lugares na internet que a retirada não é recomendada pois pode levar ao desalinhamento do tubo. Porém, discutindo com algumas pessoas em fóruns percebi que muitas pessoas já fizeram isso e outras tantas compraram seus RCs com apenas um dovetail.

Bom, para tirar a dúvida coloquei as mãos a obra: retirei o dovetail Losmandy de meu telescópio. A redução de peso é sensível e o desbalanceamento do tubo também: o espelho do telescópio em quartzo é espesso e, somado ao peso do focalizador de 2", acaba fazendo que a parte de trás do telescópio fique bem mais pesada que a frente. Requer um novo balanceamento do meu setup, algo especialmente chato de fazer nesse telescópio.

Feito isso é testar a óptica! Primeiro passo: teste de estrela. Por sorte não houveram mudanças na colimação da ótica; observando uma estrela fora de foco podemos ver os anéis de difração perfeitamente centralizados, da forma que estava antes de tirar o dovetail Losmandy. Fiquei bastante satisfeito pois tive uma redução de peso sensível e não perdi desempenho da minha óptica. Agora é, aos poucos, retomar minha rotina de observações e astrofotografia. Talvez demore um pouco pois estou construindo um pequeno observatório no meu quintal. Mas isso é assunto para outro tópico.

Astrofotografia com o RC8: planetas!

Normalmente os telescópios RC são vistos como ótimos para fotografia de DSO, o que é verdade dada a sua óptica bem corrigida. algo que me preocupou bastante quando comprei esse telescópio era se eu perderia muito em uso visual, principalmente para planetas e Lua. Nas últimas semanas tenho usado meu RC8 para uso visual e astrofotografia planetária, aproveitando para entender bem o comportamento desse telescópio e tenho percebido bons resultados. 

No visual ele não fica nada a dever à um newtoniano de 200mm, consegue-se observar os mesmos objetos com qualidade similar. Usando as mesmas oculares e no mesmo local de observação, o rendimento dos dois equipamentos ficou bem empatado. Realmente, no campo de observação visual, o limitante para ambos os equipamentos é muito mais a condição do céu (PL, ventos, umidade, turbulência,....) do que a construção do equipamento em si. Como referência, meu ponto de observação é no quintal de casa, em São Paulo, capital. 

Na astrofotografia planetária ainda não obtive resultados "excelentes", apenas bons. Nas noites em que tive a chance de fotografar Júpiter e Marte o nível de turbulência estava acima da média e, com os grandes aumentos necessárias (câmera planetária + barlow 2x + extensor de 50mm) a qualidade das imagens não ficou ainda como que queria. Entretanto, percebe-se o grande potencial desse equipamento. 

Algumas fotos que fiz com ele podem ajudar numa avaliação inicial. Todas foram empilhadas e tratadas no Registax 6 a partir de videos avi obtidos de uma câmera QHY5L-II da QHYCCD.

Júpiter - Dezembro/2013 - São Paulo - SP

Marte - Janeiro/2014 - São Paulo - SP

Júpiter - Janeiro/2014 - São Paulo - SP

Fotos de DSO também estão saindo mas ainda estou brigando com a guiagem para obter estrelas pontuais. Precisarei dedicar mais algumas horas aperfeiçoando a colimação (ponto chave nessa óptica) além de buscar algumas formas de tratamento de imagem para burlar a poluição luminosa aqui da minha cidade. Postarei fotos quando conseguir algo com qualidade aceitável.

Outro telescópio se foi....

Na última semana vendi meu telescópio newtoniano 150mm f/D8. Apesar dele estar há um bom tempo parado e sem uso foi difícil me desfazer dele... Tive outros equipamentos num passado distante mas considero que esse 150mm f/D8 da Skywatcher foi meu primeiro telescópio sério. Fiquei com ele aproximadamente 3 anos e posso dizer que todo o conhecimento científico que tenho de astronomia eu aprendi com ele. Entro agora em uma nova fase de aprendizado com astrofotografia. Estou com apenas um equipamento, o RC8 da GSO, e pretendo me manter assim usando-o para evoluir mais e mais nessa atividade tão cativante que é a astronomia amadora. Espero que o próximo dono tenha tantas alegrias com o newtoniano 150mm como eu tive.

Colimação de telescópio Ritchey-Chrétien 8” f/D8

Para seu melhor desempenho um telescópio deve ter seus espelhos perfeitamente alinhados e o processo para obter esse alinhamento é chamado de colimação. Essa é uma característica crítica e desejável para qualquer telescópio mas para os Ritchey-Chrétiens essa exigência é ainda maior. Somente com uma colimação precisa é que se poderá extrair o máximo das características ópticas superiores dessa configuração de telescópio refletor. É possível que seu telescópio já venha perfeitamente colimado de fábrica; é possível também que ele venha levemente fora de colimação (meu caso) ou ainda que venha a ficar descolimado ao longo do tempo (um pouco raro, se você for cuidadoso no manuseio).

