Введение
Появление на небе яркой кометы - редкое и красивое событие. Мало кто остаётся равнодушным, когда из глубин космоса прилетает нечто и ярко загорается на небосклоне. В былые времена люди боялись комет. И это не удивительно, ведь природа хвостатых странниц оставалась за гранью их понимания. Кометы считались предвестниками несчастий и бед. Сегодня мы не без основания считаем их предвестниками прекрасного зрелища и захватывающих кадров.
С другой стороны, роль комет сложно переоценить — они оставили не только значительный культурный след в истории человечества, но и возможно были ответственны за массовые вымирания, неоднократно случавшиеся в истории всей планеты. В этом нет ничего удивительного, ведь столкновение с ледяной глыбой поперечником 100 км на скорости 150000 км/ч не несёт ничего хорошего. Вместе с тем, согласно некоторым гипотезам, кометы поучаствовали в зарождении жизни на нашей планете, когда в ранний период её формирования в изобилии поставляли воду и органические соединения на Протоземлю. В общем, с кометами всё очень интересно.
В октябре 2024, на северном небе вовсю начала сиять комета с романтическим названием C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). Сокращенно «комета A3». В этой статье на её примере я расскажу, как сделать первые шаги в съёмке комет, и последовательно отвечу на четыре вопроса: зачем, когда, где и как снимать комету?
Что такое комета
Комета (др.греч. κομήτης, — «волосатая») — конгломерат космической пыли, замерзших газов и водяного льда. Иными словами, комета — это большой и грязный снежок. Иногда очень большой снежок (размеры кометного ядра варьируются в среднем от 1 до 100 км). Кометы прилетают с окраин Солнечной системы: из облака Оорта и пояса Койпера. Двигаясь по вытянутым эллиптическим орбитам они огибают Солнце и затем снова исчезают во тьме космических глубин. При приближении к Солнцу кометы нагреваются и взаимодействуют с солнечным ветром. Где-то в районе орбиты Юпитера эти космические снежки начинают таять и у комет появляется хвост. Чем ближе комета подлетает к Солнцу, тем больше становится её хвост. Хвостов может быть не один, а два: газовый и пылевой. Газовый хвост излучает синеватое свечение за счёт флуоресценции, а пылевой - белый хвост - рассеивает солнечный свет. Газовый хвост направлен практически всегда в сторону противоположную Солнцу, а пылевой может изгибаться в направлении орбиты кометы.
Само ядро кометы в масштабах космоса очень мало и неразличимо в наземные телескопы. А вот газовая оболочка ядра - кома - хорошо заметна. По этой причине кометы называют «видимым ничто», ведь при размерах ядра в десятки километров испаряющиеся газы образуют хвосты размером до миллиарда километров! Это в 7 раз превышает расстояние от Земли до Солнца. Для наглядности представьте, что ядро кометы это 10-ти рублёвая монетка, тогда хвост кометы может растянуться на 5000 км — расстояние от Москвы до Якутска!
А ещё кометы ответственны за образование метеорных потоков, таких как «Персеиды», «Геминиды» и им подобных. Ведь красивые вспышки на небе — те самые падающие звёзды — есть не что иное, как частички кометной пыли, сгорающие в атмосфере Земли.
Чем ближе подлетает комета к Солнцу тем сильнее разогревается и тем ярче становится, поэтому яркость — это одна из важнейших характеристик комет. Её оценивают в тех же единицах, что и яркость всех остальных объектов на небе — в звёздных величинах. Какова же ожидаемая яркость кометы А3? Прогнозы дают разные цифры от +2.5m и до -2.5m. В переводе с астрономического это означает: от «так себе» до «очень ярко». Столь огромный разброс связан с так называемым эффектом прямого рассеяния. Он может быть, а может и не быть. Следим и надеемся.
По состоянию на 08.10.24
Кривая яркости кометы развивается по самому позитивному сценарию, а это значит, что нас ждёт очень красивое астрономическое событие!
