În lumea observatorilor de planete se vorbește de planete ”dificile” și planete ”ușoare” : este vorba de faptul că cele dificile pot fi studiate mai ușor cu oculare mai slabe decât celelalte, în condiții egale de turbulență, ca urmare a contrastului redus a detaliilor, al culorilor dominante etc. Iată motivul pentru care, în tabelul 2.1 de mai jos, unde am indicat grosismentele minime și maxime pentru diferite diametre, am dat și valorile optime pentru observarea planetelor principale.

 

Diametru obiectiv	Magnitudinea    limită	Grosisment			Grosismente utile la observarea planetelor
		Minim	Maxim	Optim	Mercur	Venus	Marte	Jupiter	Saturn
50	10m,6	10	125	75	–	100	125	100	125
80	11,6	16	200	120	150	120	200	150	150
100	12,1	20	250	150	200	150	225	150	150
150	13,0	30	375	225	250	200	300	180	150
200	13,6	40	500	300	300	250	400	220	200
250	14,1	50	675	400	350	300	500	260	280

     Veți fi remarcat cu siguranță că pentru grosismentele minime am adoptat un diametru maxim al cercului ocular, nu extrem, – 6mm – , ci numai 5mm, considerând că această valoare este totuși recomandabilă pentru orice ochi. Continuând însă cele începute, despre observațiile vizuale mai sunt câteva lucruri de spus – determinarea magnitudinilor stelelor variabile, tehnica observațiilor planetare, solare și de Lună. Deocamdată, însă să discutăm ceva mai pe larg despre observațiile fotografice -> fotografia focală și cea cu amplificare, aplicabilă în cazul fotografierii planetelor, ca și în cea a Soarelui și Lunii, după scopuri. Nu este necesar să argumentez prea mult pentru a dovedi faptul că fotografia reprezintă una dintre căile cele mai importante pentru cercetarea universului astral. Ea este, în primul rând obiectivă; în al doilea rând ea furnizează practic instantaneu, un ansamblu de informaţii fotometrice şi de poziţie pentru toate categoriile de aştri, pe care observaţia vizuală nu le-ar putea obţine decât în zeci şi sute de ori de observaţii; în al treila rând, ea conservă indefinit aceste informaţii, al căror studiu poate fi reluat oricând, şi de fiecare dată când este necesar, de către oricine. Chiar dacă în marile observatoare astronomice se utilizează deseori pelicule şi plăci fotografice cu emulsii sensibile specializate, să ştiţi că şi pelicula curentă este foarte potrivită fotografiei astronomice.

     Singura rezervă o reprezintă fotografia solară, care necesită o peliculă cât mai puţin sensibilă – 3 până la 5 DIN – , adică pelicula tip diapozitiv, care se bucură şi de un contrast excesiv, dar extrem de convenabil pentru lipsa de contrast a petelor solare. Astfel, fotografierea planetelor şi Lunii poate fi ,,DIN” în timp ce fotografierea nebuloaselor, a cometelor şi câmpurilor stelare necesită o peliculă cât mai sensibilă posibil – 27 DIN şi chiar mai mult – ca urmare a strălucirii lor reduse. Vom mai vorbi pe parcurs şi depsre revelatoarele cele mai potrivite şi unele procedee specializate destinate ameliorării rezultatelor; până atunci să vă vorbesc puţin despre scala imaginilor, necesitatea amplificării acestora la fotografiere – altă amplificare decât cea de laborator – pe scurt, despre geometria fotografiei astrale. În principiu, orice aparat fotografic poate fi utilizat pentru fotografia astronomică. Chiar şi în lipsa oricărui instrumente de observaţie se poate practica fotografia stelară, utilizând în acest scop, aparatul fotografic obişnuit, pentru peliculă de 60 sau 35 mm. Iată aici pentru câteva tipuri de obiective fotografice uzuale, dimensiunile unghiulare ale ariei fotografiate pe un clişeu de 35 mm format(24 x 36 mm).

