V srednjem veku se ljudje za astronomijo niso ravno veliko zanimali, kar ni nič nenavadnega, saj je imela oblast v rokah Cerkev, ki je zavirala napredek znanosti na vseh področjih. Nova odkritja na tem področju so se spet začela pojavljati na začetku novega veka, najprej z Johannesom Keplerjem, ki je po predstavitvi svojega heliocentričnega sistema Zemljo »vrgel« iz središča vesolja, na njeno mesto pa postavil Sonce (kar se je pozneje prav tako izkazalo za napačno). Za njim so delovali mnogi znanstveniki, ki jih je begal svet »tam zgoraj«. Na vse mogoče načine in z različnimi pripravami so si prizadevali, da bi ga lahko bolje raziskali. Pomembno vlogo na tem področju je imel Galileo Galilei, ki je izumil daljnogled. S svojim pripomočkom mu je že uspelo opazovati Lunin relief, Sončeve pege in štiri največje Jupitrove lune. Veliko opažanj je skiciral in nekatera so v muzejih po svetu še danes ohranjena. Za njim je Isaac Newton sestavil še večji in zmogljivejši teleskop, ki je svetlobo zbiral z zrcali. Ta konstrukcija je bila tako dovršena, da nespremenjen Newtonov tip teleskopa uporabljamo še danes. Newtona na splošno poznamo kot pomembnega znanstvenika, ki je s svojimi zakoni postavil temelje takratne fizike. Ti zakoni so se obdržali vse do Alberta Einsteina, ki je povzročil drugi veliki preobrat v zgodovini kozmologije.

ROJSTVO ASTROFOTOGRAFIJE

Do konca 18. stoletja so vsa astronomska opazovanja lahko le beležili in skicirali. Kmalu po tem, ko so na začetku 19. stoletja odkrili fotografsko emulzijo in fotografijo, se je razvila astrofotografija, ki je zelo specifična in še danes malo poznana veja fotografije. Že samo ime pove, da gre za kombinacijo astronomije in fotografije, se pravi fotografiranja astronomskih teles in pojavov. Lahko bi jo označili kot most med znanostjo in umetnostjo in je živ dokaz, kako lahko s povezanostjo navidez nezdružljivih pojmov pridemo do fotografij nebesnih teles, ki jih naše oko nikoli ne bo sposobno zaznati.

V SLUŽBI ZNANOSTI

Astrofotografijo so od začetka uporabljali le v raziskovalne namene. Prvi posnetek našega naravnega satelita, Lune, je bil narejen leta 1838, z namenom, da bi izdelali natančen zemljevid Luninega površja. Pozneje je bilo z astrofotografijo odkritih in dokazanih veliko nam nevidnih pojavov, na primer sončeva korona med sončnim mrkom. Izdelan je bil prvi atlas nočnega neba in začelo se je odkrivanje sestave medzvezdnih meglic ter elementov v drugih galaksijah na podlagi spektroskopije. Spektroskopija je metoda, pri kateri svetlobo s prizmo razklonimo v svetlobni spekter in na podlagi tega določimo kemijsko sestavo telesa, ki to svetlobo oddaja.

S tem postopkom se je v začetku 20. stoletja intenzivno ukvarjal eden najbolj znanih astronomov, Edwin Hubble. Do takrat je tehnika že toliko napredovala, da je lahko fotografiral zelo oddaljene in šibke galaksije, pri katerih je odkril t. i. rdeči premik, ki je pokazatelj dejstva, da se vesolje širi in da se oddaljene galaksije od nas zelo hitro oddaljujejo. Po razmišljanjih in meritvah je prišel do sklepa, da so morale biti v preteklosti galaksije bližje skupaj, kar bi pomenilo, da je bila dolgo nazaj vsa materija v vesolju zbrana v eni točki. Tako je nastala teorija o velikem poku (tega imena si sicer ni izmislil Hubble). Poznejše meritve so pokazale, da je imel Hubble prav, in danes je starost vesolja ocenjena na dobrih 14 milijard let. Po Hubblu je bil pozneje poimenovan vesoljski teleskop, ki še vedno kroži po Zemljini orbiti in nam pošilja prelepe slike vesoljskih objektov.

NASTOP AMATERJEV

Še do polovice 20. stoletja je bila astronomska oprema zelo draga in s tem dostopna le ozkemu krogu ljudi ter strogo namenjena za uporabo v znanstvene namene. V drugi polovici pa so se začeli pojavljati prvi amaterski astronomi, ki so si svoje optične pripomočke začeli izdelovati kar sami. V 60. letih je bil TAK navdušenec Američan John Dobson, ki je z zanemarljivimi stroški sestavil prvi teleskop z imenom kar po svojem iznajditelju – Dobson. Ta sistem še danes množično uporabljajo amaterji, ki nebo le opazujejo, ne pa tudi slikajo. Gre za izvedbo Newtonovega teleskopa, nameščenega na povsem enostavni (po navadi leseni) konstrukciji, ki se premika okoli navpične in vodoravne osi, tako da lahko teleskop brez težav usmerimo na kateri koli del neba. Ta tip teleskopa je zelo primeren za vizualna opazovanja, saj so stroški izdelave stojala minimalni, na račun tega pa je lahko vložek v optični del teleskopa toliko večji, kar omogoča svetlejšo in boljšo sliko. Vsekakor pa takšni teleskopi niso primerni za astrofotografijo, saj se nočno nebo zaradi vrtenja Zemlje navidezno premika od vzhoda proti zahodu. Pri fotografiranju bi se torej pri daljšem času osvetljevanja medija, s katerim fotografiramo (CCD, CMOS ali film), zvezde razvlekle v črte, prav tako objekt, ki ga fotografiramo.

