Introduzione 

Dal numero 258 al numero 262, Coelum Astronomia ha ospitato la rubrica “Vita da Astrofilo” di Cristian Fattinnanzi. Fattinnanzi con il suo ricco bagaglio di esperienze maturato sapientemente in tanti anni di paziente preparazione e pratica, ha messo a disposizione dei tanti lettori, suggerimenti e trucchi per alimentare le tecniche per l’osservazione e l’astrofotografia, partendo dalle basi acquisite ancora giovane e inesperto fino a giungere alle sofisticate tecniche e soluzioni implementate oggi, dopo oltre trent’anni di operatività per una passione che non sembra mostrare segni di cedimento. 

Riproponiamo qui la serie completa delle cinque puntate a disposizione degli abbonati che in tal modo possono tornare a consultare la miniserie anche in formato responsive.

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PT.1 – Avvicinarsi all’astronomia, oggi

Il progresso ci fornisce mezzi tecnologici eccezionali e sempre più evoluti: smartphone, tablet, computer, strumenti che abbinati ad apps o software in numero sempre crescente permettono di soddisfare qualsiasi genere di esigenza.

Anche chi si avvicina all’astronomia, con pochi click, può avvantaggiarsi di questa tecnologia ed entrare velocemente nel fantastico mondo dell’osservazione del cielo grazie ai numerosissimi simulatori della volta celeste.

Apparentemente tutto sembra più facile e veloce, ed in parte lo è, ma forse stiamo dimenticando  qualcosa.

Ho iniziato ad osservare il cielo da bambino: a scuola sentir parlare del Sistema Solare aveva generato in me un’insaziabile curiosità di conoscere e vedere coi miei occhi cose che fino a quel momento avevo completamente ignorato.

Era la fine degli anni ’80, informazioni sull’astronomia si potevano trovare solo su libri, sulle poche riviste di settore reperibili su ordinazione in edicola o su depliant pubblicitari di telescopi scovati in qualche negozio di ottica.

In questo modo un po’ approssimativo continuai a documentarmi per anni, fino a quando acquistai il mio primo “telescopio”. Dove? Alla “Standa”! Un supermarket molto famoso in quel periodo!

Si trattava di uno strumento giocattolo, probabilmente dalle prestazioni simili al primo rudimentale cannocchiale di Galileo, l’obiettivo era infatti costituito da una singola lente da 5 cm di diametro (diaframmata a 20mm per ridurre il cromatismo!) con focale di 50 cm, mentre l’oculare, che forniva circa 25x, era formato da 4 lenti di cui 2 preposte al raddrizzamento dell’immagine.

Ebbene, con questo ridicolo strumento, sostenuto da un (inqualificabile!) treppiede da tavolo, iniziai ad ammirare i crateri della Luna e qualche altro oggetto luminoso.

La mia curiosità, unita alla limitatezza della strumentazione, mi spinsero ben presto a studiare più nel dettaglio questo strumento, “vivisezionandolo” alla ricerca di improbabili modifiche per migliorarne la resa.

Nel frattempo mi ero procurato una mappa del cielo, che avevo ridisegnato manualmente ingrandita (le fotocopiatrici erano ancora rarissime…) per potermi orientare meglio nelle notti passate alla ricerca delle costellazioni (vedi fig.1).

Ho passato centinaia di notti con questa mappa in mano, rilevando i movimenti del cielo, l’alternarsi delle costellazioni, individuando il passaggio in cielo dei pianeti…

Una quantità di tempo difficilmente quantificabile, ma che oggi custodisco come un tesoro che pochi hanno il privilegio di possedere.

Si, perché la velocità dei mezzi che abbiamo a disposizione forse ha un po’ sostituito quelle fondamenta che ogni buon astrofilo ritengo debba possedere: conoscere il cielo sopra ai propri occhi senza passare attraverso un display è una peculiarità che non dovrebbe mai abbandonare l’appassionato di astronomia.

