какие фильтры для телескопа выбрать
Фильтры для телескопа: характеристики и особенности выбора
В наши дни звездное небо перестает быть тайной за семью печатями – телескопы стали доступны не только профессиональным исследователям, но и тем, кто просто интересуется тайнами космоса и ценит его фантастическую красоту.
— by Lincoln Harrison
Для современных любительских телескопов выпускается множество дополнительных устройств и аксессуаров, которые повышают удобство и позволяют настроить конструкцию под собственные интересы и нужды. Один из популярных инструментов для наблюдения за небом ‒ фильтр. Что он собой представляет?
Светофильтр ‒ это круглая насадка, которая, как правило, накручивается на окуляр телескопа (его нижнюю часть) и предназначается для получения изображения с большей четкостью и качеством. Фильтры используют для того, чтобы усилить на изучаемых объектах те части, которые интересуют исследователя (пояса планет, линии в туманностях и так далее). Основной принцип в работе фильтра – отсечение световых волн определенной длины (и цветов), чтобы оставшиеся были выделены лучше.
Величина фильтра должна соответствовать окуляру, с которым предполагается работать. Эти аксессуары позволяют решить множество специфических проблем, мешающих наблюдателю: засветка звездного неба в городе (уличными фонарями и иллюминацией), сливание близких по оттенку областей на поверхностях планет (фильтр повышает контрастность, разделяя цвета), размытие границ между участками на планетах, возмущения, присущие атмосфере Земли и так далее. Без фильтра многие интересные объекты «засветятся» и окажутся недоступными для рассмотрения.
Существует два основных типа фильтров:
Разновидности планетарных светофильтров
Фильтры, с помощью которых облегчается изучение Солнца, а также Луны и других спутников, звезд и планет, достаточно сильно отличаются между собой.
Для наблюдения за поверхностью ближайшей к нам звезды, за пятнами на ней, факелами, грануляцией – предназначены солнечные фильтры. Они ослабляют слепящий свет Солнца в несколько тысяч раз, т.е. играют роль защитного устройства и иногда называются черными. Конструкция из стекла или синтетических пленок покрывается тонким металлическим слоем и отсекает более 99% солнечного света. При этом в качественных фильтрах яркость равномерна, точность поддерживается на высоком уровне, а световой баланс ‒ верный.
Лунные (серые) светофильтры улучшают качество и четкость изображения. Вкручиваются в окуляр, с их помощью блокируют яркий лунный свет (от 18 до 80%), позволяют разглядеть множество мельчайших деталей на поверхности земного спутника, особенно те, где слабая контрастность.
Кроме стандартных нейтрально-серых разновидностей можно использовать поляризационные ‒ составные фильтры из полароидных стекол, позволяющие изменять уровень светопропускания и уменьшающие яркость Луны в разных ее фазах.
Цветные фильтры, как правило, продаются в наборах (вместе с солнечными и лунными). Они предназначены для изучения планет и решения конкретных задач. Самые качественные модели позволяют, например, хорошо рассмотреть отдельные мелкие особенности планетарных дисков или хвосты комет, усиливают контрастность, которая делает возможным изучение рельефа планет. Пропуская лучи света только определенной волны, они служат различным целям:
Фильтры легко комбинировать друг с другом ‒ стандартно в наборах можно встретить красный, оранжевый, желтый, зеленый и синий фильтры.
Фильтры, полезные для наблюдения слабосветящихся объектов (Deep Sky Filtr)
Чтобы рассмотреть слаборазличимые, находящиеся очень далеко от нас галактики, скопления звездных тел и туманности, нужны специальные фильтры. Например, противозасветный, широкополосный, блокирующий фонарный свет (натриевый, ртутный). Пропуская свойственное туманностям излучение (диапазон 430-550 нм) такие модели делают видимыми даже те объекты, которые незаметны на небе.
Более популярными считают узкополосные фильтры (480-520 нм) ‒ например, как OrionUltraBlock. Эти фильтры используются, в основном, для планетарных, различных эмиссионных туманностей, существенно улучшая контрастность, а галактики через них просматриваются не очень хорошо. Такие фильтры подавляют освещение от флуоресцентных ламп и часто маркируются UHC.
