Оптични схеми на астрономически инструменти;
Окуляри - параметри и видове;
Методи на фотографиране;
      Фотографиране през окуляра на телескоп;
Експонометрични таблици;
Някои проблеми;
За дилемата цифров или конвенционален (филмов) фотоапарат;
За дилемата телескоп или фотографски телеобектив.




Публикувана на 14.07.2000 г.
Тази част от статията е публикувана с продължения във в. Телескоп, в броеве 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20 от април-май 2006 г.

      Класификацията на астрономическите инструменти според типовете на оптичните им системи е интересна и обширна тема, която има отношение към въпроса за избора на телескоп. Начинаещите любители често се изправят пред този важен въпрос още в началото на практиката си, когато нямат нужния опит! Факторите, определящи избора са най-различни: цена, оптични параметри, проблеми около доставката, цели на бъдещата работа и др., но при всички случаи трябва да има яснота по въпроса за оптичната система на инструмента. Нека разгледаме по-разпространените типове оптични системи:

      Това са телескопи-рефрактори - с лещови обективи, ахромати или апохромати. Отношението f/D при тях най-често е между 6 и 20. Могат да се използват като гидиращи инструменти, прикачени към по-големи телескопи. Има редица предимства при боравене с тях - лесно насочване, по-малка маса, лесен монтаж/демонтаж и др. Според много автори, липсата на централно препядствие на обектива прави образа по-контрастен и затова тези прибори са предпочитани при визуални наблюдения.
      Кратка история за усъвършенстването на рефракторите и фотооптиката можете да намерите в темата Телескопите-рефрактори.

Телескоп система Нютон

      Главното сферично или параболично огледало /1/ фокусира влизащия в тубуса светлинен сноп, който преди самия фокус бива отразен под прав ъгъл от диагоналното огледало /2/, Така фокусът се изнася извън тубуса. Това обикновено са инструменти с f/D от 4 до над 10. Поради опростената си конструкция, те са предпочитани от любителите. Тази оптична система е наречена в чест на Исак Нютон (1642 - 1727), който през 1668 г. конструира първият действащ такъв телескоп.

Касегрен-телескоп

      Фокусиращият се след отражение в главното (параболично) огледало /1/ светлинен сноп среща по пътя си изпъкналото вторично (хиперболично) огледало /2/, което удължава фокусното разстояние на инструмента и връща снопа към централният отвор на главното огледало.
      Това най-често са инструменти с дълги фокусни разстояния и с малки относителни отвори - обикновено с f/D около и над 10, което ги прави подходящи за наблюдения, изискващи големи увеличения - Луна, планети, двойни звезди и др. Тази оптична система е предложена от френският скулптор и художник Лаурент Касегрен през 1672 г. Съществува подобна усъвършенствана система, само с хиперболични огледала - система Ричи-Кретиен.
      По система подобна на Касегрен са конструирани различни камери, при които аберациите на главното огледало са отстранени чрез т.нар. огледало на Манжен (Манжин), в ролята на вторично огледало и коректор (вижте системи на Аргунов и Клевцов).

Телескоп на Грегори

      За разлика от системата Касегрен, отразената от първичното огледало /1/ светлина се фокусира във фокуса F₁, след което продължава като разсейващ се сноп към вдлъбнатото вторично огледало /2/. Фокусът F₂ на вторичното огледало е малко отдалечен от прекия фокус F₁ на първичното, поради което образът от последния се препроектира изправен и допълнително увеличен в резултантния фокус F' на инструмента. Системата е предложена от шотландският математик Джеймс Грегори (1638 - 1675).
      Като главен недостатък на тази система се сочи трудното юстиране на оптиката. Дори при най-малък наклон на което и да е от двете огледала, главната фокусна точка F' ще се окаже доста в страни от оптичната ос.

Система Касегрен-Куде

      Както при Касегрен-телескопите, фокусираният от първичното огледало /1/ светлинен сноп среща разсейващото огледало /2/, но по пътя си назад се отразява от плоското отклоняващо огледало /3/, което изниса фокуса извън тубуса на инструмента - през кухите деклинационна и часова ос с още няколко плоски огледала /4 и 5/. Така независимо в каква посока е насочен телескопа, наблюдателят, камерата или спектрографа са неподвижни. Освен това се избягва необходимостта от централен отвор в главното огледало.

Телескоп на Максутов

      Това са огледално-лещови (катадиоптрични) телескопи, при които светлината първо преминава през отрицателния мениск /1/, който коригира аберациите на главното сферично огледало /2/. Диаметърът на главното огледало е по-голям от този на мениска. Диагоналното плоско огледало /3/ извежда фокуса встрани, извън тубуса на инструмента - система Максутов-Нютон.
      Съществува вариант, при който централната част на вътрешната изпъкнала повърхност на мениска е метализирана и изпълнява ролята на разсейващо вторично огледало, което отразява светлината назад, към централен отвор в главното огледало. Друг вариант е закрепване на отделно вторично изпъкнало огледало чрез носач, монтиран в централен отвор на мениска. Тези варианти са известни като системи Максутов-Касегрен или менисков Касегрен (пример a в следващата схема).
      Ако менискът е обърнат с вдлъбнатата си страна към главното огледало и централната част на вдлъбнатата му повърхност е метализирана, имаме система Максутов-Грегори или менисков Грегори (пример b в следващата схема). За пръв път телескоп с такава система, с диаметър 10 см е конструиран през 1941 г. от Дмитрий Максутов (1896-1964).
      Някои огледално-лещови фотографски телеобективи са разновидности на системата менисков Касегрен - Рубинар 1000, MTO 1000 и др.