На графике выше показана фактическая и ожидаемая яркость кометы А3 в зависимости от времени. Красная и серая кривые показывают ожидаемую яркость кометы, а зеленая прогнозирует возможное увеличение яркости от эффекта прямого рассеяния. Черные и синие точки - данные фактических наблюдений.
Зачем снимать кометы?
Здесь всё банально. Кометы - это красиво. Пролёт небесной странницы — редкий, уникальный и волнующий момент. Каждый астрофотограф мечтает красиво зафиксировать это событие и поделиться им со зрителем.
Когда снимать комету?
У каждой кометы есть свой оптимальный период в течение которого она выглядит наиболее эффектно. С одной стороны, комета не должна быть слишком далеко от Солнца, ведь тогда она будет слишком тусклой и у неё практически не будут наблюдаться хвост и кома. С другой стороны, когда комета слишком близко подлетает к Солнцу, она теряется в его лучах. Значит нам нужна «золотая середина». Найти информацию о наилучшем периоде для съёмок кометы можно на многочисленных астрономических ресурсах (например, Astroalert). Что касается кометы A3, то наилучший период для её съёмки придётся на середину октября 2024 года, а именно - начиная с 12 октября и до конца месяца. С каждый днём комета будет стремительно отдаляться от Солнца и яркость её будет так же стремительно падать. По этой причине лучше ловить комету в первую неделю её видимости.
Далее нужно свериться с лунным календарём. Идеально если лучший момент пролёта приходится на новолуние. В таком случае Луна не будет засвечивать небо и это позволит зафиксировать комету во всей красе с тусклыми деталями в коме и хвостах. К сожалению, пролёт C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) приходится на близкие к полнолунию фазы Луны, а это значит, что наш естественный спутник будет мешать съёмкам и видимость деталей кометы будет не такой хорошей, какой могла бы быть на тёмном небе.
Отвечая на вопрос «когда» нельзя не упомянуть про погоду. Очевидно, что нам необходимо ясное (хотя бы частично) небо чтобы сфотографировать комету. Для анализа погодных условий мы используем соответствующие ресурсы и приложения. Я рекомендую meteoblue.com и rp5.ru. Особое внимание нужно уделить изучению прогнозов развития облачности. Для этой цели можно использовать сайт windy.com и/или одноимённое приложение.
Где снимать комету?
Для того, чтобы выбрать место для съёмки кометы, нужно понимать, где её искать на небосклоне. С этой целью удобно пользоваться приложениями-планетариями. Например, Stellarium. Оно достаточно простое и интуитивно понятное. В нём можно посмотреть вид звёздного неба из любого места в любой момент времени, а так же находить созвездия, планеты и много-много чего ещё. Чтобы найти комету нужно прокрутить время на интересующую нас дату - в наилучший период видимости - и отыскать её на небе. Мы найдём комету A3 на сумеречном небе слева от зашедшего Солнца. Прокручивая время назад-вперед можно увидеть как меняются яркость и положение кометы с течением времени.
С точки зрения съёмки это означает, что мы будем ловить комету в западном направлении и нам нужна локация с открытым западным горизонтом. Если же мы хотим не просто зафиксировать комету, а получить художественный снимок, то стоит поискать место, где в западном направлении есть ещё какой-нибудь интересный объект, который можно было бы композиционно сочетать с кометой. Например, собор, гора, дерево, холм и т. п.
Вообще, построить красивую композицию с кометой — очень непростая и интересная задача. В этом нам могут помочь специализированные приложения PhotoPills и PlanIt Pro. В них можно детально спланировать съёмку и узнать как будет выглядеть комета на фоне выбранной вами достопримечательности не выходя из дома.
К сожалению интерфейс обоих этих приложении (особенно PlanIt Pro) даже отдалённо нельзя назвать дружелюбным. Он катастрофически перегружен и совершенно не интуитивен. Однако, если вы найдёте в себе силы разобраться в них, то будете вознаграждены фантастическими возможностями по планированию съёмок. Я рекомендую освоить эти приложения сквозь боль всем кто серьёзно интересуется астрофотографией.