Последний вид дипскайных фильтров ‒ линейные (монохроматические), помеченные OIII (ионизированный дважды кислород, подходят для изучения планетарных туманностей) и Hβ (выделяют свечение в зелено-голубом спектре, например, в Конской Голове ‒ слабой туманности эмиссионного типа).
Отдельно можно выделить специализированные кометные фильтры, которые отделяют специфический свет соединений (например, следов цианида).
— Комета Исон. Глобальная аномалия
Эти аксессуары, несмотря на кажущуюся необязательность, существенно расширяют возможности телескопа. Наблюдая звездное небо через фильтр, можно увидеть много интересного и рассмотреть те подробности, которые ранее можно было увидеть только в иллюстрированных атласах или учебниках астрономии.
Возможность самостоятельного подбора фильтров и изучения с их помощью специфических нюансов существенно расширяет кругозор и делает даже начинающих любителей гораздо ближе к профессиональному изучению тайн космоса и мироздания.
astro-talks
форум для любителей астрономии
Использование цветных фильтров
Модератор: Ernest
Использование цветных фильтров
Сообщение Ernest » 18 апр 2011, 20:28
Подбор цветных фильтров при визуальных астрономических наблюдениях
Как работают цветные фильтры?
Общее правило применения цветных фильтров следующее. Если соседствуют более темные детали цвета А с более светлыми деталями цвета Б, то фильтр цвета А или дополнительного к цвету Б усилит контраст между этими деталями. Например, для усиления границы между светло оранжевым (как материки Марса) и более темным зеленоватым (как марсианские «моря») требуется применение оранжевого фильтра. Для усиления контраста между светло серым (общий фон экваториальной зоны Юпитера) и более темным голубоватым (фестон) требуется применение желтого или даже оранжевого (дополнительного к голубому) фильтра.
Какова область их применения?
Если для наблюдения диффузных туманностей оказались очень эффективными интерференционные узкополосные фильтры, то широкополосные цветные фильтры большее применение нашли при наблюдениях планет, Луны и поверхности Солнца.
Система нумерации цветных фильтров
Какой фильтр для какого объекта?
Описание эффекта от применения фильтров
(Ж) #15 Плотный желтый (янтарный)
Пропускание 67%. Этот фильтр хорош по деталям поверхности Марса, в частности полярным шапкам. Он делает моря Марса более темными и контрастными, осветляет пустынные районы и хорошо очерчивает пылевые облака. Используется он и по Юпитеру, и по Сатурну притемняя приполярные атмосферные образования голубоватых тонов. Фильтр может быть использован для того, чтобы сделать по ярче красно-оранжевые детали (полосы и фестоны) на этих планетах и мало-контрастные облака на Венере. Для Урана и Нептуна фильтр может улучшить контраст деталей в телескопах с апертурой от 11″. Выделяет пылевые хвосты комет. Имеет смысл использовать этот фильтр по лунной поверхности и для дневного наблюдения Венеры и Меркурия.
Ernest: Этот фильтр уже заметно усиливает общий контраст изображения снижая атмосферную дымку и вред от хроматизма рефракторов.
(Ж) #8 Светло-желтый
Пропускание 83%. Светло-желтый фильтр повышает контраст красных и оранжевых деталей в поясах Юпитера. Он увеличивает контраст голубоватых морей на Марсе за счет подавления рассеянного света, подсвечивает желтоватые облака пыли. На апертурных телескопах фильтр хорош для выявления деталей на дисках Урана и Нептуна. Светло-желтый фильтр широко используется для улучшения видимости деталей на Луне, особенно для небольших телескопов. Для комет фильтр усиливает яркость комы и пылевых хвостов.
Ernest: Этот фильтр может несколько улучшить эстетику изображений в рефракторах, подавляя фиолетовые ореолы вокруг звезд.
(Ж) #11 Желто-зеленый
Пропускание 78%. Контрастирует границы красноватых и голубоватых деталей с основным фоном поверхности Юпитера и, в некоторой степени, Сатурна. Затемняет моря Марса и подчеркивает деление Кассини в кольце Сатурна. Он также немного улучшает видимость деталей на дисках Урана и Нептуна.
Ernest: И этот фильтр немного усиливает контраст в рефракторах, подавляя их хроматизм.