Системи менисков Касегрен (пример a) и менисков Грегори (пример b)

      1 – мениск; 2 – главно сферично огледало; 3 – метализирана централна част на вътрешната страна на мениска, изпълняваща ролята на вторично огледало.

Шмидт-телескоп (Шмидт-камера)

      Това са инструменти с голяма светлосила - с f/D от 1.5 до 5 и зрително поле от 3 до над 15°. Профилът на първата коригираща леща /1/, наречена шмидт-пластина или ламела е по-особен, поради което пречупващата й сила се променя плавно по стойност и дори по знак, по протежение на радиуса - тя е събирателна в средата и разсейваща по периферията. Това е с цел отстраняване на големите аберации на силно вдлъбнатото сферично огледало /2/. За целта шмидт-пластината се монтира в центъра на неговата кривина, т.е. на разстояние 2f на огледалото. Образът се проектира върху сферичен носач на плаката /3/, намиращ се между огледалото и шмидт-пластината.
      Обикновено параметрите на шмидт-камерите се бележат по реда: D на ламелата / D на огледалото / f на огледалото, например 210/310/490. Тези камери са изключително подходящи за фотографиране на слаби протяжни обекти - дифузни мъглявини, галактики, звездни купове, комети и райони от Млечния път. Първата такава камера е конструирана през 1930 г. от Бернхард Шмидт (1879 - 1935).

Шмидт-Касегрен

      Това е комбинация между системите Касегрен и Шмидт, при която фокусът е изведен извън инструмента, чрез изпъкналото вторично огледало /3/, в плоска фокална равнина (за разлика от класическата шмидт-камера). Това дава възможност телескопът да се ползва както за наблюдения, така и за фотографиране с обикновени фотоапарати или астрокамери. Тази система е предложена от Бекер през 1940 г.

      Някои фотографски телеобективи имат оптични параметри близки до тези на малки телескопи. По-долу са показани схеми на два телеобектива, които са подходящи за използване в любителската астрофотография:

      Възможни са и други комбинации между показаните по-горе системи, с цел постигане на по-добро качество и функционалност. Конструкцията на някои съвременни инструменти позволява с помощта на фокални редуктори, монтирани към тях, да бъдат променяни фокуса, респ. светлосилата им в доста широки граници. Това дава възможност инструмента да се ползва или като светлосилна камера, или като телескоп с голямо увеличение.

      Окулярът е оптичната система, с чиято помощ изображението от фокалната равнина на обектива се препроектира върху ретината в човешкото око. Окулярите притежават следните оптични параметри:

      Фокусно разстояние - това е основен параметър, който определя собственото увеличение на окуляра, а оттам и крайното увеличението на целия инструмент. Собственото увеличение на окуляра е толкова по-голямо, колкото по-късо е фокусното му разстояние.
      Увеличението на целия инструмент V можем да пресмeтнем като разделим фокусното разстояние на обектива на това на окуляра. Например при обектив с f=2000 mm и окуляр с f=20 mm ще имаме увеличение V =2000/20 =100x.

      Ъглов обхват - това е собственият ъглов обхват на окуляра, който зависи от диаметъра на лещите му и от този на диафрагмата, ограничаваща зрителното поле (полева диафрагма). Последната може да бъде разположена пред оптичните елементи на окуляра, на разстояние равно на фокусното или зад предната (полева) леща - в зависимост от оптичната схема на окуляра. Най-често собственото зрително поле на окулярите варира от 25 до около 60°, а при някои широкоъгълни окуляри се постигат полета до над 80°. Визуално обхватът може да се прецени като вземем окуляра и го доближим до окото си. Ъгловият диаметър на светлия кръг, който ще видим, е ширината на неговото зрително поле.
      Трябва да се прави разлика между собствения обхват на окуляра и истинското (чистото) зрително поле на телескопа, което зависи от увеличението V на целия инструмент и от собствения обхват на монтирания на него окуляр. Един пример:
Имаме телескоп с f_об.=1000 mm и f_ок.=12 mm, като собствения обхват на окуляра е примерно 45°. Пресмятаме увеличението на телескопа: V =f_об./f_ок. =1000/12 =83.3(3)x. Сега разделяме собствения обхват на окуляра на увеличението V за да получим истинското зрително поле на телескопа: 45/83.3 =0.54°. Ако насочим този инструмент към пълната Луна, то нейния диск, който е с ъглов диаметър около 0.5° ще запълни почти цялото зрително поле на окуляра.
      Ако разделим собствения обхват на окуляра на истинското зрително поле на телескопа, ще получим увеличението V. В случая имаме 45/0.54 =83.3x.
      Препоръчително е използването на по-широкоъгълни окуляри, които придават по-ефектен панорамен вид на картината. Изключително красиви и дълго запомнящи се гледки представляват някои области от Млечния път или по-ярките дифузни мъглявини и звездни купове, наблюдавани с телескоп със светлосилен обектив и широкоъгълен окуляр. Действително не винаги големите увеличения показват това, което вероятно очаквате да видите. Някой области от небето изглеждат много по-красиво ако ги наблюдавате с обикновени бинокли, с увеличение от 7 до 15x и със зрителни полета около 7°. Обективите на биноклите са най-често с f/D от 3.5 до 6, т.е. доста светлосилни!
      Широкоъгълните окуляри са много ефективни и в случаите, когато е необходимо оглеждане на по-обширни области от небето в търсене на различни обекти - комети, звездни купове и пр.