 

Distanța focală în milimetri	Câmp extrem (În grade)	Distanţa focală În milimetri	Câmp extrem (în grade)
28	46 x 65	135	10 x 15
50	27 x 40	200	7 x 10
100	14 x 20	300	5 x 7

     În câmpurile de asemenea dimensiuni este de cea mai mare importanță să știm ce magnitudine limită avem, pentru diferite obiective, ca și durata maximă de expunere – adică durata peste care fondul cerului ar da un voal ce ar face să dispară stelele cele mai palide înregistrate pe imagine. După cum am mai văzut, aceste elemente depind de: 1) luminozitatea și mai ales, distanța focală a obiectivului; 2) sensibilitatea peliculei; 3) durata expunerii. În tabelul de mai jos vă dau magnitudinea limită pentru o peliculă de 27 DIN ( adică 400 ASA ) și o durată de expunere de un minut.

Fmm/F/D	24	50	100	135	200	300
2,0	7m,6	8m,3	8m,9	9m,8	10m,1	10m,6
2,8	7,0	7,5	8,2	9,1	9,4	9,9
4,0	6,1	6,8	7,4	8,3	8,6	9,1
5,6	–	–	–	–	9,1	9,8

     Să considerați însă aceste valori ca pur orientative: cerul nu este totdeauna extrem de pur, iluminatul public prezintă și el variații, sensibilitatea peliculei la durate mari de expunere scade uneori, se reduce la mai puțin de jumătate. Dacă utilizați o peliculă de altă sensibilitate sau alte durate de expunere aplicați la valorile date în tabelul anterior corecțiile de mai jos.

Sensibilitate DIN	Corecţie	Timp de expunere	Corecţie
17	-3m,0	10 secunde	-1m,6
21	-2,3	30 secunde	-0,6
27	-0,0	1 minut	-0,0
30	+0,8	5 minute	+1,4
33	+1,5	10 minute	+2,0
36	+2,4	20 minute	+2,5

 

     Cât privește durata maximă de expunere, în condiții optime de observație (cer curat și fără Lună, iluminare artificială nulă), ea vă este indicată mai jos:

F/D Sensibilitate [DIN]	2,0	2,8	4,0	5,6
17	4h 30m	10h 30m	–	–
21	1h 54m	4h 25m	10h 45m	–
27	0h 20m	0h 47m	1h 54m	4h 25m
30	0h 8m	0h 20m	0h 48m	1h 50m
33	0h 3m	0h 8m	0h 20m	0h 48m
36	0h 00m 5s	0h 0m 1,5s	0h 0m 3,5s	0h 8m

 

     Față de duratele indicate, în orașe cu o iluminare medie a cerului nocturn, valorile din tabel ar trebuie reduse cu un factor cuprins între 0,4 și 0,6( nu e o indicație riguroasă ci doar valori estimative).  O formulă matematică pentru durata maximă de expunere în condiții optime este:

     T_maxim=1,5*[(F/D)^2,5*800/s]^1,25;

     -unde Tmaxim – durata maximă de expunere în minute; F/D – luminozitatea obiectivului utilizat; S – sensibilitatea filmului în unități ASA. De regulă, sensibilitatea uni film este dată de numărul de unități DIN, după scala germană. Există însă și alte scale de indicare a sensibilității emulsiilor fotografice: ASA (americană); TOCT (sovietică), WESTON (engleză) etc. Dintre acestea, scala americană și cea sovietică prezintă avantajul că raportul a două valori exprimă direct și raportul sensibilităților. În timp ce scala în unități DIN este mai complicată: dublarea sensibilității este exprimată de creșterea cu trei unități DIN. De aceea, se utilizează foarte des scala de unități ASA sau cea de unități TOCT; corespondențele lor sunt indicate pentru o serie de valori, mai jos, în tabelul următor.

U N I T Ă Ț I			U N I T Ă Ț I
D I N	A S A	T O C T	D I N	A S A	T O C T
10	6	8	18	50	45
11-12	8-10	11	20	80	65
13	12	11-16	21	100	90
15	25	22	24	200	180
17	40	135	27	400	350

     În fine, după toate aceste considerențe, iată aici, tot cu caracter orientativ magnitudinile limită care pot fi fotografiate cu obiective de diferite distanțe focale, în cazul expunerilor maxime posibile și pentru pelicule de 400 ASA – 800 ASA.

