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【干货】Q博谈天文摄影之火星大冲
2018 / 07 / 27
【火星冲日简介】
天文现象火星大冲,即地球和火星与太阳在同一条直线上,这一天文现象称为“冲日”,简称“冲”。靠得近则为大冲。
2018年7月27日,火星将行至十五年来地球距离最近的位置,彻夜闪亮的“红星”。
 
【直播火星冲日】
QHYCCD将与中国国家天文台、中国国家天文杂志、北京天文馆、天文爱好者杂志携手邀您一起直播分享火星冲日这一天文现象,同时也使用QHY290C进行直播,QHYCCD的创始人Q博将现身为您分享火星大冲。7-27日周五晚。
 
【怎样观测“火星冲日”?】
7月27日傍晚太阳落山后,火星将从东南方升起,自东向西通宵在夜空中闪动。午夜时分,身处北半球的人们可以走向户外,利用肉眼可以看到在正南方向夜空中有个明亮的红色圆点。
除肉眼观测外,还可以借助天文望远镜等专业天文观测设备,幸运的话还可能观测到火星北极的白色冰冠、中纬度地区的深色水手峡谷等火星表面的显著的地貌特征。
大约傍晚20:30火星就出地平线,1h后,观测角度将会更好。
 

【怎样拍摄“火星冲日”?】
拍摄准备:望远镜、巴罗镜、赤道仪、行星相机(QHY5III系列)、拍摄软件、环境seeing?

望远镜:大口径望远镜,考虑精度、成像质量、价格等方面的因素,火星冲日的主镜推荐以下两种,
牛反望远镜DOB系列:信达以及ES,该系列光轴难调,
施卡望远镜:星特朗C8HD/C11HD/C14 HD,

赤道仪:由于望远镜口径大,精度要求高,因此对望远镜的载重以及精度要求也逐步提高,建议从信达的AZ-EQ6、艾顿的CEM60起步,根据所选择的望远镜选择适合的载重赤道仪。

相机:推荐QHY5III290或者QHY290相机背照式相机,适合大行星拍摄。

QHY5III290则是目前读出噪声最低的黑白CMOS相机,实测为0.75电子。同时290芯片又是背照式的,具有很高的量子效率;具有全部像素读出时候135FPS的帧率,利于克服大气抖动的影响。因此对于行星摄影(如大行星等)是非常适合的。并且有黑白版本。

【行星相机--读出噪声】
在选择行星相机的时候,读出噪声是一个重要的概念。为什么超低读出噪声的相机对于大行星摄影非常关键呢?首先我们要理解一下读出噪声的概念。读出噪声就是没有任何信号的时候的背景噪声。噪声的概念,理解起来并不容易,但是我们可以用生活里面常见的一幕来加以说明:如果您将电视机调到一个没有电视台的地方,屏幕上将会是一片雪花点,这些雪花点是随机的,没有任何规律,您也无法从这片雪花点中看出任何的信号来。不过当您把电视调到一个接近有电视台的位置,您可以看到一些电视节目,同时还有一些雪花点,越接近电视信号强的位置,图像越清晰,而雪花点也越少。 这个雪花点就是一个典型的读出噪声。而我们看到的电视台节目,或者要拍摄的来自遥远天体的光,就是信号,信号与噪声之比叫做信噪比。很显然,信噪比越高我们看到的图像将会越清晰,而当信噪比低的时候,雪花点就会比较明显,会严重影响我们看电视节目的效果。
 
电视机是一个接收电视信号的设备,类比一下,天文相机是一个接收光信号的设备。在感光芯片上,光信号会被转换为电信号,然后传输到电脑上。读出噪声就是这些接收设备自身器件产生的随机噪声。比如电视机高频头里面的信号放大器,天文相机内部的信号放大器,AD转换器等等。所标注的读出噪声是所有的这类随机噪声的总和。因此相机的读出噪声越小,那么越有利于我们接收更为暗弱的光。
 
大家也许会问,通常行星是很亮的,比拍摄星云,星系等深空天体要亮很多,为什么也需要考虑光是暗弱的呢? 这个一方面是因为我们希望拍摄到尽可能大的行星画面,通常会使用焦距很长的望远镜,甚至加上巴罗镜等增倍镜。当把明亮的行星放到很大一个尺寸时,单位像素上获得的光就并不明亮了。
 
另一方面,是因为我们希望能采用更短的曝光时间,更高的帧率来拍摄行星,这样可以降低大气抖动对图像清晰度的影响。而曝光时间越短,每帧曝光获得的光子数也就越少,所以图像也并不明亮了。


SNR的意思就是信噪比(Signal / Noise) 可见信噪比越高,目标就越明显

也因为这样,行星摄影,推荐QHY5III290或者QHY290相机,更低的读出噪声,较高的量子效率,可以再单位时间里收集到越多的光子,从而提高了信噪比。

拍摄软件:FireCapture、Sharpcap
后期软件:AS!2、Avistack2、Registax、PS、winjupos

环境选择:大气透明度和视宁度是最重要的两个指标,选择在天气晴朗的大气透明度和视宁度良好的时候,视宁度要结合各高度气压风向风速预测,而天气看卫星云图。

7月27日前后数周是全年观测火星的最佳时段,整夜都可以观赏到火星的身影。本次火星为“大冲”,因此火星的亮度和视直径大小是近些年来最亮最大的一次。目前火星正在经历沙尘暴,建议选择品质相机以尽可能捕捉更多的细节。
国际著名行星大师 Christopher Go也将在泰国使用QHY最新的相机进行监测,搭配了QHY2020以及0.7m的望远镜。

火星(Mars)是太阳系八大行星之一,是太阳系由内往外数的第四颗行星,属于类地行星直径约为地球的53%,质量为地球的11%。橘红色外表是地表赤铁矿氧化铁)。我国古书上将火星称为“荧惑星”,西方古代(古罗马)称为“战神玛尔斯星”。

CH4甲烷滤镜的细节。

Mars with QHY290M By Christopher Go
 
土星Saturn

【关于Q博】
Q博是天文爱好者对邱虹云博士亲切的昵称。毕业于清华大学精密仪器系博士,哈佛大学博士后的邱虹云创立光速视觉(北京)科技有限公司,从2009年开始入驻清华科技园启迪孵化器。其注册品牌QHYCCD®在天文爱好者和天文学届中享有盛誉。在国内为国家天文台,紫金山天文台,云南天文台,阿里观测站,清华大学等多个科研院所提供了天文相机产品,在国外为包括美国宇航局(NASA)等提供产品。中国最大的光学望远镜--郭守敬望远镜上正在使用QHYCCD天文相机。近年来已经有了为数不少的QHYCCD用户发现的新天体和天象,如著名的LOVEJOY彗星,星明天文台发现的多颗小行星和超新星,小行星撞击木星闪光等。2015年作为首个国内天文设备厂商受邀参加IAU国际天文学联合会大会,向各国天文学家展示了来自中国的专业级天文相机。QHYCCD在未来将进一步致力于创新型产品和更为高端的天文相机研制,公司愿景是希望能奋斗在人类研究宇宙的前沿阵地,为业余和专业天文爱好者提供尖端的观测设备。
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