      Диаметър на изходния отвор или на изходната зеница. Това е диаметърът d_изх. на светлинния сноп, излизащ през задната (очна) леща на окуляра, когато телескопът е насочен към далечен точков светоизточник и фокусиран по него. То зависи от отношението на фокусното разстояние f_ок. на окуляра към f/D на обектива:

      От тук следва, че ако на един телескоп поставяме различни окуляри, ще получаваме различни по диаметър изходни отвори. Например при телескоп с f/D=6 и окуляр с f=20 mm, ще имаме
d_изх. =20/6 =3.3 mm. Ако заменим окуляра с друг с f=10 mm, изходният отвор ще бъде 1.6 mm. Диаметърът на зеницата на адаптираното към тъмнината човешко око е около 6 - 7 mm, което означава, че при d_изх. по-голям от този диаметър ще имаме "отрязване" на периферните лъчи от светлинния сноп, влизащ в зеницата на окото. В случаите, когато (ако) изходният отвор надхвърли този гранично допустим диаметър, ние можем просто да заменим окуляра с по-късофокусен.

      Очно разстояние Това е разстоянието между очната (задната) леща на окуляра и роговицата на окото, от което наблюдателят вижда напълно осветено цялото зрително поле. Обикновено по-дългофокусните окуляри имат по-големи очни разстояния, но по принцип това зависи от конструкцията на окуляра. По-голямото очно разстояние несъмнено е едно удобство - то дава възможност например наблюдателя да работи с очила. Поставянето на очни миди предпазващи от странична светлина е желателно, но те могат да затруднят някой наблюдатели със зрителна недостатъчност, при които очното разстояние може да се окаже слабо променено.

      Подобно на фотографските обективи, окулярите се класифицират и според оптичните си схеми. С цел отстраняване недостатъците на простата леща и постигане на по-добри оптични параметри, в конструкцията на окулярите влизат сложни комбинации от различни по форма лещи, изработени от породи стъкла с различен коефициент на пречупване. По-долу са показани някой често срещани типове окуляри:

      Окуляр на Рамсден - един от най-просто устроените окуляри. Състои се от две плоско-изпъкнали лещи с еднакви или с различни фокусни разстояния, обърнати с изпъкналите си страни една към друга. По-късофокусната леща е тази към окото. Разстоянието L между двете лещи е определено по формулата:

      но обикновено се оставя по-късо като се определя експериментално.
      Тези окуляри са със сравнително малък ъглов обхват. При тях недостатъците на простата леща не са добре коригирани и затова са подходящи при наблюдения с по-непретенциозни изисквания към качеството на образа.

      Окуляр Келнер - конструиран е от Карл Келнер през 1849г. Това е по-качествен окуляр, съставен от несиметрично двойно изпъкнала полева леща, обърната с по-изпъкналата си част навътре и от двуелементна ахроматна очна леща. Съществува и т.н. обърнат Келнер (RKE), при който двуелементната леща е полева, а единичната - очна. По-дългофокусните окуляри Келнер се отличават с доста висок контраст на изображението. Ъгловият им обхват е около 45°. С този тип окуляри са комплектовани много модели бинокли.

      Окуляр Пльозл - конструиран от Пльозл през 1860г., той е един от най разпространените окуляри, даващ високо качество на изображението. Съставен е от две симетрично разположени двуелементни лещи. Тези окуляри са много добре коригирани, поради което са подходящи за използване и като проекционни системи (при окулярни увеличения за лунна или планетна фотография). Много модели далекогледни тръби са комплектовани с окуляри тип Пльозл.

      Ортоскопичен - също един висококачествен окуляр, съставен от трикомпонентна леща и плоско-изпъкнала очна леща. Тези окуляри се добре коригирани и се отличават с много добър контраст по цялото поле на изображението. Това ги прави особено подходящи за използване като проекционни системи - при работа с окулярно увеличение.