L’apparente rivoluzione tecnologica che tanta sicurezza ci infonde mostra quindi un’altra faccia della medaglia: mi sono reso conto di quanto, per le nuove generazioni, sia paradossalmente difficile apprendere le basi della geografia astronomica, materia indispensabile per ogni astrofilo.

Nella mia attuale attività di divulgazione astronomica, la prima cosa che propongo ai gruppi che ho di fronte è una serie di suggerimenti basilari su come orientarsi nel cielo stellato e creare un reticolo di punti di riferimento con cui è poi più semplice andare alla ricerca degli oggetti celesti visibili al telescopio.

Molti, quando illustro queste cose, mi chiedono come facessero gli antichi a conoscere così bene il cielo senza strumenti ottici. La risposta è semplicissima e basta immedesimarsi proprio in quel periodo: gli antichi, di notte, vivevano nella più completa oscurità perché l’elettricità ancora non esisteva (beati loro!), ma vivevano anche senza tv, cinema, bar, discoteche e qualsiasi altra forma di “svago” notturno. Ogni sera avevano un solo spettacolo a cui assistere: lo spettacolo del cielo stellato.

La bellezza che solo raramente oggi possiamo ammirare da remoti luoghi di montagna, o quantomeno molto distanti dalle luci della “civiltà” moderna, generava lo stupore necessario per spingere gli scienziati di allora a cercare di capire come tutto questo funzionasse e fosse possibile.

Premetto che con questo articolo non intendo rinnegare la tecnologia, indispensabile in tante occasioni per recuperare velocemente informazioni magari meno comuni e difficilmente memorizzabili, ma voglio ricordare che la tecnologia da sola non è sufficiente a fornire tutta la cultura necessaria che si può accumulare in anni di esperienza e osservazione diretta.

Computer o smartphone ci danno la possibilità di reperire istantaneamente qualsiasi dato, ma al contempo la mente non si sforza di ricordare quell’informazione e finisce per non memorizzarla.

In questo, la carta stampata può fornire ancora gli spunti e gli stimoli giusti per apprendere e memorizzare questi aspetti fondamentali, ed è proprio per questo che ho accettato volentieri di mettere a disposizione di Coelum Astronomia la mia esperienza, per spingere soprattutto i più giovani, ma anche chi si è avvicinato da poco all’astronomia, quelle informazioni utili per affrontare il cielo senza rimanere disorientati.

“L’emozione che si prova durante l’osservazione del cielo è incredibile, ma possiamo godere completamente di questo spettacolo nel momento in cui abbiamo la coscienza di quello che stiamo osservando, nella sua storia e nella sua immensità.”

Il primo consiglio che posso dare a chi vuole affrontare questo percorso di conoscenza è quello di procurarsi una cartina fisica, cartacea, da tenere in mano e portare con se sotto al cielo, illuminandola con una piccola torcia rossa (evitando ad esempio la bianca luce dei display degli smartphone, che disturba moltissimo l’adattamento all’oscurità dei nostri occhi).

Ottimo e molto istruttivo potrebbe essere un astrolabio, per identificare il cielo visibile ad ogni ora della notte in ogni giorno dell’anno e di individuare l’orario di levata o tramonto delle costellazioni.

Per familiarizzare col cielo sarà indispensabile, o quantomeno di grandissimo aiuto, recarci in un luogo lontano dal principale nemico delle osservazioni astronomiche: l’inquinamento luminoso (vedi l’articolo a pag 22 di Coelum 258)

Purtroppo l’Italia è un paese che si presta pochissimo alle osservazioni, in quanto paese piccolo, dalla forma stretta e densamente abitato. Questo fa sì che sia praticamente impossibile allontanarsi più di qualche chilometro da centri abitati e relative illuminazioni notturne.

Alcune leggi stanno cercando di regolamentare questo inutile spreco di energia elettrica di luci rivolte verso il cielo, ma c’è ancora molto da fare:il passaggio principale sarebbe agire per creare una cultura popolare di rispetto del cielo stellato e istituire una forma di controllo sulle installazioni non a norma.