Kako se torej spoprijeti s tem problemom? Rešitev je stojalo z lastnim pogonom na koračne motorje, ki sledi navideznemu premikanju zvezd. Takšno stojalo je obvezen del opreme vsakega astrofotografa. Edina pomanjkljivost je v tem, da pogosto zaradi drage in zelo precizne izdelave stane več kot teleskop. Sledenje mora biti namreč tekoče in brez napak, saj bi sicer problem razmazanih zvezd rešili le deloma. Pri astrofotografiji so namreč večminutne ekpozicije nujno potrebne in vsaka najmanjša napaka v tem času pomeni neuporabno sliko.

DIGITALNA PRELOMNICA

Vrnimo se še malo k samemu mediju za zajem fotografije. Obdobje druge polovice prejšnjega stoletja je čas napredka digitalne tehnologije. Eden najpomembnejših izumov za astrofotografijo, ki ga je prinesla nova tehnologija, je odkritje vezja CCD (charge-coupled device). Digitalni medij je za obdelavo podatkov veliko priročnejši in zanesljivejši od filmske emulzije. S tem so se v astronomiji pojavile nove metode preučevanja neba, ki so prinesle mnoga pomembna znanstvena odkritja.

Kakor pri vseh novih stvareh, so bila vezja CCD na začetku predraga za množično uporabo, a sčasoma se je njihova izdelava dovolj pocenila, da jih danes najdemo v mnogih elektronskih napravah. Cena je sorazmerna kakovosti, in pri kamerah, primernih za astrofotografijo, je visoka še danes, saj so prilagojene svojemu namenu. Imajo aktivno hlajenje tipal, ki omogoča nizko stopnjo »šuma« (motnje) tudi pri dolgem času osvetlitve, so nekajkrat občutljivejše od navadnih fotoaparatov za dnevno uporabo in veliko robustnejše. Prav tako imajo po navadi 14-, boljše celo 16-bitni pretvornik iz analognega v digitalni signal, kar omogoča raziskovalno delo na področju spremenljivih zvezd, asteroidov ...

REVOLUCIJA AMATERSKE ASTROFOTOGRAFIJE

Vsi fotoaparati za dnevno uporabo niso primerni tudi za delo ponoči. Kompaktni fotoaparati so zelo nerodni za pritrditev na teleskop, prav tako pa njihove karakteristike ne ustrezajo merilom astrofotografije. Imajo majhen čip, visoko stopnjo »šuma«, nesnemljiv objektiv in zelo redko dopuščajo dolg čas osvetlitve (ekpozicije). Vse to pa izpolnjujejo digitalni zrcalnorefleksni fotoaparati. Prihod Canona 300D je tako povzročil pravo revolucijo, saj je bila na trgu končno primeren digitalni fotoaparat po dostopni ceni.

Do tedaj je večina amaterskih astrofotografov slikala še na diafilme, ki pa imajo v primerjavi z digitalno tehniko veliko slabosti: fotografski film pri dolgih ekspozicijah nima linearnega odziva na prejeto svetlobo, pač pa po nekaj minutah osvetljevanja odzivnost drastično pade, zato so zelo dolge ekspozicije nujno potrebne (do ene ure in več). Druga slaba lastnost so stroški razvijanja. Ponoči namreč avtomatsko ostrenje ni uporabno, saj so zvezde prešibke, digitalni fotoaparat pa nam omogoča, da naredimo serijo posnetkov, dokler nismo zadovoljni z ostrino, ki jo ves čas preverjamo na LCD-zaslonu fotoaparata. Tudi zrnavost filma je težava, prav tako pogosto razočaranje ob pogledu na razvito fotografijo, ker fotostudii mnogokrat svojega dela (posebno z diafilmi) ne opravijo pravilno oz. vrnejo film lastniku, češ da ni na njem nič drugega kot »šum« (za kar zamenjajo zvezde).

Digitalni zrcalnorefleksni fotoaparati (DSLR) so vse te težave rešili, dobljene fotografije pa so še toliko uporabnejše, ker nam omogočajo računalniško obdelavo. Tako se je v nekaj letih astrofotografija razširila in danes nekateri amaterski astrofotografi že dosegajo kakovost profesionalnega dela.

VSAKOMUR DOSTOPEN KONJIČEK

Filmi so s prihodom digitalne tehnike praktično izginili iz uporabe. Celo množično kupovanje DSLR-jev za uporabo v astrofotografiji se počasi umirja, saj se je veliko podjetij začelo ukvarjati z izdelavo nekakšnih hibridov med DSLR-ji in astronomskimi CCD-kamerami, ki so cenejše in predvsem namenjene slikanju objektov nočnega neba v neraziskovalne namene. Astrofotografija je torej konjiček, ki je dandanes dostopen že praktično vsakomur, ki ga zanima nebo nad nami. Potrebno je le veliko potrpljenja, znanja ter izkušenj in uspeh je zagotovljen.

Objavljeno: Moj mikro, April 2008 | Primož Cigler