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Tomás Alonso Albi

Astrofotografía de campo medio asistida y reducida en directo AAM, 24 de mayo de 2016

· Aclaración inicial respecto al curso de astrofotografía quese inició el viernes pasado. Lo que voy a presentar difiere delcurso en dos aspectos esenciales: 1) he decidido hacerastrofografía con un equipo lo más ligero y transportableposible (prescindir de grandes aberturas, trípodes omonturas voluminosas, tubos guía, o portátil, sacrificando lomenos posible la apertura y la calidad de los resultados), y2) las imágenes resultantes debe ser reducidas in situ sobrela marcha para cualquier tipo de foto que haga, sin aprendera usar otros programas o invertir tiempo adicional en lareducción. Esto aún no es posible (título).


· Presentarme, me dedico a la astrofísica, en concreto a laradioastronomía. En la imagen aparece el radiotelescopio de30m de diámetro en Sierra Nevada (Veleta).


· Trabajo en el Observatorio Astronómico de Madrid (OAN),un pequeño instituto que forma parte del InstitutoGeográfico Nacional, con otros grupos también dedicados ala vulcanología o los terremotos. Somos una docena deastrónomos que hacemos radioastronomía (30m, PdBI,ALMA) en campos como la formación estelar (mi caso),estrellas evolucionadas y nebulosas planetarias, astrofísicaextragaláctica, y VLBI.


· Hace unos dos años que me incorporé a la AAM como socio2061. El primer año colaboré en poner en marcha lo que alfinal llamamos Simulador de Observaciones Astronómicas,una herramienta para comprobar cómo se ve el cielo con unequipo dado y preparar observaciones.

Descripción del equipo

ResumenIntroducción


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· Resumen de la charla. Primero haré una descripción delequipo, ventajas e inconvenientes del Astrotrac y cómosuperar las dificultades.

Presentación del software de astrofotografía



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· Desde pequeño me interesé mucho por la astronomía y laprogramación, uniendo ambas aficiones para desarrollarprogramas. Me interesa usar la programación comoherramienta para solucionar los problemas prácticos al hacerastronomía, y en este caso astrofotografía. Describiré elsoftware que he hecho (2 años de trabajo) y las ventajas queofrece respecto a trabajar de la forma tradicional con unintervalómetro manual, por ejemplo.· La imagen muestra la nebulosa Norteamérica, que tomé elverano pasado.

Incluido un planetario de Android para la observación visual



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· También hablaré de las posibilidades de observación visualdel equipo, aunque sean algo secundarias, y del uso de mipropio planetario de Android (4 años de trabajo) para ayudaren la localización de objetos en observación visual yfotografía.

Resultados



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· Mostraré fotografías obtenidas en el puente de mayo, lasprimeras utilizando exclusivamente mi software. M8 lafotografié el pasado verano utilizando un intervalómetro, ycon medios que no permitían un enfoque y alineamiento tanprecisos como ahora. También mencionaré cómo instalar elsoftware y el acceso a un documento PDF con todos losdetalles del manejo del equipo.

Demostración práctica



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· Haré una demostración práctica de astrofotografía con elequipo, ejecutando el software sobre un mini-PC yconectándome con el portátil. Aún no tengo implementada lareducción.

Elementos del equipoEl equipo


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· Volvemos al equipo, esta vez para ver cada elemento.



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· El Astrotrac tiene un brazo auxiliar de plástico para utilizarun buscador óptico de la Polar, cuya calidad es pésima y esmuy incómodo de usar. En un primer momento lo reemplacépor un buscador que utiliza un láser, pero como este ejeauxiliar no es perpendicular al eje polar, el láser describía uncírculo en el cielo muy amplio. Para evitarlo tuve la idea deutilizar la zapata del flash para meter el láser y así alinear enel propio eje polar del Astrotrac (mostrarlo). Éstas y otraspiezas las fabricó Guillermo Calvo (Mecanizados y AfiladosCalvo S.L.), cuyo taller está a pocos minutos andando de lasede de la AAM.



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· La modificación la hizo Pablo Gafo, de la tienda Astrocity.Se trata de retirar el filtro IR original que bloquea el H

α, y

poner en su lugar el filtro de Baader. Hay quien lo deja sinfiltro, pero para astrofotografía con objetivos de lentes esnecesario, dado que por muy bueno que sea el IR no seenfocará en el mismo punto que el espectro visible. Lacámara necesita retoques para funcionar en fotografíanormal, como un balance de blancos adecuado o compensarel desajuste del autofocus.