On-line è possibile reperire molte mappe che mostrano la quantità di illuminazione notturna presente su ciascuna località, se vogliamo programmare un’uscita osservativa sarà di grande aiuto mettere in conto un piccolo spostamento per guadagnare un cielo migliore, in grado di mostrare più facilmente i suoi tesori.

Fatte queste doverose premesse, per iniziare c’è sempre bisogno di un punto di riferimento: le sette stelle del Grande Carro sono probabilmente l’asterismo più famoso del cielo settentrionale, molti meno sanno che il Grande Carro è solo una parte della più estesa costellazione dell’Orsa Maggiore, ed in particolare rappresenta la parte finale della schiena e la coda dell’animale.

E’ credenza comune immaginare le costellazioni come figure piuttosto piccole in cielo, niente di più sbagliato: molte costellazioni sono enormi e spesso rimarremmo stupiti di quanto alcune di queste siano estese.

Partendo dalle sette stelle del Grande Carro potremo memorizzare un personale reticolo di collegamenti tra le varie costellazioni, creando in questo modo una base utilissima per intraprendere la ricerca di oggetti un po’ più complicati da individuare, magari con l’aiuto di strumenti ottici come binocoli o telescopi (vedi fig. 2,3 e 4).

L’elevato potere di raccolta della luce delle lenti di questi strumenti rispetto all’occhio, ci permetterà di ambire all’osservazione di oggetti più deboli e sfuggenti, come nebulose, ammassi stellari aperti, ammassi globulari ed anche diverse galassie.

Il mercato degli strumenti ottici adatti ad iniziare l’osservazione del cielo offre tantissime soluzioni, per qualsiasi esigenza e fascia di prezzo.

Prima di azzardare l’acquisto di un potente telescopio, strumento comunque impegnativo sia economicamente che fisicamente visto il peso e l’ingombro, personalmente consiglio un approccio più graduale, volgendo l’attenzione a strumenti più semplici ma già in grado di dare soddisfazioni e testare fino a che punto la nostra passione sarà reale e duratura.

Quindi ad esempio un ottimo approccio è quello di iniziare ad osservare il cielo con un buon binocolo, strumento compatto, semplice da trasportare e sempre pronto a soddisfare le nostre curiosità celesti, specie se accompagnato da un dettagliato atlante astronomico.

Il binocolo è sicuramente un ottimo anello di congiunzione tra la semplice osservazione ad occhio nudo e quella al telescopio, ha buone prestazioni in relazione ad un costo spesso accessibile e si può puntare facilmente verso gli oggetti celesti grazie al vasto campo visuale.

Nella scelta del binocolo, è importante la sigla incisa sul suo corpo, quasi sempre formata da due numeretti separati da una “x”.

Ad esempio, la sigla del modello “10×50”, il modello col miglior rapporto tra peso, prezzo e prestazioni, ci dice che abbiamo un binocolo in grado di fornirci 10 ingrandimenti (appunto 10x, che si legge “dieci per”) e un diametro degli obiettivi (le due grandi lenti frontali) di 50mm, valore interessante, che garantisce una luminosità già 51 volte superiore a quella della semplice visione ad occhio nudo e in grado di rendere accessibile la visione di molti soggetti astronomici che l’occhio da solo non riesce a percepire.

Esistono decine di modelli diversi con altrettante sigle, ad esempio 8×21, 8×30, 8×40, 7×50, 12×50, 16×50, 10×60, 12×60, 20×60, 15×70, 20×80, possiamo intuire come quelli con gli obiettivi di diametro inferiore siano più portatili e leggeri (ma anche meno luminosi), mentre quelli con lenti sopra i 50mm di diametro risulteranno più potenti, ma anche più costosi, ingombranti e pesanti nell’utilizzo a mano libera.

Ognuno si orienterà sul modello che riterrà più adatto alle sue esigenze. Un buon binocolo non costa moltissimo, ce ne sono di validi già sotto i 100 euro.

