ASTROFOTOGRAFIA DE PAISAGENS LUNARES COM CCD

Mario Santiago

http://astrosurf.com/santiago/

mariosantiago@sapo.pt

 

A utilização de meios digitais para a captura e processamento de imagens lunares veio abrir um novo mundo que anteriormente estava extremamente limitado pelas condições atmosféricas, designadamente aquela que mais contribuí para a obtenção de uma imagem nítida e recortada: a turbulência atmosférica.

Com o aparecimento das câmaras CCD para Astrofotografia e mais recentemente com a adaptação de vulgares 'webcams', tornou-se possível a captura de imagens em modo continuo permitindo mais tarde o processamento digital dos fotogramas.

Se considerarmos ainda que a Lua se apresenta como um objecto monocromático ao nosso olho, a utilização de uma câmara monocromática apresenta-se não só como válida como ainda disponibiliza uma maior sensibilidade associada a um menor ruído.

A Lua sendo o objecto mais brilhante dos céus nocturnos, permite que a velocidade do obturador seja aumentado o que beneficia imenso a 'congelação' da imagem. A utilização de ganhos reduzidos é também essencial para que a aplicação de filtros de processamento (wavelets) não esteja limitado ao aparecimento de ruído na imagem.

 

O Tipo de Telescópio

Qualquer telescópio é adequado para a Astrofotografia lunar, embora as grandes aberturas tenham a vantagem de disponibilizar uma maior resolução angular. Se considerarmos ainda que um tubo aberto acelera a estabilização térmica do espelho primário, não será um disparate considerarmos que um Newtoniano será uma das melhores opções. Os Catadióptricos surgem também como uma boa alternativa, sempre que os tempos necessários à estabilização térmica dos componentes ópticos sejam devidamente respeitados.

 

Filtros

Existem no mercado os mais variados tipos de filtros. Um deles é particularmente interessante considerando que permite minimizar os efeitos da turbulência atmosférica aquando a captura de imagens com CCD. Este filtro (IR pass) tem uma característica de transmissão a partir dos 670nm (no caso do filtro 'Baader Planetarium'), ou seja, numa área do espectro onde a turbulência se sente com menor intensidade.

Os seguintes gráficos registam a qualidade de dois filmes efectuados na mesma noite com um intervalo de tempo mínimo e usando os mesmos meios, neste caso, um Newton de 8 polegadas f/5 e uma câmara monocromática de 8 bits (Atik-2HS) e ainda uma barlow 2x

 

 

Como é visível no gráfico da direita (com filtro), não só a qualidade média é superior, com também as diferenças entre as frames são menores.

A Focagem

Quanto maior a amplificação pretendida, mais critica e difícil será a focagem. Um bom método, será percorrer a focagem numa amplitude suficientemente grande de forma a passar do 'in-focus' para o 'out-focus' e reciprocamente e seguidamente encurtando esse percurso de focagem até conseguir o 'match' de focagem. Uma boa focagem obriga a um jogo de paciência. Os pontos de referência para focagem deverão ser os pormenores mais ténues, como pequenas crateras. Formações lunares como grandes crateras ou montanhas não são por defeito bons pontos de focagem.

Em momentos de turbulência atmosférica muito elevada, a focagem por uma estrela próxima e/ou com a ajuda de uma 'hartmman mask' deverá ser uma opção a considerar. O software de captura 'Qcfocus' disponibiliza uma ferramenta bastante interessante que permite que a focagem numa estrela seja mensurada, o que é particularmente útil para olhos menos 'clínicos'.

 

Enquadramento

Uma paisagem lunar carece obviamente de um enquadramento paisagístico muito mais critico do que qualquer outro tipo de Astrofotografia Planetária. Uma paisagem lunar tem diversos pontos de interesse. As crateras, montanhas, vales, mares, falhas geológicas, etc., são formações que enriquecem a imagem final. A própria orientação da imagem não obedece a qualquer requisito, pelo que uma orientação da imagem tomando como referência a linha do horizonte ou terminador pode ser adoptada sem que se esteja a falsear a realidade. Não nos devemos esquecer que no Espaço não existe uma definição clara para 'cima' ou 'baixo'. Embora a composição da imagem possa ser efectuada posteriormente, há que considerar que independentemente de uma matriz de um CCD tiver uma largura diferente da altura, será sempre preferível orientar a imagem logo no momento da captura sob o risco de mais tarde não ser possível aproveitar a área inicialmente pretendida.

 

Amplificação

Existe apenas uma regra: Amplificação q.b.