      Окуляр Ерфле - това е първият широкоъгълен окуляр, конструиран през Първата световна война. Неговият собствен ъглов обхват е около или над 65°. Тези окуляри имат интересна конструкция: първата двуелементна леща притежава силно изразени хроматична и сферична аберация, неутрализиращи аберациите на средната силна двойно изпъкнала леща (или дублет при друга разновидност). Очната леща е също ахроматна двойка. Поради повишената вероятност от поява на вътрешни отражения от многобройните силно изпъкнали повърхности, тези окуляри най-често са напълно просветлени. Въпреки особената си конструкция, при тях се наблюдават геометрични изкривявания и дисперсия в краищата на зрителното поле, а едновременното фокусиране по цялото поле е затруднено! Въпреки това, Ерфле си остава един забележителен окуляр, съчетаващ голямо увеличение, прилично качество и широко зрително поле. Много от по-компактните модели бинокли са комплектовани с този тип окуляри.

      Вече съществуват много видове окуляри, при които достатъчно добре са коригирани всички недостатъци на простата леща. Те рисуват висококачествено остро изображение по цялото зрително поле. Съществуват и т.н. парафокални окуляри, представляващи комплект с различни фокусни разстояния, но конструирани така, че при замяната им да не се налага префокусиране на телескопа.

      Първото нещо, което трябва да направите след като решите да фотографирате обекти по звездното небе, е да намерите подходящо наблюдателно място. Идеални условия би ви предоставила високопланинска местност, далеч от градските светлини, с хоризонт неограничаван от дървета или сгради. Трябва да съблюдавате и метеорологичните условия - необходимо ви е спокойно време и много ясно небе. Добре е местността да бъде далеч от оживени места за да се изключат случайни светлини от автомобилни фарове и каквито и да са други смущения. Желателно е да работите в екип с втори човек - помощник, но присъствието на повече хора едвали ще ви е от полза! Ако желаете да спазите всички тези условия, а те налагат пътуване до отдалечена местност, необходимо е да извършите добра подготовка според задачите, които сте си поставили.
      Добре преценете какви обективи ще ви бъдат нужни. Не забравяйте да вземете всички приспособления и аксесоари, които може да ви се наложи да ползвате: светофилтри, сенници и заслони за обективите, набор от различни окуляри за наблюдение и гидиране, противотежести, помощни устройства за ориентиране на часовата ос, фотоматериали, акумулаторни батерии или други захранващи устройства за електродвигателя на воденето, звездни карти, прожектори и др. Задължително е вашата установка и всички допълнителни устроиства към нея да бъдат в пълна изправност! Уверявам ви, че е особено неприятно ако се наложи да прекратите преждевременно работата си, пропилявайки идеалната нощ, заради някое забравено или дефектно приспособление. Още по-неприятно е ако установите, че качеството на фотографиите ви е влошено поради лошо гидиране или неточно ориентиране на часовата ос към световния полюс, само защото някакъв незначителен проблем ви е попречил да извършите добре съответните настройки!

      След като сглобите установката и монтирате предвидените инструменти - телескоп за гид и фотоапарат с подходящия за целта обектив, трябва да балансирате добре общата тежест на монтираната техника, като определите дължината на рамото, на която трябва да фиксирате противотежестите.
      Ориентирането на часовата ос към световния полюс е следващата ви задача. Една често допускана грешка от начинаещите любители е бързото и приблизително ориентиране на оста към Полярната звезда, с мисълта, че малката неточност няма да се отрази съществено върху качеството на техните фотографии. Още първите резултати обаче водят до разочарования, защото дори при работа с нормален фотообектив, изображенията на звездите се получават видимо удължени след по-дълга експозиция. При работа с дългофокусни обективи изискванията към точността на тази настройка са още по-големи!
      Самото ориентиране най-често не е особено приятна процедура, която може да се извърши по няколко начина:
      Най бързият от тях е чрез използване на специални оптични устройства, монтирани паралелно на часовата ос или в самата нея (ако тя е куха тръба). Това могат да бъдат опростени далекогледни тръби с неголямо увеличение или несложна система от мерници и рамкови визьори с кръст, зад които е разположено огледало или призма, отразяваща под 90° за по-удобно визиране.

      Друг метод е чрез използване на самия телескоп. Той се насочва по деклинадионната си ос на 90°, след което от шарнирите за настройка насочването се коригира така, че в окуляра да се появи Полярната звезда. Ако ориентирането е точно, Полярната звезда трябва да се вижда в центъра на окуляра и след завъртане на часовата ос на 90 и 180°. За това обаче е необходимо оптиката на телескопа да е много добре юстирана и неговата главна оптична ос да е гарантирано успоредна на часовата, при стойност 90° по скалата на деклинацията. По време на ориентирането трябва да се вземе под внимание отстоянието на Полярната звезда от небесния полюс, което за 2000 г. е 0° 44'.
      След цялата тази процедура, нерядко доста трудоемка, вече можете да проверите точността на ориентацията чрез пробно гидиране за определено време, през което се следи за евентуално отклонение на обекта от хоризонталната линия на кръста в гид-окуляра. Лошото обаче е, че ако бъде регистрирано такова отклонение по време на експозиция, това означава вече провалена снимка! Тогава единственото, което можете да направите е да прекратите преждевременно експонацията, докато грешката е все още пренебрежимо малка.
      За да избегнат тези трудности, мнозина прилагат следната техника: На деклинационната ос се монтира редуктор задвижван ръчно или с ел. двигател, позволяващ прецизна корекция по деклинация. Когато по време на воденето се установи отдалечаване на звездата от хоризонталната нишка на кръста, чрез редуктора тази грешка се коригира. Това значително облекчава гидирането, но все пак с този метод не трябва да се прекалява, т.е. необходимо е преди започване на работа да ориентирате часовата ос възможно по-точно.