I più pratici per l’uso astronomico sono quelli con diametro delle lenti tra i 40 ed i 60mm ed ingrandimenti compresi tra 7 e 12x.

Tenete anche presente che ingrandimenti troppo elevati causano difficoltà di puntamento e maggiore instabilità delle immagini, a meno che non ci dotiamo di un cavalletto ed un supporto con cui sostenere lo strumento, perdendo inevitabilmente qualcosa in praticità d’uso.

Se possedete già un binocolo, non esitate a puntarlo verso il cielo: fare esperienza alla ricerca di oggetti invisibili ad occhio nudo è di basilare importanza per il vero appassionato!

Col tempo potremo anche imparare a quantificare le distanze in gradi sulla volta celeste.

La Luna ha un diametro apparente di mezzo grado, la si può coprire facilmente con una matita tenuta in mano col braccio disteso. Il dito indice, sempre a braccio disteso, copre invece un grado di cielo, un pugno chiuso circa una decina di gradi, mente un palmo aperto, sempre a braccio disteso, circa 25 gradi.

Molto importante, per sfruttare al massimo la potenzialità della nostra vista, è lasciar abituare al buio i nostri occhi. Perché la nostra pupilla si dilati al massimo occorrono in genere pochi secondi, ma solo nei minuti successivi sulla retina si forma lentamente una sostanza (la rodopsina) che aumenta ulteriormente e in modo considerevole la sensibilità alle luci più deboli. Per completare il processo mettete in conto quasi mezz’ora… ma se nel frattempo osserveremo il display di un cellulare o accenderemo una luce che non sia rossa sarà tutto da rifare!

Un piccolo segreto quando si osservano oggetti molto deboli è quello di guardare gli oggetti con la coda dell’occhio, perché la zona laterale della retina è più sensibile alla luce rispetto alla zona centrale. Questa tecnica si chiama visione distolta e la suggerisco spesso, soprattutto a chi osserva per la prima volta con uno strumento ottico ed ha difficoltà ad individuare gli oggetti più deboli.

Purtroppo il nostro occhio non possiede la capacità dei sensori fotografici, i cui otturatori possono rimanere aperti e accumulare luce per diversi minuti. Questa carenza preclude quasi totalmente alla visione notturna umana la percezione dei colori, perciò inevitabilmente vedremo sempre gli oggetti in modo piuttosto elusivo e di colore grigio-verdognolo.

Tuttavia non dovrete sentirvi delusi da queste visioni: infatti proprio in queste immagini evanescenti risiede tutto il fascino dell’osservazione diretta del cielo profondo e sarà entusiasmante poi rivedere lo stesso oggetto con strumenti più potenti quando finalmente ne possederete uno!

Il binocolo sarà comunque sempre utile come strumento pratico e leggero da avere a disposizione durante viaggi o escursioni notturne anche una volta diventati astrofili esperti.

Una volta superata la “fase binocolo”(in circa un anno a causa del periodo di rotazione della Terra attorno al Sole potrete affrontare tutto il cielo visibile dalla nostra posizione) e avrete finalmente imparato ad identificare moltissime stelle e costellazioni, nasceranno in voi interessi differenti verso il mondo dell’astronomia, come il bisogno viscerale di immortalare fotograficamente lo spettacolo notturno … ma di questo parleremo nel prossimo numero!

PT.2 – Ritratti del cielo

La passione per l’Astronomia si evolve durante la vita di una persona per manifestarsi poi a fasi e in diversi momenti.

All’inizio tutto è di solito mosso da una semplice curiosità che spinge a volgere lo sguardo verso il cielo, ci si dedica alla  ricerca di informazioni sui segreti cielo degli oggetti luminosi, delle costellazioni, dei movimenti della sfera celeste e dei pianeti che la percorrono. È  la fase in cui si sviluppano le basi culturali indispensabili.

