Ж. Вокулер, Ж. Тексеро

Фотографирование небесных тел
(для любителей астрономии)

Глава V. Длиннофокусные камеры

22. Применение длиннофокусных камер

Как уже было сказано, длиннофокусные камеры, которые мы здесь рассмотрим, предназначены для получения детальных снимков крупного масштаба Солнца, Луны или планеты.

а) Фотографирование Солнца. Несмотря на малую светосилу длиннофокусных камер, Солнце дает все же огромный поток света, требующий применения исключительно коротких выдержек, порядка тысячной доли секунды. Мы уже указывали (рис. 26) на принцип использования шторного затвора с металлической шторкой, который позволяет добиться таких малых выдержек необходимым подбором упругости пружин или резиновых растяжек.

Обычно употребляют мелкозернистую малочувствительную эмульсию с большим коэффициентом контрастности g (диапозитивные, микрат и т. п.), и используют контрастный проявитель (см. гл. VII, § 27), доводя проявление до g, равной бесконечности *).

В самом деле, скрытое изображение, получаемое при интенсивном освещении, в большей части сосредоточено внутри зерен и надо долго проявлять, чтобы его выявить. В принципе не надо рассчитывать на то, что укорочение времени проявления может компенсировать избыток времени фотографирования, выдержку надо сделать более точной. В случае надобности можно устранить легкую вуаль фона, вызванную проявлением, кратковременным погружением негатива в такой ослабитель (гл. VII, § 28), который сохранит изображения очень прозрачными и достаточно контрастными. Некоторые любители находят преимущество в таком способе и систематически перепроявляют снимки, чтобы после этого их ослабить, пока не возрастет контраст изображения.

Полученные таким образом изображения могут хорошо выявить потемнение к краю солнечного диска, факелы и пятна и позволят удобно следить день за днем за их смещением и изменениями. Изображения Солнца, полученные в фокусе инструментов от одного до двух метров фокусного расстояния, будут иметь диаметр от 1 до 2 см; необходимо их сильно увеличить, чтобы выделить интересующие вас детали. Мелкозернистые эмульсии легко выдерживают увеличение в 10 раз, что даст очень хорошие отпечатки (рис. 34), годные даже для измерений гораздо более точных, чем те, которые можно было бы сделать визуально с тем же инструментом. В приводимой библиографии можно найти данные, необходимые для ориентировки и измерения таких снимков.

Рис. 34. Солнечный диск, сфотографированный 19 февраля 1950 г.
телескопом с объективом диаметром 50 мм и фокусным расстоянием 0,63 м, с афокальным увеличением (G = 8^x); пластинка "Графобром", желтый фильтр, выдержка 1/100 сек. Оригинальный масштаб. Снимок Ж. и Р. Поррэ.

Сочетая два снимка, полученные в один и тот же день с интервалом в несколько часов, можно составить стереоскопические пары, которые хорошо выявят округлость солнечного шара. Во время солнечных затмений также с успехом могут быть получены снимки, показывающие весь диск Солнца. Взяв два снимка, снятые с интервалом в несколько минут, можно составить стереоскопическую картину, показывающую черный диск Луны, проецирующийся в пространстве перед Солнцем.

Рис. 35. Большое солнечное пятно, сфотографированное 9 марта 1947 г.
с помощью телескопа с объективом диаметром 102 мм и афокальным увеличением G = 140^x; пластинка "Графобром", увеличением 5^x (диаметр Солнца 1,25 м). Снимок Ж. и Р. Поррэ.

Снимки, полученные с внефокальным увеличителем, годятся для регистрации деталей групп солнечных пятен (рис. 35) и в благоприятных случаях могут позволить увидеть даже грануляцию фотосферы ("зерна риса"), если отверстие объектива достаточно (не меньше 80 мм). Выдержка, естественно, зависит от принятого увеличения; она будет, например, порядка1/50 секунды при увеличении в 10 раз. Однако точную выдержку в каждом случае можно получить только путем проб.

б) Фотографирование Луны. Для рассмотренных инструментов фокальное изображение Луны, как и Солнца, имеет размер 1-2 см. Надо использовать мелкозернистые сорта эмульсии, ортохроматические, с умеренной чувствительностью, в соединении с желтым фильтром, если объектив предназначен для визуальных наблюдений. В этих условиях можно получить хорошие изображения полной Луны при выдержке порядка 1/25 секунды и порядка 1/10 секунды для Луны в первой четверти (в каждом отдельном случае выдержку надо определить пробами). Часто можно удовлетвориться, производя выдержку с помощью крышки на объективе или заслонкой, которую очень быстро двигают от руки (надо только дождаться прекращения вибраций, прежде чем открыть объектив). На рис. 36 приведено изображение полной Луны, полученное с помощью примитивной кассеты, сделанной так, как это было указано в § 20 (см. также рис. 27).
Однако этот процесс влечет за собой некоторый лишний расход пластинок. Его не стоит рекомендовать вследствие дифракции на входном зрачке, которая в этом случае мгновенно и неправильно меняется; лучше пользоваться камерой со шторным фокальным затвором, при этом очень важно быть уверенным, что начало действия затвора не вызовет вибрации трубы, так как необходимо обеспечить стабильность камеры с точностью до нескольких сотых долей миллиметра.