(Ж) #56 Светло-зеленый
Пропускание 53%. Этот фильтр отлично подходит для наблюдения марсианских полярных шапок и пылевых бурь. Он будет полезен для выделения БКП и некоторых малоконтрастных атмосферных образований на Юпитере. Фильтр усиливает контраст облачных поясов и полярных областей Сатурна и немного увеличивает контраст облаков на Венере. Этот фильтр хорош и для наблюдений Луны. Ввиду хорошего пропускания фильтр особенно будет полезен на телескопах малой апертуры.
Ernest: Этот заметно усиливает контраст изображения быстрых рефракторов, отчасти подавляя их хроматизм.
(Ж) #58A Зеленый
Пропускание 24%. Это плотный зеленый фильтр творит чудеса по Марсу, выделяя контрасты в его полярных шапках, пылевых облаках. Есть мнение, что он усиливает контрасты облачного узора на Венере. Этот фильтр серьезно понижает яркость красных и синих лучей увеличивая констрасты некоторых образований в атмосфере Юпитера. Он может также «усилить» белые части облачных поясов Сатурна и в полярных регионах. Зеленый фильтр будет полезен и по Луне, но его следует использовать только на телескопах с большой (от 8 «) апертурой.
Ernest: этот фильтр сильно подавляет хроматизм преломляющей (линзовой) оптики, увеличивает разрешение рефракторов по разным объектам.
(Ж) #47 Фиолетовый
Пропускание 3%! Фиолетовый фильтр блокирует и красный, и желтый, и зеленый цвета. Он может быть использован для обнаружения высотных облаков и дымки в полярных регионах Марса. Он является наиболее полезным при ночных наблюдениях облаков в атмосфере Венеры. Фильтр также помогает выделить структуру колец Сатурна. Фильтр может оказаться полезен для повышения контраста деталей поверхности Луны. Жалко, что его малое светопропускание делает его пригодным только для телескопов с апертурой от 10″.
Ernest: В глубоком фиолете глаз имеет очень малую контрастную чувствительность. Назад к оглавлению статей
Различные типы фильтров
Основной принцип работы фильтров заключается в выделении света определенных длин волн (цвета) и подавления других. Это дает возможность подчеркнуть характерные детали дисков планет или туманностей.
Солнечные фильтры служат для ослабления яркого солнечного света, обычно в несколько десятков тысяч раз. Это дает возможность безопасно наблюдать явления (пятна, факелы) в атмосфере Солнца. Конструктивно фильтр обычно представляет собой стеклянную пластинку или синтетическую пленку, покрытую тонким слоем металла. Никогда не пытайтесь смотреть на Солнце в телескоп без специального, надежно закрепленного на апертуре фильтра, иначе можете необратимо повредить зрение! Также следует избегать использования солнечных фильтров, вкручиваемых в окуляр – они могут лопнуть от избыточного тепла и оставить глаз незащищенным.
Свет Луны также может быть достаточно ярок, чтобы утомить глаз наблюдателя и скрыть множество мелких подробностей изображения. Для решения этой проблемы существуют лунные фильтры, которые вкручиваются в окуляр и блокируют около 80% света. Кроме обычного нейтрального фильтра для этой цели также применяется составной фильтр, позволяющий плавно изменять светопропускание регулировкой взаимного положения двух стекол-поляроидов.
Для выделения отдельных деталей на дисках планет, астрономы-любители используют наборы цветных или планетных фильтров. Они пропускают только отдельные цвета и таким образом увеличивают контраст соответствующих деталей. К примеру, Красная Планета, Марс, показывает множество деталей через зеленый фильтр, который подавляет красный цвет – основной цвет поверхности планеты.
Часто цветные фильтры имеют числовые обозначения (система «Wratten/Kodak») и показывают следующие типичные особенности планет. Для Меркурия красный фильтр №25 выделяет диск планеты на голубом небе, давая возможность наблюдать планету днем или в сумерках, а оранжевый №21 поможет увидеть фазы планеты на послезакатном небе. В случае Венеры, неважно какой апертуры телескоп – она всегда слишком яркая. Фиолетовый фильтр №47 или соединенные вместе зеленый №58 и неплотный синий №80А уменьшат сияние планеты и подчеркнут ее фазы. На Марсе красный фильтр №25 покажет равнины и моря, оранжевый №21 – подчеркнет мелкие детали. Насыщенно-желтый №15 и неплотный синий №80А покажут полярные шапки, а зеленый №58 – линию их таяния. Самая большая планета Юпитер покажет свои облачные полосы, петли, фестоны, овалы и Красное пятно через фильтры №80А, №58 и №21. Множество слабых деталей на диске Сатурна выделит насыщенно-желтый фильтр №15. №25, №58 или №80А покажут отличия в яркости краев колец. №15 также поможет повысить четкость при фотографировании, улучшив разрешение щели Кассини. №80А также уменьшит свечение Луны, а №15 повысит контраст лунных борозд и наслоений.