Il periodo di apprendistato è stato descritto già approfonditamente nello scorso numero di Coelum, col primo articolo di questa rubrica (vedi Coelum Astronomia n°258 di ottobre/novembre), in cui è stata trattata l’osservazione del cielo ad occhio nudo e col binocolo.

Vedremo ora come proseguire, sempre senza fare passi più lunghi della gamba.

L’astronomia è una passione relativamente poco diffusa e tuttavia è altrettanto vero che ci sono moltissimi curiosi (anche persone completamente estranee a questo mondo che un giorno sfoglieranno queste pagine), che avrebbero piacere di approfondire, ma che sono timorosi di affrontare temi troppo difficili o in genere scientificamente complessi.

Sono quelli che io definisco (simpaticamente e con riferimenti non troppo velati agli ultimi anni che abbiamo vissuto), “portatori sani”: ovvero persone che covano in loro gli elementi patogeni di questa passione senza presentare una sintomatologia evidente di “malattia”.

I “portatori sani”, dicevamo, se non hanno occasione di incontrare qualcuno già appassionato di astronomia, difficilmente riescono a trovare in se lo stimolo per il passo decisivo. Certo mi baso sulla mia esperienza quando ancora adolescente con la curiosità verso il cielo ormai sbocciata e definitivamente contagiato, ho dovuto affrontare un periodo piuttosto difficile non conoscendo nessuno con una passione simile e altrettanto forte con cui condividere notti insonni o escursioni notturne per andare ad osservare il cielo.

Molto spesso da solo, o al massimo con mio padre quando poteva, mi trovai ad andare in giro col mio piccolo telescopio mi sarebbe piaciuto al tempo coinvolgere qualcun altro ma come avrei potuto fare?. Mi venne in soccorso una soluzione “indiretta”, un modo per mostrare facilmente agli altri la visione degli oggetti celesti pur non essendo sul posto con me

Si trattava di realizzare immagini fotografiche, trasportabili, in grado di  mostrare la bellezza del firmamento non necessariamente di notte al telescopio, ma in un secondo momento, a casa, in classe, agli amici…uno strumento per convincere più facilmente qualcuno ad avvicinarsi al cielo.

Ho attraversato questa fase alla fine degli anni ’80, decennio in cui per ottenere immagini c’era un’unica strada percorribile: usare una fotocamera reflex analogica e rullini… tanti rullini…

Tanti rullini, si, proprio così: perché scattando su pellicola chimica, la scarsa luce tipica dei soggetti astronomici crea difficoltà da superare: l’inquadratura degli oggetti deboli, ad esempio, veniva eseguita quasi sempre “alla cieca” scrutando attraverso un mirino completamente buio alla ricerca di qualche stella di riferimento, diciamo “più o meno li”! Azzeccare poi la corretta esposizione  era un terno al lotto nonostante l’esistenza di alcune mistiche tabelle che proponevano una stima del tempo necessario per ciascuna tipologia di oggetto. Superati questi due aspetti, rimanevano in agguato le vibrazioni, che ad ogni più piccolo movimento o anche allo scatto stesso della macchina fotografica insinuavano il dubbio di aver irrimediabilmente rovinato una foto.

La messa a fuoco poteva fortunatamente essere un po’ più semplice, grazie al fine corsa degli obiettivi fotografici completamente manuali ma solo  nei casi in cui si usavano ottiche fotografiche, al momento di applicare il solo corpo macchina al telescopio la situazione cambiava drasticamente tramutando il fine corsa in una delle principali fonti di errore.

In aggiunta a tutto questo, si finiva per utilizzare spesso costosi ed “esotici” rullini di pellicole ad altissima sensibilità e granuli grossi come fagioli i cui risultati tanto faticosamente ottenuti si potevano poi verificare solo dopo lo sviluppo e la stampa della pellicola, la quale avveniva, nel migliore dei casi, dopo qualche giorno presso un laboratorio fotografico.