      С извършването на ориентацията на часовата ос приключва най-съществената част от подготовката ви за работа. Остава да насочите инструмента към интересуващия ви обект и да блокирате свободното движение по часовата и деклинационната ос. Преди да започнете експозиция, включете воденето и насочете гид-далекогледа към обекта, по който ще гидирате. Не е задължително това да бъде обекта, който ще се фотографира, но трябва да е възможно най-близък до него!
      Преди започване на експозицията поставете заслон пред обектива и отворете затвора на фотоапарата. Внимателно повдигнете заслона от тубуса, но го задръжте пред обектива поне още 3 - 4 секунди, докато утихнат всички вибрации, породени от докосванията. Чак тогава отдръпнете заслона в страни за да започнете експозицията, като не забравяте да засечете и нейното начало.
      Експозиционното време се определя според яркостта на обектите, които се фотографират. При звездни фотографии извършвани с нормални или широкоъгълни светлосилни обективи, продължителността на експозицията може да достигне 1 - 1.5 часа. Такава или по-голяма продължителност обаче води до регистриране на нощното светене на небето, което вплътнява като цяло негатива и води до "поглъщане" на образите на най-слабите обекти. В тези случаи е препоръчително използването на бледожълт светофилтър, спиращ част от слабата разсеяна светлина на небето или на специален светофилтър, спиращ някой ярки линии на живачния и натриевия спектър, влизащи в състава на светлинното замърсяване в близост до градовете. Не бива да се забравя, че при дълги експозиции светлочувствителността на фотографската емулсия намалява с времето, което обезсмисля прекомерно дългото експониране! Относно този въпрос вижте темата реципрочност на експозицията и грешка на реципрочността (ефект на Шварцшилд). Този ефект не е еднакъв за различните емулсии и е добре да се проучи за филма, който използвате. На WEB-адрес: http://astrophoto.chat.ru/films.htm можете да направите справка за някои филми, вкл. и за тяхната чувствителност към определени спектрални области - Ha например.

Снимане през окуляра на телескоп

      При лунни фотографии, експозицията може да варира от части от секундата до няколко секунди, в зависимост от фазата на Луната, от светлосилата на телескопа и от светлочувствителността на емулсията. Например при работа с телескоп с f=3000 mm и f/30, изображението на пълната Луна във фокалата ще бъде с диаметър около 27 mm. Ако повишите двукратно фокуса чрез леща на Барлоу, диаметърът на изображението ще се удвои и ще бъде около 54 mm. Тогава обаче ще имате четирикратно намалена светлосила - f/60, която ще трябва да компенсирате с 4 пъти по-дълга експонация.
      В таблицата по-долу са дадени препоръчителните експозиционни времена за лунна фотография, за филм със светлочувствителност 400 ISO:

      Освен според дадените в таблицата особености, експозиционното време трябва да бъде съобразено с яркостта на Луната според височината й над хоризонта и според поглъщането на атмосферата. Нерядко точната стойност на експозиционното време трудно се определя и е по-добре да се заснемат няколко фотографии с последователно променено времетраене - т. нар. клин.

      В планетната фотография експозицията е различна според яркостта на различните планети. В таблицата по-долу са дадени препоръчителни експозиционни времена за различните планети, при светлочувствителност на емулсията 400 ISO:

      Както в горния случай, тези стойности също могат да бъдат леко коригирани при определени условия: при различно разстояние до планетата, при различно поглъщане на атмосферата, при работа със светофилтри и пр.

      Следват препоръчителни експозиционни времена за звездна фотография и за обекти от "дълбокото небе" (deep-sky) - звездни купове, мъглявини, галактики и слаби комети, за филм 800 ISO:

      Експозиционните времена в горната таблица са по-скоро минимално необходимите за получаване на добри снимки на посочените обекти, при условие, че се работи в добри условия - при много ясно и тъмно небе и евентуално с бледожълти или deep-sky филтри пред обектива, погасяващи нощното светене на небето. Тогава всяка по-дълготрайна експозиция ще покаже повече детайли от обектите.