Fmm	28	50	100	135	200	300
Mmaxim	10m,3	11m,5	12m,8	13m,3	14m,0	14m,7

     Valorile indicate în tabele se referă la fotografii executate asupra unor câmpuri stelare situate în vecinătatea zenitului; cu cât ne apropiem de orizont, valorile scad cu circa 0^m,5 la 45⁰ de zenit și cu mai bine de 2^m la 80⁰ depărtare unghiulară de același punct. În al doilea rând, dacă am vorbit de durate de expunere de minute sau ore, nu trebuie să pierdeți din vedere faptul că în timpul expunerilor, aparatele voastre trebuie să urmărească riguros mișcarea aparentă a cerului de la răsărit la apus! Deci, o montură ecuatorială, o mică lunetă de ghidaj, un mecanism de urmărire – manual sau cu motor electric… Altfel, imaginile stelelor vor fi în loc de puncte circulare bine definite, niște dâre curbe sau drepte după declinația zonei fotografiate; iar cât privește magnitudinile limită…ce să mai vorbim!

     O astfel de fotografie ar putea fi utilizată ca exemplu pentru demonstrarea rotației Pământului, nu pentru alte scopuri. Ceea ce v-am spus până acum se referă la fotografia stelară, de nebuloase și, eventual, galaxii accesibile aparatelor fotografice obișnuite, fără ca să le atașați la lunete, și telescoape: în ultima instanță aparatele foto le puteți fixa la instrumente – după ce le-ați scos obiectivele – pentru a face fotografii în focarele obiectivelor instrumentelor – lunete sau telescoape; dar atunci când vreți să fotografiați Luna, planetele sau Soarele, când, din cauza duratei infime a expunerii nu este nevoie de mecanism de urmărire, de regulă, ( imperios pentru planete), avem nevoie de amplificarea considerabilă a imaginilor, pentru a folosi efectiv puterea separatoare a obiectivelor de la lunete sau telescoape.Este de amintit că secunda de arc în focarul unui obiectiv este mică. Deci, să presupunem, că ne propunem, ca prim scop, fotografierea unor detalii de pe solul Lunii, care măsoară, unghiular, 5” – adică circa 9 km de realitate. Mai târziu, vom căuta să obținem detalii de ordinul secundei de arc, dacă nu și mai mici. Pentru aceasta, să ținem cont de faptul că pelicula curentă, de 21 DIN adică 100 ASA, are o granulație cu dimensiuni de ordinul a 0,005 mm. Deci cele 5” ar  trebui să corespundă linear, la cel puțin 50µm pe peliculă; operația este destul de simplă. Mai întâi, să calculăm cât reprezintă în planul focal al obiectivului instrumentului nostru 1”, respectiv cele 5”:

   1”=Fmm/206 264,8;

     Dacă distanța focală a obiectivului nostru este, să zicem, de 1300 mm, rezultăcă secunda de arc valorează în planul focal numai 0,0063026 mm, iar cele 5” corespund la 0,0315 mm. Comparat cu cei 0,05 mm ai granulației, e cam puțin. Va trebuie deci, să lungim dinstanța focală a obiectivului, adică să introducem un sistem de amplificare. Ori, cea mai simplă soluție o reprezintă utilizarea unui ocular cu câmpul plan – de exemplu, un ocular RAMSDEN, PLÖSSL, sau ortoscopic. Aici avem nevoie de o amplificare redusă, de numai 2x; dar când vom dori să obținem detalii de ordinul secundei de arc, amplificarea necesară va fi considerabil mai mare. De aceea, să avem în vedere următoarea formulă a amplificării prin ocular:

g=t_mm/f_mm-1;