Como recebi o telescópio levemente desalinhado, tive que proceder sua colimação e organizei um passo a passo do processo. Preparei um arquivo pdf que mostra de forma geral esse procedimento. No meu caso precisei de cerca de 40 minutos para realizar o procedimento.

O documento pode ser baixado aqui.

Ajustes no RC8: mudando a posição dos dovetails

O telescópio GSO RC8 vem com dois dovetails: um padrão Vixen e outro padrão Losmandy. De fábrica ele apresenta o suporte para a buscadora do mesmo lado do dovetail padrão Vixen. Com isso, caso a montagem tenha apenas o berço com encaixe padrão Vixen, será necessário usar este para fixar o telescópio à montagem e assim a buscadora vai ficar na parte de baixo do telescópio. Apesar de não haver problema no uso essa pode ser uma posição bastante incômoda além de haver o risco da buscadora bater no tripé durante a movimentação da montagem dependendo da posição do céu que se deseja observar e da localização do observador. Nos próximos passos será mostrado um procedimento muito simples para trocar a posição destes dois dovetails, invertendo sua montagem.

Os dovetails

Vista lateral dos dovetails; note a posição do suporte de buscadora ao lado do dovetail Vixen.

Vista frontal dos dovetails. Do lado esquerdo, em cima, Vixen; do lado direito, embaixo, Losmandy.

A montagem dos dovetails

Quatro parafusos Phillips prendem o dovetail padrão Vixen ao tubo do telescópio:

Quatro parafusos Allen prendem o dovetail Losmandy aos seus suportes e outros quatro parafusos Philips prendem os suportes ao tubo como veremos à frente.

Removendo o dovetail Losmandy

CUIDADO! Não solte os quatro parafusos de uma vez; o dovetail é pesado e deve ficar bem apoiado para evitar danos ao tubo. Mantenha-o sempre seguro enquanto solta os parafusos. Com auxílio de uma chave Allen remova os quatro parafusos, soltando o dovetail de seu suporte. 

Dovetail removido ao lado do telescópio e suportes ainda no tubo

Removendo os suportes do dovetail

Depois de remover o dovetail deve-se remover os suportes do dovetail. Novamente, use uma chave Allen e remova os dois suportes soltando seus quatro parafusos (dois em cada suporte). 

Detalhe do suporte do dovetail Losmandy

Dovetail Losmandy, suporte e parafusos

É interessante notar que a furação no tubo do telescópio tem a mesma disposição da furação do dovetail Vixen, possibilitando sua troca de posição sem nenhuma alteração adicional.

Removendo o dovetail Vixen

CUIDADO! Não solte os quatro parafusos de uma vez; o dovetail é pesado e deve ficar bem apoiado para evitar danos ao tubo. Mantenha-o sempre seguro enquanto solta os parafusos.Com auxílio de uma chave Phillips remova os quatro parafusos, soltando o dovetail do tubo. 

Dovetail removido ao lado do telescópio

Final do trabalho: remontando os dovetails

Agora basta recolocar o dovetail Vixen encostado na parede do tubo, na posição que estava o dovetail Losmandy, e parafusá-lo novamente com os parafusos Phillips. Do outro lado, parafuse primeiro os suportes na parede do tubo usando os parafusos Allen pequenos; depois parafuse o dovetail Losmandy sobre os suportes usando os parafusos Allen grandes.

Evite apertos exagerados, tente usar a mesma força de aperto que foi usada para soltar os parafusos. Nessa configuração o dovetail Losmandy ficará ao lado do suporte da buscadora e o Vixen do lado oposto. Assim, quem tiver uma montagem com berço padrão Vixen poderá montar seu equipamento de forma que a buscadora fique do lado de cima do telescópio, facilitando seu uso e evitando acidentes.

Um comentário final: nesse momento algumas pessoa podem imaginar de retirar o dovetail Losmandy para reduzir o peso de seu equipamento. Esse procedimento não é recomendado pelo fabricante dado que o lado sem dovetail estará menos rígido que o lado com dovetail podendo ocasionar flexão no tubo, desalinhando os espelhos primário e secundário e distorcendo as imagens. Essa hipótese será verificada e volto a postar os resultados a partir de um teste de estrela.

Atualização: usei o telescópio apenas com um dos dovetails e não há problema com colimação ou distorção de imagem. Pode-se então retirar o dovetails que não esteja em uso, reduzindo assim algum peso do setup. No meu caso retirei o Losmandy, o que reduziu o peso total em aproximadamente 1kg.