Следующий фактор который надо учесть - световое загрязнение. При съёмке комет нужно учитывать засветку. Большие города производят много света, в котором тонут тусклые небесные объекты. К примеру, в центре большого города на ночном небе можно насчитать от силы несколько десятков самых ярких звёзд, тогда как вдали от городских огней можно наслаждаться компанией трёх тысяч звёзд! Всё сказанное справедливо и для комет. В засвеченном месте в первую очередь будут страдать самые красивые тусклые структуры кометы — кома и хвост. Поэтому засветка — зло. И нам нужно искать места, подальше от источников света.
В этом нам помогут карты светового загрязнения. Их можно найти на сайте lightpollutionmap.info или воспользоваться специальными приложениями. Кстати, карта засветки реализована в виде отдельного инструмента в вышеупомянутом приложении «PlanIt Pro». На этих картах зоны засветки отмечены цветами: самая сильная засветка обозначена белым и красным, очень сильная — оранжевым и желтым, умеренная — зеленым, а синий и серый цвета - самые желанные для астрофотографа, поскольку сигнализируют о тёмном небе.
Однако, не стоит забывать, что появление кометы A3 будет происходить на уже засвеченном Луной небе, поэтому требования к засветке не такие строгие, как если бы мы снимали комету в безлунную ночь. Опять же, это печально, но мы с этим ничего поделать не можем, кроме как принять и снимать в тех условиях, какие имеем.
Не стоит так же забывать, что положение фотографа на земном шаре влияет на положение кометы на небе. В случае с кометой А3 с помощью программ-планетариев легко убедиться, что в северном полушарии условия для съёмки в высоких широтах будут несколько хуже, чем на юге. Дело в том, что на севере комета будет больше «скользить» по горизонту вместе с Солнцем которое в свою очередь будет затмевать её, в то время как на юге комета разместиться сверху от Солнца и будет «нырять» в горизонт под более прямым углом.
Как снимать комету?
Теперь поговорим о настройках и техниках съёмки комет. И начнём мы с фокусного расстояния объектива. От его выбора зависит ширина поля зрения и масштаб снимка. Здесь нужно ориентироваться на размер кометы. Наиболее эффектно большинство комет выглядят при съёмке на телеобъективы.
С их помощью можно зафиксировать комету крупным планом с хорошо заметной комой и деталями в хвостах, а при съёмке на широкоугольный объектив комета средних размеров будет выглядеть как туманное пятнышко с еле заметным хвостиком.
Что касается кометы A3, то она скорее всего будет хорошо помещаться в поле зрение систем с эквивалентным фокусным расстоянием (ЭФР) 85-135 мм. А вот 50мм ЭФР может быть уже мелковато. Но не стоит воспринимать эти рекомендации как догму, это скорее общие ориентиры. Помните, что во главе угла здесь должна стоять ваша творческая задумка. Никто не запрещает вам сделать крутой снимок кометы на 14 или на 1000мм.
Настройки камеры
Теперь пришло время поговорить о выборе основных параметров съёмки: выдержки, iso и диафрагмы. Напомню, что в астрофотографии мы руководствуемся принципом максимизации отношения сигнал/шум (ОСШ). Иными словами: в условиях нехватки освещения мы стремимся заполучить как можно больше света при любом раскладе.
Выдержка
Поэтому мы выбираем максимально доступную выдержку из возможных в данной ситуации. Ограничивает в выборе выдержки нас тот факт, что звёздное небо движется, в следствии чего на длинных экспозициях звёзды вытягиваются в чёрточки и изображение размывается. К тому же, при съёмке комет возникает дополнительный усложняющий фактор: движется не только звёздное небо, но движется так же и сама комета относительно звёздного неба, да ещё и форма кометы непрерывно меняется за какие-то минуты.
Поэтому в выборе выдержки нужно стремиться к максимально возможным значениям, которые не приводят к существенному смазу деталей на звёздном небе и на самой комете. Каковы конкретные значения выдержки в вашем случае проще всего выяснить с помощью серии пробных кадров. Это может быть 2-5-10-15 секунд или минута или даже две если вы снимаете с трекером.