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· El Sigma pesa sólo 2.4 kg, muy poco para ser un refractorde 10.7 cm de apertura. Es un objetivo zoom apocromáticoque conseguí por eBay a 1200 euros, nuevo, hace años.Ópticamente es bueno, con una coma sólo muy ligeramenteperceptible, aunque el foco preciso es muy crítico y pocofácil de alcanzar en astrofotografía.



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· El cabezal PH29 es grande y soporta bastante kilos depeso. Por su tamaño, permite mover el Sigma con fluidez,aunque el conjunto queda en el límite práctico para un usocómodo debido al tamaño y peso del objetivo y la cámara.Tiene tornillos de bloqueo para permitir el movimiento librede la placa sobre la que se pone el Sigma o la cámara, ytambién para el movimiento de giro alrededor del eje polar,muy útil para alinear (explicar el alineamiento).



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· El Astrotrac hace de montura ecuatorial. Tiene unaprecisión de seguimiento de unos 5" de rms en 5 minutos,como una NEQ6. Pesa 1 kg, es muy compacta, y soportaperfectamente 5 o 6 kg de peso. Tiene puerto paraautoguiado en ascensión recta, pero está pensada enprincipio para seguimiento sin intervención. En comparacióncon otras aún más compactas, el Astrotrac tiene muchomejor seguimiento y soporta más peso, aunque también esmás cara.



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· Cuña ecuatorial que permite un ajuste fino de la posiciónen acimut y elevación. La original del Astrotrac es muchomás cara y seguramente de mejor calidad, pero ésta cumplecon su función. Tiene una palanca para el bloqueo de lainclinación.



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· El trípode Sirui pesa sólo 1.4 kg y soporta 10 kg encima.Incluye una bolsa de transporte acolchada muy buena, queen la práctica utilizo para el Astrotrac, que venía muydesprotegido.



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· En la bolsa auxiliar guardo la bateria (5 y 12 V), el mini PCpara el control, los cables de conexión de alimentación yUSB, y un par de llaves Allen por si hay que apretar lostornillos de la mini cuña ecuatorial. Hace también la funciónde contrapeso para el Astrotrac.



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· Otro elemento del equipo es el adaptador para observaciónvisual. Consta de un adaptador de montura EOS a rosca C(para cámaras de video), una pieza fabricada a medida porGuillermo Calvo para pasar de rosca C a portaocular 1 1/4"(incluyendo los tornillos de fijación del ocular), una lente deBarlow 2.5x de Televue (para lograr foco, posible incluso convisor binocular), el adaptador de Televue a rosca T2, y elprisma diagonal T2 de Baader. La calidad de imagen enplanetaria es regular, debido al parecer a reflexionesinternas en las lentes del objetivo zoom. Si bien es máscómodo y mejor un telescopio, también es mucho menostransportable y no permite la fotografía u observación decampos amplios.



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· En conjunto el equipo pesa menos de 10 kg con el resto deaccesorios, permitiendo un transporte muy cómodo con unamochila Lowepro Flipside 400 AW. Es fácil de montar y usar.El Astrotrac lo llevo a mano mediante la bolsa del trípode.Entre otros elementos tengo los objetivos Samyang 14 mmf/2.8, 85 mm f/1.4, y el 28 mm f/1.8 de Canon. Tambiéntengo multiplicadores de focal de 2.0x y 1.4x de Kenko conlos que puedo superar los 800 mm de focal en el Sigma.Todo cabe en la mochila.

Aprovechar la capacidad del Astrotrac haciendo fotos a 300 mm defocal o más requiere de un alineamiento polar preciso, que no es fácil.

Enfocar con precisión el Sigma no es tampoco fácil, y a mano muyincómodo pues al tocarlo la estrella a enfocar se queda moviendo variossegundos.

Fotografiar mediante la cámara e intervalómetro sin más obliga aestar pendiente de los resultados que van saliendo para comprobar elseguimiento, lo que a su vez lleva a perder mucho tiempo y a posturasincómodas según la dirección de apuntado.

No tengo buscador (el accesorio de alineamiento no vale, lo retiro trasla primera alineación por comodidad), lo que dificulta encontrar objetos,especialmente haciendo fotos con el duplicador de focal.

No es posible apuntar al N, especialmente al NW, en objetivos grandesy pesados como el Sigma. Tampoco es posible apuntar unos 3 0

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alrededor del polo celeste.

La movilidad es limitada y se reduce al seguimiento preciso y grandesmovimientos para localizar objetos. Explorar alrededor de un objeto enobservación visual no es posible con comodidad.