      След като описахме накратко методиката на работата, нека да се спрем и на най-често срещаните проблеми:
      Вече споменахме за проблема с ориентирането на часовата ос, който ако не бъде правилно решен, може да се окаже фатален за вашите фотографии, особено ако работите с по-продължителни експозиции или с по-дългофокусни обективи. Разгледахме и начините за извършване и тестване на тази настройка.
      Добрата фокусировка на инструмента също е решаваща за качеството на фотографиите. Повечето фотографски обективи имат ограничение на метричната скала до стойността безкрайност, но при големите инструменти, точната фокусировка си остава ваша грижа. Тя понякога силно зависи и от температурата на околната среда!
      Има много начини за извършване на прецизна фокусировка. На фигурата по-долу е показан метод за контрол при фокусиране чрез дъпълнително визьорно увеличение, получено с помощта на специално или пригодено за целта оптично устройство (наставка, визьорен увеличител), поставено над матовото стъкло на визьора или зад oчната му леща.

1 - фотообектив, 2 - подвижно огледало, 3 - матово стъкло или матирана леща, 4 - пентапризма, 5 - очна леща на визьора, 6 - фокален затвор, 7 - филм или плака.
P_оч.л. - главна равнина на очната леща, P_об. и f_об. - главна равнина и фокусно разстояние на обектива на визьорния увеличител, P_ок. и f_ок. - главна равнина и фокусно разстояние на окуляра на визьорния увеличител.
      Предното фокусно разстояние на очната леща 5 (f_оч.л.) е равно на сумата от пътищата a, b и c, който светлината изминава в пентапризмата, след като е преминала през главния фокус F, проектиращ се върху матовото стъкло 3. Увеличението на визьорния увеличител в този случай ще бъде (f_об./ f_оч.л.)*V_ок., където V_ок. =250/f_ок. е собственото увеличение на окуляра на увеличителя.
      Тъй като светлината от главния фокус F напуска очната леща на визьора в почти успореден сноп, то можем да си представим окулярния увеличител като малка далекогледна тръба, фокусирана на безкраност. Следователно можем да пресметнем увеличението и така: (f_об./f_ок.)*V_оч.л., като V_оч.л.=250/f_оч.л.. Резултатът ще бъде същия.

Фокусиране с наставка - визьорен увеличител, при огледално-рефлексен фотоапарат
със сменяем визьор:

1 - фотообектив, 2 - подвижно огледало, 3 - матово стъкло или матирана леща (пентапризмата и очната леща са свалени), 4 - фокален затвор, 5 - филм.
P₁ и P₂ - предна и задна главна равнина на обектива на визьорния увеличител.
A и В - обектно и образно разстояние за обектива на визьорния увеличител.
P_ок. и f_ок. - главна равнина и фокусно разстояние на окуляра на увеличителя.
      Тук можем да разглеждаме окулярния увеличител като микроскоп. Неговото увеличение ще бъде (В/А)*V_ок., където V_ок. =250/f_ок. е собственото увеличение на окуляра. (250 mm е разстоянието на най-ясно гледане от близо).

Фокусиране с нож на Фуко

      Ако острието се намира точно във фокалната равнина, то при постъпателното движение на ножа ще се "отрязва" наведнъж целия светлинен сноп, фокусиращ се във фокуса F (случай I). Ако острието се намира преди или след фокуса, то светлинният сноп ще се "отрязва" постепенно (случай II).
      Теста се извършва по-лесно, като самият нож е неподвижно закрепен в равнината (канала) на филма и чрез леки бавни двупосочни движения се завърта камерата, като при това се наблюдава колко рязко острието "реже" фокусиращият се след обектива светлинен сноп, идващ от бляскава звезда или далечна лампа. Необходимо е на известно разстояние зад равнината на кадъра (т.е. зад ножа) да държите матово стъкло (или полупрозрачна хартия) за да наблюдавате "отрязването" на снопа. Фокусирайте обектива чрез предвиденото за целта устройство (винт, скала), докато намерите положение, когато при бавно завъртане на камерата ножът "отрязва" светлината най-рязко! Повторете няколко пъти процедурата и настройте обектива според усреднената стойност от отделните резултати.

Фокусиране чрез маска с отвори (Хартманова бленда).

      При неправилна фокусировка, изображението на точковия светоизточник в равнината на кадъра изглежда раздвоено (случаи I и II).
      При точна фокусировка, двата светлинни снопа преминали през отворите на маската се пресичат в равнината на кадъра (случай III).

      Повече подробности за тези и още някои методи за фокусиране, можете да намерите в темата Методи, спомагащи фокусирането и кадрирането.

      Вибрациите - една опасност, която също може да ви изненада особено неприятно. Причина за вибрации могат да бъдат случайни докосвания до инструмента по време на експонирането, разлюляване на установката при по-силен порив на вятъра, пулсации от електродвигателя на воденето, откат при вдигането на огледалото и сработването на затвора на фотоапарата и пр. Вибрациите водят до влошаване на контраста на образа или дори до неговото непренебрежимо размазване. С цел тяхното избягване е препоръчително използване на по-стабилни триноги и усвояване на методика на работа, при която рисковете от случайни докосвания на установката са сведени до минимум. Например описания по-горе метод с използването на заслони е изключително ефективен. По-горе препоръчах гидирането да се извършва през окуляри с по-големи очни разстояния, също с цел избягване на случайни докосвания. Ако воденето на вашия телескоп е ръчно, добре е то да се извършва чрез гъвкави валове или с други устройства, позволяващи удобно манипулиране без опасност от възникване на сътресения при неволни по-резки движения.

