Дмитрий - выпускник ГАИШ МГУ 2013 года, успешно окончил аспирантуру и защитил диссертацию по теме - "Моделирование 35-дневного цикла рентгеновской двойной системы HZ Her/Her X-1" (специальность - Астрофизика и звездная астрономия) в 2022. Он интересовался и солнечными затмениями, успев увидеть 2 из них в 2020 в Чили и в 2024 в Мексике (оба полные). Прошло уже чуть больше 1 года, как Дмитрий покинул нас, он интересовал тем как лучше всего можно получить изображение солнечной короны во время полной фазы затмения и поэтому как раз этой теме стоит уделить внимание сегодня
Незабываемое приключение: Полное солнечное затмение в апреле 2024 года (jdhastro, октябрь 2024 года).
Предыстория
В августе 2017 года мне посчастливилось наблюдать "Великое американское солнечное затмение" со двора моих бабушки и дедушки в маленьком городке в Южной Каролине (пишет Джонатан). С того дня я всем сердцем стремился увидеть следующее затмение, которое должно было пройти по территории США 8 апреля 2024 года. Я отметил это событие в календаре: "Осталось всего 6,5 лет!", — подумал я.
(прим: автор наблюдал затмение 2017 года в шт. Орегон в г. Мадрас, впечатления действительно невероятные!)
В течение следующих 6,5 лет я с головой погрузился в мир астрофотографии, где научился снимать галактики, туманности, звёздные скопления, лунные затмения, разные фазы Луны, кометы и многие другие астрономические объекты. Все это время где-то в глубине души у меня оставался огромный интерес к фотографированию солнечных затмений. По мере приближения 2024 года эта мысль начала выходить на первый план.
Вдохновлённый невероятными снимками затмений Милослава Друкмюллера, Николя Лефадо и Фила Харта, я знал, что хочу запечатлеть затмение уникальным способом, который удалось успешно осуществить лишь немногим. Для этого мне нужно было многому научиться в области камер, оптики и, что важнее всего, цифровой обработки изображений. Успешно сделать хороший снимок солнечного затмения нетрудно, если немного разбираться в работе камер, но чтобы получить изображение с экстремальной детализацией и динамическим диапазоном, нужно глубоко понимать несколько вещей: уникальные условия во время солнечного затмения, как камеры снимают и обрабатывают фотографии, и как оптимизировать как качество, так и количество данных, которые вы собираетесь во время полной фазы.
Планирование затмения
За три года, предшествовавшие затмению 2024 года, я читал статьи в интернете, смотрел обучающие видео и изучал научные работы, чтобы к 8 апреля иметь чёткий план. Самый большой прорыв произошёл в конце 2023 года, когда я встретил группу единомышленников-энтузиастов затмений на астрономическом форуме Cloudy Nights (прим: аналог форума Звездочёт в России), которую возглавлял Франсуа Айелло. Эти ребята хотели снять затмение так же, как и я, поэтому я присоединился к их группе, и мы начали совместно работать над планированием и написанием собственного программного обеспечения для обработки наших снимков затмения. Мы встречались почти каждую неделю, чтобы обсудить обработку изображений, стратегии программирования и, в конечном счёте, наши планы на затмение. Встретить таких же мыслящих, умных и добрых людей было для меня огромной радостью.
Один из участников группы, Колин Легг, не смог приехать в США на это затмение, но всё же хотел принять участие в возможности его заснять, поэтому мы решили объединить усилия и спланировать совместный проект по съёмке. Колин привнёс многолетний опыт съёмки, особенно в области фотографирования затмений. Мы с Колином часто встречались отдельно от основной группы, чтобы обсудить варианты объективов и камер, потенциальные места для съёмки и как оптимизировать нашу последовательность кадров, выражаю ему свою благодарность за наставничество.