Desventajas del Astrotrac y el resto del equipoEl equipo


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· El Astrotrac es muy bueno, pero viene pésimamentepreparado para lograr un buen alineamiento polar. Elbuscador óptico que trae viene desalineado, y colimar el míome resultó imposible de hecho. Las piezas que he enseñadopermiten alcanzar de manera estable 1 minuto de exposicióna 300 mm de focal, pero no más. Esto es 3-5 veces peor quelas especificaciones del Astrotrac. Mejorarlo sin ayudaespecial es muy engorroso, dado que la pantalla de la Canonno llega a mostrar las imágenes a plena resolución nisiquiera al aumentarlas al máximo.






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· Otro problema adicional es lo fácil que se pierde el foco sial moverlo a otro objeto tocas un poco la rueda de enfoque.Esto se puede solucionar poniendo una tira de velcro parabloquear el foco.






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· Estar todo el tiempo manipulando la cámara también tieneel riego de afectar al seguimiento o al foco.






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· La zapata de la Canon donde va el accesorio dealineamiento no se puede alinear con el objetivo. Además,hay objetos no visibles a simple vista difíciles de encontrar.






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· Aquí el problema es que el peso del objetivo y cámarallegan a desenroscar el cabezal de Triton. Se puede apretarcon fuerza, pero es preferible no usarlo en esa posición porseguridad.






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· Se puede usar los tornillos de ajuste fino de la cuñaecuatorial si se hace observación visual para logar algo demovimiento, pero es muy poco práctico.· De todos estos problemas los cuatro primeros son los máscríticos, y para solucionarlos he desarrollado softwareespecífico.

Programa de astrofotografíaSoftware


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· Pantalla principal de ClearSky cuando se usa paraastrofotografía. También incluye un planetario. Describirmenú superior, barra de acciones, barra de navegación,etcétera. Diseñado para ser usado como una aplicación demóvil, e instalable en Windows, Linux, y Mac. Yo lo uso sobreLinux.

Live view activado con el control del foco



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· Al activar el live view se añaden controles especiales defoco y zoom durante el live view. En este caso se muestranlos controles de enfoque.

Live view activado con el control del zoom



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· Control del zoom durante el live view. En las Canon losvalores son 1 (sin zoom) y 5 (con zoom). Los valores losproporciona la librería gphoto2, que es la que permite elcontrol total de las cámaras de fotos. Las Nikon tambiénestán soportadas en mi programa.

Live view activado con el control del ISO



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· Valores disponibles del ISO en la 40D. 3200 ISO es el modoH especial disponible tras activarlo en una de las opciones deconfiguración avanzada de la 40D, por defecto no existía.

Pantalla de ayuda con el método de la deriva para alinear



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· El programa está en español e inglés, aunque la ayuda sóloestá en inglés. La ayuda incluye una página de referenciasobre cómo aplicar el método de la deriva. Habitualmente laabro y pongo la ventana de ayuda al lado de la del programadurante el alineamiento preciso.

Imagen resultante de aplicar extensiones a una toma Hα del Sol



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· Las extensiones permiten transformar la imagen antes demostrarla en la pantalla. Hay muchas (las veremos luego enla demostración), pero en esta imagen se muestra elresultado de aplicar 3: recentrado de disco, rótulos, y subidaa un servidor FTP. Esto permite transmitir desde el campoeventos astronómicos como eclipses.

Posibles usos para emitir eventos en directo



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· La idea era usarlo como experimentación tanto en eleclipse de Sol como en el tránsito de Mercurio, pero enambos casos hizo mal tiempo. Sí lo usé con éxito durante laprimera hora del último eclipse de Luna.· Un posible uso aún más ambicioso sería enviar en tiemporeal las fotos de una sesión de astrofotografía por parte decualquier socio a un servidor de la AAM, de manera quecualquier visitante de la web de la AAM pudiera verlas. Otroposible uso sería conectar un equipo parecido a un proyectorde 12 V de bajo consumo. Los hay con resolución de1200x800 píxeles a menos de 100 euros, útiles para mostrarfotos en tiempo real a grupos grandes de gente en eventostipo Star Party, como las observaciones recientes delPlanetario.

Planetario para AndroidSoftware


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· Lo utilizo para localizar objetos en el objetivo utilizando lossensores del móvil. Imágenes del cielo y el menú principal.Describir el menú principal y las principales características:catálogos y precisión.



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· Eventos principales y de satélites artificiales.



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· Eventos de lunas y renderizado planetario realista.



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· También, además de mostrar objetos de forma realista,existe un trivial.