Рис. 36. Полная Луна,
сфотографированная визуальным телескопом с объективом диаметром 75 мм и фокусным расстоянием 1,05 м, пластинка "Фульгур", выдержка около 1/4 сек (увеличение около 5 раз). Снимок Ж. де Вокулера 1934 г.

С другой стороны, для неподвижного инструмента продолжительность выдержки ограничивается суточным вращением, которое смещает изображение Луны примерно на 15" в секунду времени, что соответствует 0,08 мм на пластинке при фокусном расстоянии объектива, равном 1 м, и 0,16 мм при f = 2 м.. Таким образом, если мы хотим получить действительно четкое изображение, то при неподвижном инструменте выдержка не должна превышать нескольких десятых долей секунды. Несмотря на это, можно допустить выдержку порядка полусекунды, если речь идет о регистрации последовательных фаз частного лунного затмения, используя, если нужно, чувствительную эмульсию для фаз, близких к полной. Такие изображения еще могут выдержать увеличение в 3-4 раза (рис. 37).

Во всех случаях, когда ставится задача получить детали лунной поверхности в достаточном масштабе, необходимо использовать фокальное увеличение по крайней мере в четыре или более раз, чтобы получить изображение лунного диска диаметром в 6 см. Но тогда выдержку можно будет увеличить до секунды или больше и будет необходимо располагать экваториалом, который двигался бы от руки или с помощью мотора (рис. 32 и 33), чтобы можно было следить очень точно за движением Луны (имея в виду, что собственное движение Луны немного медленнее, чем суточное вращение небесной сферы; могут оказаться необходимыми также микрометренные винты по склонению).

Принимая во внимание обычную легкую размытость изображения, происходящую вследствие неспокойствия атмосферы, от вибраций инструмента (из-за ветра и т. д.), которые увеличиваются пропорционально увеличению изображения, бесполезно применять мелкозернистую эмульсию. Лучше применить высокочувствительную орто- или панхроматическую эмульсию (с желтым фильтром), чтобы максимально уменьшить выдержку. При таких условиях можно получить, даже с инструментами скромных размеров, прекрасные изображения неровной поверхности нашего спутника.

Рис. 37. Затмение Луны 19 янв. 1935 г.,
сфотографированное с помощью визуального телескопа с объективом 75 мм и фокусным расстоянием 1,05 м; пластинка "Фульгур", выдержка около 1/4 сек (увеличение около 4^x). Снимок Ж. де Вокулера.

Рис. 38. Спутники Юпитера,
сфотографированные визуальным телескопом с объективом 95 мм и фокусным расстоянием 1,40 м (увеличение 3,6^x): 1 - выдержка 7 мин. на обычной пластинке, 2 - выдержка 2 мин. на противоореольной пластинке. Снимки Л. Рюдо.

Рис. 39. Сатурн с кольцом,
сфотографированный с помощью визуального телескопа с объективом диаметром 150 мм и фокусным расстоянием 2,26 м, снабженного афокальным увеличителем (в 20 раз). Пластинка "Зильбереозин", выдержка 10 мин.(увеличение 1,9^x). Снимок Э. Фальбизанера, 1938 г.

в) Фотографирование планет. Фотографировать планеты можно попытаться, по крайней мере ради любопытства, с помощью самых мощных из рассмотренных здесь инструментов (например, с телескопами диаметром 108 или 135 мм). Малость планетных дисков и их слабый блеск делают такую попытку гораздо более трудной, чем для Луны.

В самом деле, максимальные размеры изображений планет порядка 50" (Венера в конце возрастания блеска, Юпитер в противостоянии, большая ось колец Сатурна) т. е. не превышают 0,5 мм в фокусе инструмента с фокусным расстоянием 2 м. Поэтому почти необходимо увеличить фокальное изображение. Однако, исключая Венеру, освещенность этого увеличенного изображения слишком слаба, чтобы выдержать большое увеличение без недопустимого увеличения времени экспозиции.

Мы советуем использовать увеличение в 4-6 раз для Венеры, в 3-4 для Марса и Юпитера, в 2-3 для Сатурна. Для панхроматической высокочувствительной эмульсии и прозрачного желтого фильтра придется брать выдержки порядка секунды для Венеры, 5-10 секунд для Марса и Юпитера и 30-60 секунд для Сатурна; эти значения надо в каждом случае уточнить путем проб.

С большими выдержками, порядка нескольких минут, можно получить превосходные снимки спутников Юпитера (рис. 38), но диск самой планеты будет передержан. Разумеется, гидирование должно быть особенно тщательным. Вести трубу надо по какой-нибудь детали самой планеты (с помощью зеркальной камеры, бокового окуляра или специального гида, используя увеличение в 200 или больше раз). При таких выдержках можно надеяться получить четкое изображение только при достаточно спокойной атмосфере; стоит пытаться экспериментировать только при благоприятных атмосферных условиях.

Даже при этом многим покажется, что они оказались обманутыми в своих ожиданиях (рис. 39), однако это хорошее упражнение для испытания способности астрофотографа!

_____________________________________

*) Для выявления деталей солнечных пятен выбирают, однако, репродукционные пластинки с умеренным контрастом.