Кроме этого, №15 и №80А уменьшают хроматическую аберрацию рефракторов. Зеленый №58 частично блокирует уличную засветку, но пропускает свет от дважды ионизированного кислорода (OIII) эмиссионных туманностей, а красный №25 при съемке с длинными выдержками выделяет свечение водородных туманностей.
Одним из наиболее полезных средств борьбы с засветкой являются фильтры светового загрязнения. Например, OrionSkyGlow. Их также называют широкополосными фильтрами. Они эффективно блокируют свет от ламп накаливания, ртутных и натриевых ламп, которые подсвечивают небо городов и пригородов. В то же время, эти фильтры пропускают длины волн, характерные для излучения туманностей (H?, H?, OIII). Существуют также узкополосные фильтры, как например OrionUltraBlock, имеющие гораздо более узкие диапазоны пропускаемого света. Их называют фильтрами для туманностей, поскольку они значительно повышают контраст эмиссионных и планетарных туманностей, а галактики и отражательные туманности выигрывают незначительно. Такие фильтры эффективно подавляют свет флуоресцентных ламп и ламп накаливания.
Еще одним видом фильтров для объектов далекого космоса являются фильтры, «настроенные» на пропускание света определенных длин волн. OIII-фильтры (дважды ионизированного кислорода) используются для планетарных туманностей. H?-фильтры выделяют зелено-голубое свечение слабых эмиссионных туманностей вроде Конской Головы или Калифорнии. Также существуют кометные фильтры, выделяющие свет специфических соединений, типа цианида.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Айтишник на отдыхе: прибамбасы к телескопу
Итак, вы заинтересовались астрономией, приобрели телескоп и задумались о различном обвесе для улучшения качества и удобства наблюдений. Вопросам дооснащения и посвящен этот пост — окуляры, светофильтры, прочие прибамбасы.
Небольшое предупреждение
В тусовке любителей астрономии тема окуляров и прочего обвеса весьма холиварная. Здесь я излагаю свой опыт двух лет ленивого увлечения любительской визуальной астрономией. В случае, если вы категорически не согласны с написанным далее, или же вам рассказывают противоположное мнение, прошу отнестись со спокойствием и пониманием.
Окуляры
Немного теории
Окуляры, как и телескопы, долго развивались от примитивных устройств с обилием искажений на заре телескопостроения до продвинутых сложных оптических систем с антибликовыми покрытиями и компьютерным моделированием при разработке. Рассматривать оптические схемы окуляров особого смысла нет, потому что оптических схем сейчас много, они сложные, свои у разных фирм, и, фактически, наиболее важными становятся свойства окуляров:
Фокусное расстояние. Оно определяет итоговое увеличение телескопа с установленным окуляром. Для расчета увеличения нужно разделить фокусное расстояние телескопа на фокусное расстояние окуляра. Например, телескоп с фокусным расстоянием 900 мм и установленным окуляром 24 мм даст увеличение 900/24=37,5х. Распространены окуляры от 4 до 30 мм, окуляры 2-3 мм или больше 30 мм являются более редкими. Окуляры с экстремальными значениями фокусного являются более дорогими, сложными и имеют свои недостатки.
Поле зрения. Этот параметр определяет, насколько большим будет видимый участок в окуляре и как в нем будет выглядеть объект. Обычно поле зрения находится в диапазоне 40-60 градусов. Чем больше поле зрения, тем лучше.
Вынос зрачка. Этот параметр означает, насколько близко нужно подносить глаз к окуляру. Если вы вынуждены использовать очки, то вам потребуется окуляр с выносом зрачка 12-20 мм. Окуляры с очень маленьким выносом зрачка будут не очень комфортными и для людей без очков.