По мере того как мы дорабатывали наш план, мы решили, что будет полезно протестировать, соответствуют ли несколько комбинаций объектив/камера нашим требованиям. Мы протестировали несколько камер, объективов и последовательностей съёмки и в итоге решили остановиться на Nikon D850 в качестве наших основных камер и 5 объективах с разным фокусным расстоянием. Съёмка затмения с несколькими фокусными расстояниями идеальна, чтобы запечатлеть все явления, присутствующие во время хода затмения. В зависимости от вашей последовательности съёмки для каждого фокусного расстояния, вы даже можете совмещать снимки с разных фокусных расстояний, чтобы максимизировать сигнал и детализацию на каждой фотографии. Вот наша итоговая конфигурация оборудования:
- Внутренняя корона
Nikon D850
Nikon 800mm f/5.6 - Средняя / Внешняя корона
Nikon D850
Nikon 300mm f/2.8 - Самая внешняя корона / Звёзды
Nikon D850
Sigma 105mm f/1.4 - Планеты, звёзды, комета, сверхширокоугольное поле зрения для съемки затмения
Nikon Z6ii
Nikon 20mm f/2.8 - Таймлапс
Nikon D750
Nikon 14-24mm f/2.8
Оборудование было забронировано, план действий составлен, договорённости о поездке были твердо определены (как мы думали). Мы с родителями и женой забронировали 2 дома на время затмения: один в Литл-Роке, Арканзас, и другой в Сидар-Хилле, Техас, чтобы до дат отмены мы могли выбрать тот, у которого прогноз погоды будет лучше. За несколько месяцев до события аренда в Арканзасе была отменена из-за проблем со стороны арендодателя (это был новый объект). "Ничего страшного, у нас же есть дом в Техасе!" — подумали мы. Так мы окончательно решили снимать в Сидар-Хилле, Техас. Примерно за полторы недели до затмения мы получили сообщение от хозяев техасского дома о том, что они отменили наше бронирование из-за "технического обслуживания", что показалось нам довольно подозрительным так близко к затмению (и мы получили этот дом по гораздо более низкой цене, чем большинство других предложений на пути полной фазы… подозрительно, как по мне). В итоге мы вышли на друзей семьи моей жены в Рокуолле, Техас; они были невероятно добры, предложив нам место для ночлега в такой короткий срок! Теперь, когда день был спасён, мы могли расслабиться и возобновить постоянную проверку прогноза погоды.
По мере приближения 8 апреля прогноз погоды для Техаса и большей части пути полной фазы начал ухудшаться. Ветер с Мексиканского залива должен был принести влажный воздух, облака и грозы почти на весь Техас. Зная, что прогноз более чем на 48 часов вперёд — это территория "вуду" (как говорит наш любимый метеоролог из Алабамы Джеймс Спэнн), мы решили держаться за надежду и скрестить пальцы, чтобы в Техасе прояснилось. К сожалению, прогнозы продолжали предсказывать облака для Рокуолла, поэтому менее чем за 3 дня до события мы решили сменить план и поехать на север, в ближайший район с прогнозом малой облачности — на северо-восток Арканзаса. Моим родителям удалось найти отель сразу за пределами пути полной фазы в Юнион-Сити, Теннесси, где мы должны были остановиться на ночь перед затмением, а утром 8 апреля планировали выехать в сельскую местность на запад. Итак, в субботу, 6 апреля 2024 года, мы загрузили в машину сотни фунтов фото- и астрономического оборудования (и, конечно же, палатку для тени) и приготовились отправиться в наше затменное путешествие рано утром следующего дня.
Приключение начинается
7 апреля мы рано утром выехали из нашей квартиры в Северной Алабаме, чтобы избежать пробок и заранее разведать места на северо-востоке Арканзаса перед заселением в отель на вечер. Мы осмотрели несколько мест за пределами небольшого городка Корнинг, Арканзас, включая несколько сельских церквей и спортивный комплекс на открытом воздухе, в поисках уединённого места с открытым видом на всё небо. После нескольких часов поисков мы наконец выбрали идеальное место (и, конечно, несколько запасных вариантов): небольшую сельскую церковь на грунтовой дороге возле Каунти-роуд №135, у церкви в виде большой буквы "T".