Ammetto che gli insuccessi sono stati numerosissimi ma considero ancora quel periodo come una palestra durissima ma indispensabile, da cui acquisire esperienze a ed un metodo di lavoro molto attento e scrupoloso in grado di aumentare sempre di più la percentuale di immagini riuscite.

I tanti sforzi profusi ebbero alla fine però portarono ai primi risultati: le immagini ottenute, nonostante agli occhi di oggi facciano un po’ sorridere, lasciavano stupefatte le persone osservavano gli avventori di allora, consentendomi di convincere più di qualcuno a provare l’emozione di osservare direttamente al telescopio. Obiettivo raggiunto!

La mia indole di astrofotografo si affiancò gradualmente a quella di astrofilo, fino a quando, finalmente, durante una serata astronomica in pubblico, incontrai gli amici della nascente associazione astrofili “Crab Nebula” di Tolentino (MC), che stavano auto costruendo un osservatorio privato a Monte d’Aria (MC) dotato di un bellissimo rifrattore da 42cm su una poderosa montatura a forcella.

Insieme a loro tutto trovò un senso: gli scatti migliorarono notevolmente nelle tante serate osservative grazie alla favorevole location, lontana da grandi centri abitati e all’uso del potente telescopio dell’associazione.

Più recentemente le tecniche fotografiche hanno subito una decisiva svolta: poco dopo il 2000, infatti, il mercato ha visto apparire nei listini delle principali case costruttrici di fotocamere le prime fotocamere reflex digitali a prezzi accessibili al grande pubblico.

Una rivoluzione, che seguiva a distanza di pochi anni, quella introdotta dalle webcam nella ripresa planetaria in alta risoluzione.

La fotografia astronomica (e non) subì grandi cambiamenti e un netto scatto in avanti nella velocità operativa, sebbene coi limiti di una tecnologia ancora un po’ acerba.

La novità di verificare quasi istantaneamente in un display un’inquadratura controllandone l’esposizione e la messa a fuoco, ha ridotto drasticamente le difficoltà, velocizzando contemporaneamente l’acquisizione dell’esperienza necessaria per praticare questo tipo di fotografia.

Col passare degli anni la tecnologia è migliorata ulteriormente, fornendo progressivamente strumenti dalle prestazioni sempre più performanti, specie nelle condizioni di bassa luminosità tipiche degli scatti astronomici.

A questo punto dopo un preambolo piuttosto lungo ma necessario per presentare lo stato dell’arte, possiamo passare alle nozioni minime indispensabile se avete tra le mani una reflex digitale, e vi state domandando come usarla con successo puntandola verso il cielo stellato.

Le fotocamere digitali dispongono di diversi formati di scatto, il  migliore in questo caso è il “RAW”, un formato non compresso che permette di registrare tutta l’informazione acquisita senza nessuna perdita di dati.

Per eseguire foto notturne a lunga esposizione consiglio poi di dotarvi di almeno una batteria di riserva ed un timer per programmare le esposizioni, accessori del valore di poche decine di euro ma fondamentali se intendiamo eseguire pose oltre i limitanti 30” generalmente impostabili sulla fotocamera.

Parlando di ottiche, oggi quasi tutte hanno sistemi di stabilizzazione ed autofocus: tuttavia le particolari condizioni in cui si scatta di notte (cavalletto e scarsa luce), rendono inutili, se non dannosi, questi sistemi, ricordiamoci quindi di disattivarli per evitare problemi di vario tipo.

La messa a fuoco andrà eseguita manualmente, ma grazie alla possibilità di vedere l’immagine di una stella (o altro dettaglio con sufficiente luminosità nei pressi del centro dell’inquadratura)  riprodotta in diretta sul display, sarà molto semplice capire quando avremo raggiunto il punto di massima nitidezza.

Va fatta poi una precisazione: in linea di massima le difficoltà della fotografia astronomica aumentano proporzionalmente alla focale (quindi l’ingrandimento) che intendiamo utilizzare.