Посадочный диаметр. Существует два стандарта посадочного места окуляров — 1,25″ и 2″. Фокусёры на 2″ лучше и обычно ставятся на более дорогие телескопы. Некоторые окуляры оснащаются переходниками на оба диаметра.
Вес. Чем тяжелее окуляр, тем больше нагрузка на монтировку и её привод. Самые тяжелые окуляры весят в районе полкило.
Кроме окуляров с фиксированным фокусным расстоянием есть т.н. zoom-окуляры с переменным фокусным расстоянием. Доступные фокусные расстояния обычно лежат в области 7-24 мм, обычное поле зрения 40-60 градусов. Но есть и необычные представители, например, зум 2-4 мм.
Количество рабочих фокусных расстояний имеющихся окуляров можно увеличить в два раза используя т.н. линзу Барлоу. Это рассеивающая линза, которая ставится перед окуляром, уменьшая его фокусное расстояние обычно в два раза (есть линзы 3х и другие).
Как объект будет выглядеть в окуляр
Самый простой способ посмотреть, как объект будет виден в окуляр с интересующими параметрами — это плагин «Окуляры» к Stellarium. Плагин идёт в комплекте и включается в параметрах:
Рассмотрим как влияет поле зрения окуляра на видимость объекта на примере Плеяд на небольшом увеличении: телескоп 900 мм фокусного расстояния, окуляры все 20 мм, поле зрения меняется с шагом 20 градусов — 40,60,80,100 градусов. Не забудьте, что Стеллариум многие объекты рисует красивее, чем они выглядят в телескоп визуально, таких шикарных туманностей в реальности вы не увидите.
Рассмотрим, как влияет фокусное расстояние окуляра на видимость объекта на примере Плеяд. Телескоп с фокусным расстоянием 900 мм, окуляры все с полем зрения 60 градусов, фокусное расстояние меняется с шагом 5 мм — 30,25,20,15,10,5 мм.
Если вы захотели приобрести окуляр, крайне желательно подставить его характеристики в этот плагин и пройтись по интересующим объектам.
Планирование окулярного хозяйства
Производители обычно комплектуют телескопы одним-двумя окулярами и иногда линзой Барлоу. Если вы взяли телескоп в «щедрой» комплектации с двумя окулярами и линзой Барлоу, у вас есть четыре доступных увеличения, с которыми вполне можно прожить первые месяцы, неспешно выбирая дополнительный обвес. Возможные увеличения для телескопа можно условно разделить на:
Маленькое. Это 20-50х. На таком увеличении хорошо смотреть Луну целиком, большие объекты типа тех же Плеяд, а также объекты для которых требуется максимальные яркость и контрастность. Дело в том, что при повышении увеличения у телескопа падают яркость и контрастность, и для слабых объектов типа туманностей бОльшая яркость может оказаться важнее размера.
Среднее. 50-120х. На таком увеличении можно вглядываться в кратеры Луны и смотреть на планеты.
Большое. Это то, что больше 120х. Обычно такие увеличения приближаются к пределу для любительских телескопов, поэтому качество изображения постепенно деградирует, плюс, повышается зависимость от атмосферы. На Луне виды мелкие детали, но лично мне не нравится понижение яркости и контрастности, и я это использую редко. На таком увеличении можно пытаться найти баланс между увеличением и качеством изображения для планет, а также стремиться разглядеть близкие двойные звезды.
Мой опыт
Мое окулярное хозяйство, как и хозяйство прочих телескопных прибамбасов, подчиняется принципу Парето — 20% окуляров используется 80% времени. Я бы даже сказал 20% процентов используется почти 100% времени. У меня есть окуляры 25 мм (комплектный), 10 мм (комплектный), зум 8-24 мм, 4 мм, линза Барлоу (комплектная). Практически всегда используется зум 8-24 мм из-за своей универсальности. Не меняя окуляра можно плавно приблизиться к Луне или подобрать баланс между увеличением и качеством для других объектов. Возможность плавного изменения увеличения крайне удобна — можно посмотреть Луну при максимальной яркости и минимальном увеличении, затем разместить её целиком в окуляре, и, наконец, перейти на максимальное для окуляра увеличения для наблюдения кратеров. Очень удобно. При необходимости ставится линза Барлоу и я получаю диапазон 4-12 мм для планет. К сожалению, линза Барлоу заметно ухудшает качество изображения, поэтому используется не очень часто. При необходимости максимального увеличения без длинной и тяжелой связки зум+линза Барлоу используется окуляр 4 мм — по планетам или двойным звездам. Но это довольно редко, в реальности практически всегда комфортнее наблюдать в диапазоне 37-112х, который дает мне зум-окуляр.