Удовлетворённые тем, что нашли отличное место для наблюдения затмения, мы поехали обратно на восток в наш отель, чтобы поесть и отдохнуть перед большим днём. В отеле было многолюдно из-за семей, которые также приехали посмотреть затмение, и персонал даже организовал стол с украшениями на затменную тематику и "лунными пирогами" для гостей (которые мы немедленно взяли).
8 апреля 2024 года, 5:30 утра: срабатывает мой будильник. Этот день наконец настал. Мой обратный отсчёт до затмения наконец достиг 0 дней, и до небесного шоу остались лишь часы. Мы быстро позавтракали и отправились в Корнинг. Прогноз всё ещё выглядел сомнительным, но модели по-прежнему предсказывали в основном ясное небо в нашем месте съёмки во время затмения, так что я скрестил пальцы. Юнион-Сити, Теннесси, был полностью затянут облаками и густым туманом, когда мы выезжали из отеля; это казалось полной противоположностью тому, что говорили прогнозы, но по мере того как мы двигались дальше на запад, голубое небо начало медленно проглядывать сквозь облака. Не успели мы оглянуться, как небо стало почти полностью безоблачным, просьбы воздались!
После примерно 2 часов пути мы добрались до места съёмки и начали настраивать все системы. Настраивать астрономическое оборудование днём для меня необычно, поскольку обычная астрофотография требует ночной темноты, но мне очень понравилось, что я могу видеть всё, что делаю, ночью это делать сложнее. Однако у дневной настройки есть своя большая сложность: настройка полярной оси. Чтобы точно следить за солнцем по небу, астрономы используют экваториальную монтировку, которая медленно вращает телескоп со скоростью, заданной пользователем (солнечной, лунной или сидерической), и ось вращения монтировки должна быть совмещена с Полярной звездой, чтобы зеркально отражать ось вращения Земли. Мне пришлось направить монтировку как можно ближе к магнитному северу и вручную приблизительно выставить широту (Пол. звезду не видно). Я настроил камеры, объективы, фильтры и др. в соответствии с планом. Я сфокусировал все 5 систем на солнце примерно за 2 часа до затмения и сделал калибровочные кадры (флеты и дарки).
Чтобы минимизировать влияние передачи лучистого тепла на оптику, я держал основные системы в тени палатки вплоть до 20 минут до полной фазы. Когда оставалось 20 минут, я перефокусировал объективы 800 мм и 300 мм на солнце с помощью самодельного фильтра из Baader SolarLite плёнки, перевёл все камеры в режим live view (для бесшумной съёмки) и заново отцентрировал солнце в кадре каждого объектива. Вся подготовка была завершена, и мои последовательности съёмки начали обратный отсчёт до момента, когда они сделают сотни снимков.
Когда луна покрыла большую часть солнца перед вторым контактом (C2), нам открылось прекрасное зрелище: алмазное кольцо и чётки Бейли. Небо мгновенно потемнело, и появилась солнечная корона. Она была невероятно яркой (намного ярче, чем во время затмения 2017 года), и стримеры простирались на несколько солнечных радиусов от "чёрного солнечного" диска.
Самая внутренняя часть короны была настолько яркой, что смотреть на неё в течение длительного времени было несколько некомфортно. Мы могли видеть несколько планет и звёзд в окружающем небе, а также невероятно яркий 360-градусный оранжево-жёлтый восход. В век цифровой фотографии и широкоугольных объективов я забыл, насколько огромным выглядит солнце на небе во время затмения! На мой взгляд, солнечное затмение — это самое красивое природное явление, которое может увидеть человеческий глаз, и это затмение определённо укрепило эту веру. Это затмение было особенно особенным, потому что оно было первым полным солнечным затмением как для моего отца, так и для моей жены; наблюдать и слышать их реакцию наполнило моё сердце огромной радостью!
Итоговые результаты
Когда Солнце вновь появилось при последнем контакте и временная ночь сменилась днём, мы все перевели дух, осмысливая то, что только что произошло. Думаю, одной из первых тем для разговора после этого было то, где будет следующее затмение.