     – unde g – factorul de amplificare; t^mm – distanța de la planul focal al ocularului până la planul peliculei fotografice ( cu o mică eroare, distanța dintre ultima lentilă a ocularului și peliculă ); f^mm – distanța focală a ocularului amplificator. Astfel, în cazul de mai sus, pentru o amplificare de numai 2x putem utiliza un ocular cu distanța focală de 25 mm, plasat la 75 mm de peliculă. Să mai analizăm un caz: fotografierea planetei Saturn cu o putere rezolutivă de 2”, pentru a obține clar imaginea planetei și a inelelor sale. În acest caz, trebuie să avem în vedere și faptul că, prin amplificare, crește și valoarea factorului F/D, care în mod normal, cifra de 80-100 spre a nu fi nevoiți să expunem zeci de secunde: de regulă, expunerile maxime nu trebuie să fie mai mari de 10s. Atunci vom pleca de la valoarea corespunzătoare secundei de arc, deja calculată în exemplul nostru și anume, cele 2” vor trebui să corespundă la un minim de 0,05 mm – ca limită inferioară; ori prin formula următoare:

Fmm=206,264,8×0,05=10,313 mm;

     De aici, dacă impunem o valoare maximă de 80-100 pt raportul F/D, găsim că diametrul obiectivului va trebui să fie de cel puțin 100 până la 130 mm; iată de ce, cu mare greutate se obțin imagini convenabile ale lui Saturn cu instrumente sub 150 mm diametru; Cum însă oglinzile de telescop, cu astfel de diametre au distanțe focale în jur de 1000 mm, amplificarea va trebui să fie și ea considerabilă de 10-11x. De aceea, pentru a nu fi nevoiți să mărim prea mult distanța „t”, vom utiliza un ocular amplificator cu focală mai mică. Vă propun să utilizați chiar ca amplificator general, un obiectiv de aparat de filmat tip 8 mm, care are o focală de ordinul a 12,5 mm pe care îl veți monta la telescop, cu fața spre peliculă; veți dispune astfel, de soluția ideală. V-am arătat aici numai amplificarea prin ocular. Aceasta necesită  scoaterea obiectivului aparatului fotografic – în orice caz, de tip reflex monoobiectiv: EXA, EXAKTA, ZENIT – și o punere la punct a imaginilor foarte precisă, ceea ce nu este chiar atât de ușor. Dar, în anumite condiții, se poate fotografia și fără demontarea obiectivului aparatului fotografic. Anume, să punem la punct, ca imagine pentru ochi instrumentul; imediat în spatele ocularului vom monta aparatul fotografic, al cărui obiectiv va fi pus la punct pentru fotografierea la infinit și avem realizat sistemul fotografic. Prin această metodă, amplificările obținute sunt mai reduse, dar, uneori ele pot fi suficiente. De exemplu, dacă dispunem numai de un binoclu și un aparat fotografic, putem aplica această metodă. Calculul distanței focale obținute în acest mod se face prin formula: Fe=Fa-F0/f; unde Fe=distanța focală rezultantă; Fa=distanța focală a obiectivului aparatului fotografic; F0=distanța focală a obiectivului lunetei sau telescopului; f= distanța focală a ocularului utilizat. De exemplu, dacă Fa=50mm; F0=1300mm; f=20mm, prin formula de mai sus vom găsi pentru Fe=32,50mm, deci o amplificare de numai 2,5x, iar 1” valorează în planul fotografiei cam 0,016mm, ceea ce conduce la o rezoluție fotografică de numai 3” aproximativ. Știați că: surplusul de lentile al obiectivului aparatului fotografic nu este un factor de ameliorare a imaginii ci invers? Cu toate acestea, metoda dă rezultate interesante atunci când vrem să fotografiem o eclipsă de Soare sau de Lună și nu dispunem – așa cum spuneam mai sus – decât de un binoclu și un aparat fotografic – de exemplu, un binoclu 8 x 30, de tipul celor care se găsesc în comerțul curent. În acest caz, dacă focala obiectivului aparatului fotografic este de 50mm și puterea binoclului ( grosismentul ) este de 8x, focala efectivă va fi de: Fe=8×50=400mm, iar imaginea Soarelui sau Lunii, pe film, va măsura cam 3,7mm. Lucrați cu o peliculă mai fină, de exemplu, de 40 sau 50 ASA, pe care o veți developa într-un revelator pentru granulație foarte fină și veți putea mări în laborator, clișeele de 10 și chiar de 15 ori. În acest fel veți obține imagini ale fenomenului în cauză de 37 – 52 mm, ceea ce este foarte convenabil. Dar câte nu se pot face cu un astfel de utilaj minim?..