A utilização de distâncias focais excessivas deteriora não só a imagem final ao amplificar os efeitos da turbulência atmosférica, como também reduz a quantidade de detalhes que enriquecem uma paisagem lunar. Em contrapartida, a utilização de distâncias focais muito baixas poderá introduzir pormenores indesejados e por conseguinte, tornar a imagem menos atractiva no ponto de vista paisagístico.

Um bom compromisso (não sendo uma regra) será fotografar uma área da superfície lunar entre 1.200 km e 1.800 km quando a área fotografada compreender o terminador, ou entre 800 km e 1.200 km quando a área fotografada compreender uma área mais central do disco lunar.

 

A elevação da Lua face ao horizonte

O angulo posicional da Lua face ao observador tem uma grande importância nos efeitos da turbulência. Quanto maior for a espessura de atmosfera, mais difícil será obter imagens estáveis. Este é um facto bastante perceptível para o astrónomo amador pelo que a obtenção de imagens quando a Lua se encontra próxima do zénite, será sempre mais recompensadora do que quando se encontra próxima do horizonte.

Também a existência de estruturas urbanas tem um efeito prejudicial pelas ondas de calor ascendentes que ocorrem durante a noite e derivadas do arrefecimento dessas mesmas estruturas.

O mito da Lua Cheia

Embora a existência de sombras na Lua realce o contraste de determinadas formações lunares, deverá ser considerado que mesma a ausência de sombras quando a lua atinge a sua fase máxima poderá ser uma boa oportunidade de registar pormenores da superfície que só nestes momentos mostram todo o seu esplendor, tais como os sistemas de raios de Tycho e Copernicus. Também o contraste oferecido entre a superfície fortemente iluminada pelo sol e o horizonte oferecem uma perspectiva única de vista aérea que nem sempre é fácil de obter quando a fase lunar não é suficiente para capturar algumas zonas ricas de detalhe.

Imagem da superfície lunar capturada na fase de Lua Cheia

A fase de captura

Existem diversos softwares para captura de imagem. Normalmente utilizo o QCfocus, embora outros possam ser utilizados com resultados semelhantes. As únicas vantagens do Qcfocus baseiam-se na sua simplicidade, utilização gratuita e ainda disponibiliza uma ferramenta muito útil que permite maximizar a focagem através de uma estrela.

A duração de captura deverá ser variável de acordo com as condições atmosféricas do momento. Se for previsível uma taxa de aproveitamento de fotogramas superior a 70%, 90 segundos serão mais que suficientes para o processamento.

Uma taxa de 5 fotogramas por segundo é aquela que permitirá uma maior qualidade de imagem. Relações maiores do que 5 fps/seg diminuirão progressivamente a qualidade da imagem (exceptuando as câmaras 'firewire'), muito embora possibilitem a captura de um maior número de fotogramas num espaço de tempo mais reduzido. Tomando em consideração que as amplificações utilizadas serão moderadas, um rácio mais reduzido apresentará um melhor compromisso.

O ganho da câmara deverá estar no mínimo ou próximo do mínimo. Há que considerar que quanto maior o ganho, maior será o ruído presente na imagem e que quando a imagem estiver a ser processada pretendemos realçar os detalhes em detrimento dos artefactos introduzidos pelo sensor CCD.

O modo automático da câmara não deverá ser utilizado sob o risco de existirem ajustes indesejados ao longo da captura e introduzidos por alterações momentâneas da atmosfera.

Quando não for possível baixar o ganho para valores próximos do mínimo, poderá ser ajustado o factor 'gamma' de forma a compensar a redução do ganho. Um factor 'gamma' excessivo poderá dificultar no entanto o equilíbrio de luminosidade aquando do processamento.

Após a primeira captura deverá ser efectuado um processamento básico no sentido de identificar alguns ajustes que devam ser efectuados nos 'settings' para melhorar a qualidade da imagem que servirá para toda a fase de processamento.

A rotina de alinhamento é seguida da optimização do alinhamento inicial, em que o Registax irá fazer os últimos ajustes. Quanto mais linear for a linha azul do gráfico, menores diferenças de alinhamento existirão entre os diversos fotogramas.

A fase do 'stacking' deverá considerar não só os fotogramas de melhor qualidade, com também minimizar as diferenças. Caso o fotograma escolhido pelo Registax não seja efectivamente o melhor, deverá ser seleccionada o melhor fotograma no menú inicial para que seja repetido todo o processo.

Registax - http://registax.astronomy.net/

QcFocus - http://www.astrosurf.org/astropc/qcam/programme.html

 

Publicado na Revista da APAA nº25