Размышляя обо всём опыте, связанном с затмением 2024 года, как техническом, так и эмоциональном, я бесконечно благодарен за то, что смог разделить эти невероятные воспоминания с моей замечательной семьёй. Мы уже обсуждаем наши планы на следующее затмение, и вам стоит делать то же самое. Я призываю каждого увидеть хотя бы одно полное солнечное затмение; нужно это увидеть, чтобы понять, почему это такой невероятный опыт. Я слышал, что разница между полной фазой и 99%-ным затмением — это как смотреть фильм в IMAX по сравнению с тем, чтобы стоять снаружи кинотеатра.
Случай и удача познакомили меня с новыми друзьями для совместного планирования путешествий, финансовую возможность арендовать оборудование высокого класса, прекрасное место для съёмки среди множества отменённых планов поездок, ветер и солнце, облака разошлись в самый нужный момент, путешествие было безопасным. Я научился многим духовным и интеллектуальным урокам, о которых я думал, что никогда не узнаю.
Наконец, я хотел бы поблагодарить всех, кто сделал этот проект возможным: Колина Легга за наставничество и финансовую поддержку; Франсуа Айелло, Давиде Дель Венто, Дипаншу Аурору, Лудо и Дэвида Акермана за наши многочисленные прекрасные дискуссии по обработке изображений затмений; всех замечательных людей в Лензренталз за высококачественное арендное оборудование и поддержку клиентов; мою жену, Элизабет, за то, что она была моей опорой и терпела бесчисленные часы разговоров о затмениях, тестирования оборудования, программирования и планирования; и, наконец, моих родителей, братьев, бабушек и дедушек, тёть, дядей и многих двоюродных братьев и сестёр за постоянную поддержку и энтузиазм. Уверен, я кого-то забыл; было так много людей, которые стали частью этого путешествия, и я навсегда благодарен им. За захватывающие приключения, которые ещё впереди в погоне за следующим затмением!
Ясного неба!
Джонатан
Примечания по обработке изображений:
PixInsight: Калибровка, дебайеринг и сложение кадров.
Пользовательское ПО на MATLAB: Регистрация изображений, HDR-композиция и улучшение.
Уроки, извлечённые из полного затмения 2024 года
Я допустил несколько ошибок во время съёмки этого затмения, но, к счастью, ни одна не стала фатальной, и они показали мне, что нужно делать иначе в следующий раз. Вот некоторые из усвоенных уроков:
- Я ошибся, перефокусировав объектив 800 мм на большое солнечное пятно вместо рога луны. Из-за турбулентной атмосферы, вызывающей сильное размытие солнечного пятна, фокус на всех снимках с 800 мм оказался слегка смещён. Если бы я проверил фокус ещё и по рогу луны, то заметил бы смещение.
- По какой-то причине я отключил будильник, который должен был напомнить мне снять солнечные фильтры с объективов. Я понял это примерно через 2,5 минуты после начала полной фазы и успел снять их до её окончания, но потерял 3 минуты съёмки. Если бы я не отменил будильник, то снял бы солнечные фильтры в правильное время и в правильной последовательности.
- Сделав flat-кадры на системе с 20 мм, я снял камеру и убрал её в тень, чтобы она не перегревалась. Это было ошибкой, потому что для перемещения камеры я отсоединил кабель интервалометра. После того как я снова установил камеру 20 мм и настроил её для съёмки, я не сделал тестовый кадр, чтобы убедиться, что интервалометр подключён правильно. В результате камера не сделала ни одного снимка.
Все это довольно мелкие ошибки, которые дорого обошлись качеству моей съёмки. Это лишь показывает, насколько сложной и трудоёмкой может быть съёмка затмения (ведь управляешь 5 системами одновременно)! Несмотря на потери, я невероятно благодарен, что всё остальное прошло гладко, и за все снимки, которые я сделал во время этого уникального затмения!
(прим: автору полные затмения после 2019 г видеть не доводилось, есть надежды на 2027 год)
Дмитрию Колесникову посвящается!
#солнечныезатмения #затмения #солнечнаякорона #астрономия #ГАИШ