     V-am dat aici numai câteva indicații cu caracter de principii valabile pentru o serie de lucrări: practica vă va oferi și mai mult. Să vă mai dau și câteva indicații în ce privește timpii de expunere pentru fotografie cu amplificarea focală a Lunii și planetelor, bazate pe un studiu pe care l-am făcut cu mai mulți ani înainte; cât privește fotografierea Soarelui, aceasta necesită câteva precizări pe care vi le voi da ulterior și de care va trebui să țineți neapărat seamă; altfel, ajungeți cu aparatele voastre fotografice la…atelierele de reparații. Mai întâi față de valorile indicate în tabelele de mai jos, să vă dau și o formulă pentru calculul timpurilor de expunere în cazul în care veți utiliza alte rapoarte F/D decât cel pe care l-am folosit eu ca etalon și anume F/D=107: Ts=F/D/107**2*To; unde Ts este durata expunerii în secunde, iar T0 – timpii indicați în tabelele anterioare. Iar dacă față de valorile cuprinse în tabelul pentru planete utilizați alte tipuri de pelicule cu alte sensibilități, amplificați expresia cu raportul: S0/S, unde S0 este sensibilitatea indicată în tabel ( luați ca etalon pe S0=100 ASA )și S – sensibilitatea peliculei folosite. Remarcați că, în tabelul pentru duratele de expunere în fotografierea Lunii am dat și duratele pentru o luminozitate egală cu 7, care corespunde într-o măsură oarecare fotografiei focale a satelitului nostru natural: acest lucru se folosește foarte des, pentru imagini generale ale Lunii. De asemenea, toate valorile indicate în tabele sunt date pentru niște condiții generale – înălțimea astrului deasupra orizontului de circa 40 – 45 grade transparență a cerului nocturn care permite observarea cu ochiul liber a stelelor de magnitudine 4^m,5 iar pentru planete absența Lunii de pe cer sau cu o fază mai mică de 0,4. De asemenea veți găsi o serie de valori subliniate: acestea sunt duratele de expunere cele mai indicate în funcție de pelicula utilizată. În orice caz, dacă aplicarea diferitelor formule pe care le-am dat mai înainte vă conduce la timpi de expunere de peste 10s, reduceți raportul F/D sau utilizați o peliculă mai sensibilă.

D U R A T A   D E   E X P U N E R E   P E N T R U   F O T O G R A F I E R E A   L U N I I :

 

   D U R A T E    D E   E X P U N E R E    P E N T R U    F O T O G R A F I A    P L A N E T A R Ă   :

A S T R U L	Sensibilitatea peliculei utilizată în unități A S A
	25	50	80	100	400
Venus – fază 0,25 – 0,75	1	1/2	1/5	1/8	1/30
Marte, opoziție medie	7	5	4	3	1
Jupiter, opoziție	12	6	5	4	1
Saturn, opoziție	36	16	10	8	3

     Fotografia solară nu mai pune probleme în ce privește urmărirea mișcării diurne în timpul expunerii, care este totdeauna foarte scurtă. În schimb ea necesită unele precauții speciale ca urmare a uriașei cantități de lumină și căldură concentrată de obiectiv. După cum am spus, se utilizează peliculă foarte puțin sensibilă și de mare contrast. În același timp, trebuie să luați măsurile cele mai potrivite pentru protecția obturatoarelor aparatelor fotografice – mai ales a celor de tip perdea cauciucată – care ar putea fi distruse în câteva clipe. Soluția cea mai bună și mai ușor realizabilă ar fi aceea a construirii unui telescop cu diametrul de 100 – 125mm și distanța focală de peste 1000mm –  chiar 1500mm, ale cărui oglinzi să nu fie metalizate. Singura măsură de luat este aceea de a mătui fin spatele acestor oglinzi, pentru a evita reflexiile parazite – sau numai a celei concave, sferice ( nu este nevoie de parabolizarea ca urmare a valorii mari a raportului F/D ), dacă în locul oglinzii plane utilizați fața ipotenuză a unei prisme cu reflexie totală.