Диафрагма
С диафрагмой такая же история. Мы стремимся максимизировать количество света, поэтому открываем её как можно шире. В случае съёмки комет выбор максимально открытой диафрагмы ещё важнее, чем при съёмке объектов дальнего космоса. Кометы — динамичны, детализация в их хвостах меняется в течении минут, поэтому тут на первый план выходит способность объектива захватить как можно больше света за как можно более короткое время. Прекрасно, если объектив позволяет снимать с диафрагмами 1.4, 2.0 и 2.8. Нас здесь может ограничивать лишь две вещи: аберрации и глубина резкости. Некоторые объективы на открытых диафрагмах не способны строить качественную картинку и их приходится прикрывать на ступень или около того, чтобы изображение имело приемлемые характеристики.
Поэтому для съёмки комет лучше всего подойдут качественные и светосильные объективы. Например, Samyang 135mm f/2.0, Samyang 135mm f/1.8, Sigma 135mm f/1.8 и им подобные. Из максимально бюджетных вариантов можно рассмотреть советский объектив Юпитер-37А с фокусным расстоянием 135 мм. Его проблема заключается в невысокой светосиле f/3.5 и значительных хроматических аберрациях, но зато и цена в 10-30 раз ниже.
Вторая проблема со светосилой — глубина резкости. Если у нас в кадре присутствует передний план, а фокус наведён на комету, то весьма вероятно, что элементы земного пейзажа будут размыты из-за того, что не попадают в глубину резкости. Здесь есть несколько выходов: либо увеличивать дистанцию до сюжетно-значимых элементов пейзажа, чтобы они попали в зону резкости, либо закрывать диафрагму, чтобы увеличить глубину резко изображаемого пространства(что нежелательно по вышеописанной причине), либо делать стек по фокусу, снимая кадры с разным положением фокуса и затем объединять их в один при обработке.
ISO
Что касается iso, то здесь всё очень интересно. В отличие от выдержки и диафрагмы, которые позволяют максимизировать сигнал, выбор правильного значения iso позволяет минимизировать шум, что тоже ведет к росту ОСШ. Но с iso есть одна сложность. Дело в том, что iso - это самая сложно-и-ложно понимаемая настройка в камере. Про iso обычно говорят, что это «чувствительность» и что с повышением iso растёт уровень шумов. Оба этих утверждения не соответствуют действительности. На самом деле iso - это усиление сигнала и его изменение воздействует на изображение совсем не так, как повсеместно считается. Представление об iso как о «чувствильности» не более, чем растиражировавшийся мем, ментальный вирус, перепечатываемый из статьи и статью и переплывающий из видео в видео. Если вам интересна эта тема, то можете посмотреть моё видео про iso, где я подробно рассказываю о том, что такое iso и как его правильно выбирать.
Проблема с рекомендациями по выбору iso заключается в том, что осмысленный выбор этого параметра невозможен без основательного понимания сути iso, а рассказать об этом в двух абзацах не представляется возможным. К тому же, для каждой камеры будут свои оптимальные настройки iso. Поэтому без углубления в подробности, явно выходящие за рамки этой статьи, можно дать такую рекомендацию: выбирайте iso в последнюю очередь. После установки выдержки и диафрагмы. Ориентируйтесь на яркие части снимка - они не должны быть пересвеченными. Скорее всего оптимальный диапазон iso в большинстве случаев окажется в промежутке между 640 и 3200. Однако, в случае избытка освещения т.е. при съёмке на ещё светлом небе можно устанавливать и более низкие iso.
Камера
В выборе камеры для астрофотографии и съёмки комет стоит руководствоваться тем же принципом, что и в выборе параметров съёмки: мы стремимся максимизировать ОСШ. Это означает, что чем меньше «шумит» камера при съёмке в условиях недостаточного освещения, тем она лучше подходит для наших целей. Ведь разные камеры в одних и тех же условиях будут давать разные по шумности изображения. Радостная новость состоит здесь в том, что практически все современные камеры довольно неплохо работают в темноте. Во многом за это надо сказать спасибо внедрению в производство BSI-сенсоров.