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· El modo texto permite listar los objetos por diferentescriterios y usar la función de alineación. Esta función estádisponible en la versión completa al acceder al modo textodesde el modo en vivo, mostrándose la opción de alinear envez de la de utilizar un objeto como referencia.

https://play.google.com/store/apps/details?id=jparsec.androidlite



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· Tras alinear con un objeto se puede mover el móvil sujetoal telescopio para localizar los objetos, como la funciónpush-to (empujar a) de los telescopios computerizados. Laprecisión en mi Nexus es 1 grado en acimut y sólo 0.2grados de error en elevación. Mencionar la pieza que faltapara sujetar el móvil o tableta al extremo del objetivo(parasol). Enlace para la versión gratuita, la versión de pagoes de 2.5 euros, muy poco para un trabajo de 4 años.

Triplete de Leo

Imágenes tomadas en el puente de mayoResultados


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· Primeras imágenes que he tomado con darks y flats paraluego reducirlas. He tenido que hacer pruebas en galaxias,que siempre es más dificil que en objetos grandes ybrillantes. Triplete de Leo, 60s a 3200 ISO, reducida al 60%de la resolución original. La reducción muestra defectos porla curva de niveles aplicada después para realzar detallescon Gimp, defectos debido a que los flats no funcionaronmuy bien tal vez. Las tomas JPG directas de la cámara eranquizá incluso algo mejores, dada mi inexperienciareduciendo imágenes. Hice uso de Regim para la reducción.

Cúmulo de Virgo



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· Cúmulo de Virgo, 2 minutos a 3200 ISO y 300 mm de focal,reducida al 60% de la resolución original.

M44



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· M44.

M13



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· M13, 30s a 1600 ISO y 600 mm de focal. Sin reducir detamaño, a plena resolución. Es la única que he tomado deltodo bien enfocada.

M13 con más tiempo y peor seguimiento



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· Otra toma de 1 minuto que quedó peor por el ligero errorde seguimiento.

M81 y M82, toma JPG (arriba) y reducida (abajo)



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· M81 y M82, tanto en toma JPG directa como el resultado depromediar varias tomas y reducirlas usando darks y flats. Lareducción parece hacer perder color y no mejora mucho elresultado por mi falta de experiencia. Esta foto se nota queno está bien del todo, ni de foco ni de seguimiento. Estáhecha a 500 mm de focal.

El programa de astrofotografía funciona de forma fluida y estable.

He resuelto los problemas anteriores de comodidad y facilidad a lahora de tomar imágenes.

Algunas mejoras no he podido testearlas aún, como el uso de tomasconsecutivas de pocos segundos para enfocar y alinear sobreestrellas/objetos débiles no visibles por el live view. La reducción deimágenes aún no está implementada. También compraré un mini-PC máspotente, y una tableta de 1 0 pulgadas para mejorar el control y hacerflats con la pantalla.

El foco preciso en el Sigma no es posible usando sólo software.

El programa de astrofotografía es de uso libre y se puede instalardesde la dirección http://conga.oan.es/~alonso/doku.php?id=jparsec. Miemail es [email protected].

He escrito un manual detallado en PDF con la descripción del equipo ycómo manejarlo en la direcciónhttp://conga.oan.es/%7Ealonso/doku.php?id=data. También estádisponible el PDF de esta presentación en esa dirección.

ConclusionesResultados


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· Lo he desarrollado para que corra en mini PCs (stick) debaja potencia, y ahora van a salir modelos mucho máspotentes de mini PCs con los que irá más rápido, aunquecomo va es suficiente. La combinación de este programa conla librería gphoto2 hace posible un control total de lacámara.









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· Resulta mucho más cómodo trabajar así que con unintervalómetro manual, y teniendo que alinear y enfocarmanualmente.









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· De cara al verano tengo la intención de tenerlocompletamente terminado, y poder disfrutar de una aficiónen la que nunca he podido destacar por lo dificil que me haresultado hacer astrofotografía.









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· En imágenes anteriores mostraba los controles de foco. Enalgunos objetivos como este Sigma el control fino deenfoque Near/Far 1 no responde, y el 2 mueve la ruedademasiado. Hace falta un toque manual para encontrar elfoco preciso.









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· Probablemente sea complicado de instalar, pues la páginaestá en inglés y además requiere gphoto2, y dcraw ysextractor para la reducción de imágenes en un futuropróximo. Dejo mi email por si alguien lo intenta y tieneproblemas.









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· Iré actualizando el manual en los próximos meses hastaterminar el programa.

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