Не окуляры
Светофильтры
Светофильтры дают повышение качества изображения за счет фильтрации излишнего светового потока или ненужных частей спектра. По конструкции фильтры делятся на солнечные, линий водорода (H-Alpha) лунные, поляризационные, цветные, дипскай, прочие.
Солнечные фильтры представляют собой металлизированную плёнку или специальное стекло с покрытием. Они ставятся на входное отверстие/объектив телескопа вместо крышки и позволяют наблюдать Солнце в окуляр аналогично ночным объектам. С помощью солнечных фильтров можно видеть солнечные пятна, факельные поля, грануляцию на Солнце.
Лунные фильтры снижают общую яркость Луны, делая комфортными её наблюдения. В полнолуние Луна настолько яркая, что это может доставлять дискомфорт при наблюдениях.
Поляризационные — это подвид лунных фильтров, позволяющие регулировать снижение яркости на ходу, например, снижая яркость от 5% до 25%.
Цветные фильтры отфильтровывают различные участки видимой области. Есть отличная статья по цветным фильтрам, таблицу из которой я привожу здесь:
Дипскай фильтры — это специальные фильтры для наблюдения туманностей. Бывают UHC (Ultra-High Contrast — сверхвысокой контрастности), O-III (спектральных линий кислорода), H-beta (линий водорода). На том же ресурсе с образовательными материалами по астрономии есть таблица тестов фильтров (приведена частично):
Прочие фильтры — это фильтры для снижения хроматизма у ахроматов (Fringe killer), фильтры для снижения городской засветки, повышения контраста и т.п.
Мой опыт использования светофильтров
У меня есть два цветных светофильтра — #21 оранжевый и #82А голубой и UHC фильтр. Серьезного улучшения качества не заметил, на мой взгляд, снижение яркости оказывается сильнее улучшения изображения. Цветные фильтры использовались по Юпитеру, заметного улучшения нет. UHC использовался по М57 и Большой туманности Ориона — потеря яркости перевешивала любую пользу от фильтра. Но мои наблюдения были балконными, в хороших загородных условиях фильтры я не тестировал, может быть там будет лучше. Цветные фильтры стоило проверить по Марсу, уж очень он был однотонный в этом году, но, увы, забыл.
Совсем не окуляры
Привод монтировки
На экваториальные монтировки EQ1 и EQ2 от Sky-Watcher можно докупить привод монтировки — небольшой моторчик, который будет поворачивать телескоп со скоростью вращения Земли. Очень удобная вещь в одиночных наблюдениях и неоценимая на астровыезде с приятелями — можно навести телескоп на объект и не сопровождать его вручную, за время прохода очереди интересующихся наводка сохранится.
Принадлежности для юстировки
Половинка киндерсюрприза — это принадлежность для юстировки. Дело в том, что она имеет посадочный диаметр 1,25″ и очень хорошо вставляется в узел фокусера. Что любопытно, юстировка пережила уже два астровыезда, наверное, небольшие Ньютоны её лучше сохраняют.
Сумка
Если планируется выезжать с телескопом за пределы балкона, сумка окажется весьма кстати. У меня самодельная, спасибо жене. В принципе ничего сложного, ткань, поролон и что-нибудь твердое типа линолеума.
Фонарик
Очень полезно задуматься заранее и сделать астрофонарик из копеечного китайского налобного фонаря, добавив перед стеклом красный пластик от папки или чего-то подобного. У таких фонариков часто снимается переднее стекло и это не составит труда.
Наглазник
Зажмуривать глаз, смотря в окуляр другим не очень удобно. Со временем привыкаешь и отфильтровываешь изображение со второго глаза мозгом, но на первое время можно облегчить себе жизнь наглазником — от простой повязки до специального рукодельного оборудования, опять же спасибо жене.