И да, напомню, что в астрофотографии стоит всегда снимать в режиме «raw». Ведь мы работаем с шумными и тусклыми объектами и нам понадобится максимум информации из снимка. К тому же, произвести корректную обработку, шумоподавление и другие операции возможно только с кадрами, сделанными в формате «raw».
Техники съёмки
Есть несколько вариантов съёмки комет. Во всех используется штатив, поскольку такая съёмка требует длительных выдержек.
Съёмка кометы одним кадром с неподвижного штатива. Плюс этого подхода — простота. Нужно лишь поставить штатив, выставить параметры на камере, сфокусироваться и нажать кнопку спуска. С другой стороны, такой снимок может не раскрыть все подробности и красоты кометы.
Съёмка серии кадров с неподвижного штатива. В этом случае мы запускаем съёмку серии из 5-10-20 кадров, которые потом выравниваем и складываем в специальном ПО (например, в Sequator). За счёт этого у нас появляется возможность получить менее шумные изображения кометы и лучше проявить детализацию в её коме и хвостах.
Использование трекера ещё больше расширяет наши возможности. Трекер — это устройство, которое поворачивает камеру вслед за вращением звездного неба. За счёт чего появляется возможность снимать небесные светила с длинными выдержками, достигающими нескольких минут. Съёмка с трекером требует особых навыков и умений, но это того стоит. На кадрах сделанных с помощью трекера в структуре комет проявляется ещё больше захватывающих подробностей. Снимать с трекером можно как одиночными кадрами, так и сериями, которые в последующем можно складывать для усреднения шумов и проявления деталей.
Самая продвинутая и технически сложная съёмка комет выполняется с помощью трекера или специальных астрономических монтировок. Она позволяет получить подробные и крутые кадры с кометами, но требует знания специального софта и умения в нём работать. В ходе обработки серии кадров кометы снимки выравниваются и складывается отдельно по звёздам. Затем выравниваются и складываются отдельно по комете. После чего оба изображение объединяются в одно. Таким образом, на одном кадре получается яркая резкая комета и резкие звёзды.
Выбирайте наиболее подходящую для вас методику съёмки исходя из ваших текущих задач и возможностей.
Заметки по обработке
Как и любое цифровое изображение в формате «raw», снимки с кометами требуют обработки, которая состоит как минимум из конвертации и базовой регулировки контрастов. Однако, от подробного описания всего процесса обработки статья распухнет как минимум в двое и начнёт уже превращаться в небольшую книжку. Поэтому я ограничусь общими соображениями.
По большому счёту одиночные снимки с кометами или простые суммы из Sequator'а не требуют каких-то особых подходов в обработке. Работаем так же, как и с любой другой астрофотографией:
- Конвертируем снимок, вытягиваем максимум деталей из теней и светов
- Проводим шумоподавление (лучше с помощью ИИ)
- Убираем дефекты: треки от самолётов, горячие пиксели, виньетку и т.п.
- Если нужно кадрируем снимок и выравниваем горизонт
- Настраиваем яркостный контраст, баланс белого, насыщенность
- При необходимости проводим творческую обработку
Алгоритм съёмки и обработки для получения детализированных снимков комет так, как это делают в астрофотографии дальнего космоса будет существенно отличаться. Во-первых, он требует специальной техники и софта. Во-вторых, необходимо калибровать снимки. В-третьих, нужно выравнивать их отдельно по звёздам и по комете, а затем складывать. Это комплексный и сложный процесс. Можно сказать из другого мира - мира астрофотографии дальнего космоса. Про него поговорим как-нибудь в другой раз.
Ну а если вы хотите быстро научиться обрабатывать астрофотографии (с кометами и без) или вывести свою обработку на новый уровень, то можете обращаться ко мне. Я провожу консультации и онлайн-занятия по обучению астрофотографии.
Желаю вам ясного неба и уникальных кадров кометы!
Автор статьи: Юрий Звёздный - астрофотограф, путешественник, авантюрист. Победитель и призёр международных конкурсов по астрофотографии.