Il consiglio che posso dare è quello di dotare la vostra fotocamera digitale di un’ottica con focale breve o grandangolare, approssimativamente sotto ai 35mm equivalenti su fotocamere full-frame. Sarà preferibile un obiettivo con luminosità del diaframma almeno F/4 (meglio ancora se F/2,8),  che consente di raccogliere più luce nei tempi ridotti imposti dalla rotazione terrestre.

Con focali brevi, infatti, otterremo due vantaggi: allungare il tempo di posa fino a circa 15”-20” prima di individuare il mosso dovuto alla rotazione terrestre e includere nella nostra inquadratura anche il paesaggio da non dimenticare, specialmente se esteticamente piacevole o interessante.

Un approccio facile alla fotografia “astro-paesaggistica”, in grado di esaltare la bellezza del cielo grazie al realismo e fornendo un’idea corretta delle proporzioni dei soggetti.

Il tempo sopra citato relativo al moto terrestre si può calcolare con più precisione (anche se non assoluta) applicando la formula seguente,  detta anche “Regola del 300”:

300 : focale in mm = secondi di posa massimi

La costante “300” è dovuta ai sensori “full-frame”, con dimensioni 24x36mm, ma diventa “200” per sensori più piccoli, formato aps-c, a meno di non convertire la focale a quella relativa al formato full-frame.

Ai tempi della pellicola, che aveva una grana più spessa e risoluzione inferiore, la costante usata era 600, e la formula concedeva tempi più lunghi. I tempi inferiori ottenuti dalla regola relativa alle fotocamere digitali sono invece compensati alzando elettronicamente il valore degli ISO.

Esempi di tempi massimi di esposizione senza inseguimento:

Focale (FF)                  Focale (APSC)                        Tempomax (sec.)

                                   12mm                         8mm                                       25”

                                   15mm                         10mm                                     20”

                                   18mm                         12mm                                     17”

                                   24mm                         16mm                                     12”

                                   50mm                         35mm                                     6”

                                   135mm                       90mm                                     2”

Tutto sommato sono tempi in genere molto brevi e per avere una buona luminosità dell’immagine  sarà importante alzare la sensibilità ISO almeno oltre il valore di 1600 (e più probabilmente tra i 3200 ed i 6400).

Se volessimo trasgredire intenzionalmente questa regola e allungare i tempi oltre il valore consigliato, potremmo puntare ad uno “Startrail”, ovvero una foto in cui il cielo compaia volutamente con le tracce stellari allungate (vedi Coelum Astronomia n°255 pag. 78) in grado di mostrare gli effetti della rotazione della Terra attorno al suo asse polare, che punta verso una zona molto vicina alla Stella Polare.

Risultati ancor più spettacolari si possono ottenere con una serie di scatti con tempi tra i 30 secondi ed i 2 minuti, da sommare poi con software opportuno, in grado di fonderli e restituire un’unica immagine con tracce stellari lunghissime.

Qualora non volessimo “sottostare” alla “Regola del 300” e volessimo scattare con tempi più lunghi ed ISO meno esasperati, ottenendo quindi immagini di qualità molto superiore, dovremmo dotarci di uno dei tanti astro inseguitori presenti sul mercato.

L’astro-inseguitore, come indica la parola stessa, consente di seguire l’oggetto puntato trascurando quindi il mosso dovuto alla rotazione terrestre, allungando le pose fino anche ad alcuni minuti.

Non è sempre lecito ma in queste poche righe (spero la redazione non me ne voglia) mi permetto di suggerirvene uno in particolare, il Minitrack. E’ un mio progetto, brevettato nel 2013, e da diversi anni acquistabile come un prodotto di serie. Il Minitrack è il più semplice, leggero ed economico astro-inseguitore sul mercato: non ha bisogno di batterie e il suo moto è regolato da un timer ad orologeria che lo rende apprezzatissimo dagli escursionisti, i quali spesso raggiungono, lungo i loro percorsi, punti particolarmente panoramici da cui scattare foto astronomiche.