      Това е един широко дискутиран въпрос! През последните години цифровата фотография осезаемо измества традиционната. Стигна се до там, че много от качествените светлочувствителни филми, подходящи за астрофотография, изчезнаха от пазара или се намират трудно, с изтекъл срок на годност! По много фотоателиета и оказиони вече се предлагат на ниски цени филмови фотоапарати и качествени обективи за тях, до неотдавна считани за легендарни! Всичко това дава своето отражение и в любителската астрофотография. Много любители вече ползват цифрови фотоапарати или дори специални CCD-камери, за да упражняват хобито си. Различните методи за цифрова обработка на изображенията, от уникални, малко известни и достъпни само за специалисти, се превърнаха в обичайна и дори досадна практика за много любители! Поради всичко това изглежда, че е по-добре начинаещите астрофотографи от рано да се насочат към модерните технологии. Дали обаче е така?
      Истината е, че законите и принципите в оптиката са еднакво валидни за всички видове фотоапарати - както за старите, така и за автоматизираните, в т.ч. и цифровите. Но докато по-евтините цифрови фотоапарати са с несменяема оптика и представляват просто лъскава кутийка с обективче, то един стар механичен апарат, струващ вече много по-евтино, като че ли може да ни научи на далеч повече неща! Дори само факта, че при смяна на обективи с различни фокусни разстояния, виждаме в огледално-рефлексния визьор различно увеличен образ, ще ни накара да се запознаем с параметрите на оптиката. Но бутоните, управляващи зума на електронния фотоапарат, автоматичната експонометрична система и автофокусът, ще ни научат на твърде малко от изкуството да боравим със светлината! При работа с такива фотоапарати, често най-голямата грижа на фотографа е да осигури добре заредени батерии!

      Много начинаещи любители смятат, че в момента, в който си закупят цифров фотоапарат, пред тях се разкриват неограничени възможности и им се струва, че постигането на желаните успехи в астрофотографията е само въпрос на време! Това обаче далеч не е така! Тази заблуда идва най-вече от непознаването на основните принципи в оптиката и фотографията, разкриването на които е една от целите на този сайт. Друга причина, водеща до първите разочарования е тази, че освен фотоапарата е необходима и друга техника, доста по-скъпа или трудна за изработване! Ако обаче нещата бъдат добре обмислени, впечатляващите резултати могат да бъдат постигнати с далеч по-скромен фотоапарат – стар филмов или WEB-камера! Може би е добре да напомня, че астрофотографията е един от най-трудните дялове във фотографията, изискващ знания и по астрономия.

      Ето някои съображения, които трябва да имате предвид при избора на фотоапарат:
      Първо помислете какви точно обекти възнамерявате да снимате, с каква цел и изобщо - колко сериозно смятате да упражнявате това хоби! Лошото е, че начинаещият в началото е много амбициран и му се ще да може да снима всякакви типове обекти, като не си дава сметка за твърде различните методи за фотографирането им! Един от главните проблеми е този, че по-простите и по-достъпни модели цифрови фотоапарати нямат възможност за експозиции с трайност повече от няколко секунди, а да не говорим за дълги експозиции от десетки секунди или минути... Неведнъж съм бил свидетел, как дори опитни фотографи отказват да възприемат като логично твърдението, че за нощни и за астроснимки понякога са нужни експозиции с голяма продължителност! Освен това малките несменяеми обективчета, с каквито са снабдени по-разпространените цифрови фотоапарати, едвали са най-подходящата оптика за получаване на перфектни астроснимки! Все пак има случай, в които евтиният цифров фотоапарат се справя добре - при лунна и планетна фотография през окуляра на телескоп или при снимки на слънчеви петна, т.е. ако обектите са достатъчно ярки.
      Явяват се и допълнителни проблеми: Несменяемият обектив е един от тях – ако не можете да свалите обектива на фотоапарата, значи не можете и да го монтирате към телескоп по класическия начин - като ползвате само обектива на телескопа. Снимането през окуляр, без да сваляте фотообектива, не е най-препоръчителното решение! Ако обаче нямате друг избор, ще се срещнете с още един проблем - закрепването на фотоапарата зад окуляра, за което най-вероятно ще ви трябват допълнителни приспособления или непрепоръчителните, но добре познати решения, като захващане чрез облепяне с тиксо...

      А сега нека поговорим за възможностите на старите огледално-рефлексни (SLR - филмови) фотоапарати. За такива цели те изглеждат далеч по-удобни: При тях няма ограничения за продължителността на експозицията – ако искате, можете да оставите затвора отворен на “Т” цели часове! Голямата гама сменяеми обективи с различни параметри правят тези фотоапарати практически универсални, а резбовото или байонетното окачване позволява да прикрепвате тялото на фотоапарата към други оптични прибори - телескопи, микроскопи и пр., стига да имате или да сте си изработили нужният фотоадаптер. И не на последно място – цената, която трябва да платите за да получите еднакви или сходни по качество резултати! Сравнете цената на добър цифров фотоапарат (например DSLR), имащ възможност за дълги експозиции и цената на стар конвенционален SLR-апарат! Вторият струва далеч по-евтино, но може да направи достатъчно добри или дори по-добри снимки на deep-sky обекти!
      Все още добрите филмови фотоапарати държат първенство в много отношения и определено в астрофотографията с тях се работи достатъчно ефективно, на по-разумна цена. Освен това можем да се надяваме, че не всички светлочувствителни филми ще изчезнат от пазара в близките няколко години и докато това стане, можете все още да се възползвате от доказаните предимства на класическите SLR-камери. А когато тяхното време наистина отмине - когато вече трудно ще се намират нужните филми и когато цифровите технологии ще са още по-напреднали, вероятно ще платите много по-ниска цена за цифров фотоапарат, който ще може наистина добре да фотографира съкровищата на звездното небе!

      Тук не говоря за малкото любители, които са в състояние да си закупят специалните CCD-камери за научни цели. Този, който би направил това, със сигурност има по-сериозни намерения в астрономията.

      Каква е разликата? Кое да предпочетем? Това е въпрос, важността на който като че ли не се осъзнава от начинаещите! Някои си мислят, че телескопът е по-добрият избор и с него могат да се фотографират всички небесни обекти. Това обаче е грешка! Други твърдят, че фотографските обективи са в състояние да се справят с всяка задача в астрофотографията. Вторите вероятно са хора с повече опит, но и те грешат! Истината е, че двата типа инструменти имат различни особености в оптиката си, които ги правят подходящи за различни задачи. Главната разлика е в плоскостта (респ. изкорубеността) на фокалното поле и в степента, до която са отстранени оптични дефекти като комата и астигматизма, проявяващи се в краищата на полето. Една от основните цели на конструкторите на фотографски обективи е да гарантират добро плоско поле на изображението във фокалата, което значи добър контраст на образа в рамките на целия кадър. Много модели любителски телескопи обаче нямат тези качества – техните обективи, дублети-ахромати или непараболизирани огледала, рисуват остро само в центъра на кадъра. Малко встрани от главната оптична ос обаче, комата и астигматизма силно влошават качеството на образа! При визуални наблюдения тези дефекти не личат толкова, тъй като практически през окуляра се наблюдава образ, построен в близост до главния фокус на обектива, т.е в самият център на полето, където разделителната способност на инструмента е най-висока. Ако обаче монтираме фотоапарат и в прекия фокус на обектива се окаже неговият филм, резултатите най-вероятно ще ни разочароват! Ако приемникът е матрица с размери няколко милиметра, то върху нея, както при окулярите, ще се проектира само качествената централна част на образа (т. нар кроп-фактор) и това ще допринесе за добрите ни впечатления от резултатите.
      Кога е удачно да се снима през телескоп? При използване на окулярна проекция, централната най-качествена част от образа – тази, построена около главната фокусна точка на обектива, се явява увеличена няколкократно след препроектирането си от окуляра, във втората фокална равнина (тази на фотоапарата) и е с по-равномерно разпределен контраст по цялата площ на кадъра. Подобен резултат ще имате и при работа с леща на Барлоу. Не случайно някои твърдят, че дори при визуални наблюдения с леща на Барлоу, образът става “по-чист”! Тези методи са подходящи при лунна фотография. Ако снимате планети с няколко метров резултантен фокус и оставите образа на планетата в центъра на кадъра, това ще гарантира максималното качество на фотоизображението, което можете да постигнете с използвания инструмент. При снимане в прекия фокус на телескопа е препоръчително използване на коректор на комата – допълнителен скъп аксесоар, ролята на който при фотографските катадиоптрични телеобективи се изпълнява от последните лещи, монтирани на изхода зад централния отвор на главното огледало (Рубинар 1000, МТО 1000 и др.).

      С изключение на случаите, в които се изискват големи увеличения – при лунна и планетна фотография или при “разделяне” на тесни двойни звезди, във всички останали ситуации фотообективите като че ли са за предпочитане! И наистина, как да заснемем например комета, чиято опашка се побира в очертанията на кадъра при фокусно разстояние 300 mm, когато нашият телескоп е с f 1000 mm? Или как да заснемем слабите мъглявини и звездни купове, изискващи светлосила на обектива f/4, f/2.8 или по-голяма, когато отношението на телескопa е едва f/10! Дори да използвате фокални редуктори, с които да скъсите фокуса и да повишите няколко пъти светлосилата на телескопа, пак няма да постигнете необходимите ви параметри и качество! Ако искате да заснемете обширни панорами на Млечния път или метеори по време на някой метеорен поток, това което ще ви трябва е широкоъгълен светлосилен фотографски обектив. В тези случаи телескопът може да се ползва само като гид-далекоглед, с паралелно закрепен до него фотоапарат. Другояче казано, фотографските обективи са често по-подходящи за снимане на небето, просто защото оптиката им е проектирана за фотография! На практика много често телескопът и неговата екваториална монтировка се използват за водене и гидиране.