L’astro-inseguitore in questione, ma anche alcuni altri modelli ad onor del vero, si montano su un comune cavalletto fotografico dotato di testa orientabile, da puntare verso il polo Nord celeste (abbiamo descritto nel precedente articolo come individuarlo, vedi Coelum Astronomia n°258 pag. 44).

La fotocamera andrà successivamente installata sopra alla testa sferica dell’astro-inseguitore,  una posizione comoda per individuare l’inquadratura preferita prima di iniziare gli scatti.

Inevitabilmente, nel caso della fotografia astro-paesaggistica, nel momento in cui “inseguiamo” il cielo, l’astro-inseguitore ci restituirà un’immagine col paesaggio mosso, ma questo è un problema relativamente semplice da superare, dato che potremo eseguire in un secondo momento uno (o più) scatti del paesaggio disattivando l’inseguimento.

Sarà il successivo lavoro di post-processing sulle due immagini (cielo inseguito e paesaggio), eseguibile con Photoshop o programmi analoghi, a restituirci il risultato finale con tutti i soggetti ben fermi.

Per la buona riuscita di una fotografia astronomica e ancor più astro-paesaggistica, non vanno dimenticati i criteri fondamentali che si seguono nella fotografia “classica” diurna.

Infatti più che una fotocamera con centinaia di funzioni e numeri enormi di megapixel, caratteristiche tipiche spesso di apparecchi molto costosi, per ottimi risultati sono sufficienti anche macchine di gamma medio-bassa. Il segreto infatti non è nella potenza ma nello studio dell’inquadratura che segua un ordine e sia  in grado di attrarre l’occhio dell’osservatore, conducendolo all’interno dell’immagine grazie ad una coerente disposizione dei soggetti.

È  importante in tal senso l’uso dei grandangoli che avvolgono nell’immagine una grande quantità di particolari, attenzione al punto di ripresa, all’altezza del treppiede e a prevenire zone in ombra o controluce.

Famosa ed utile è la “regola dei terzi” ad esempio, che suggerisce di disporre le linee principali dell’inquadratura lungo fasce che la dividono in tre sia in verticale che in orizzontale.

Un approccio che  a seconda dello spazio assegnato consentirà all’osservatore di individuare con più facilità il vero soggetto, cielo o paesaggio ad esempio. Ugualmente interessante è inserire elementi aggiuntivi quali rocce, alberi, sentieri, ruderi o elementi architettonici particolari. Meglio disporli sui 4 punti di incrocio delle linee dei terzi, in modo che non invadano troppo la scena al soggetto principale (in genere il cielo stellato).

Una  perlustrazione diurna della zona dove intendiamo eseguire il nostro scatto può rivelarsi molto preziosa per definire l’idea e i dettagli di ciò che vogliamo ottenere oltre a scongiurare che di notte ci si avvicini inconsapevolmente a zone pericolose.

La fotografia astro-paesaggistica astronomica più di tutte le altre tecniche (vedi Coelum Astronomia n°254 pag. 72), concede al fotografo creatività e uno strumento per trasferire emozioni. Conosco tanti eccellenti astrofotografi che pur ottenendo immagini stupefacenti con potentissimi telescopi e sensori CCD, non hanno resistito all’attrazione di provare questa esperienza: perché più che in altre tecniche, la ricerca di un luogo a volte con richiami storici o naturalistici, lo studio della conformazione del suolo e dell’orientamento del cielo, la scelta di voler includere una determinata costellazione o un allineamento particolare degli astri con elementi terrestri, sono azioni che trasferiscono un’anima al risultato finale, che sarà poi gratificante riscoprire successivamente negli occhi dello spettatore finale. Il limite è solo la fantasia!

La fotografia astronomica a largo campo, con o senza paesaggio, è considerata un tipo di fotografia piuttosto semplice, tuttavia è una buona strada per entrare a pieno titolo in questo mondo e per iniziare a confrontarsi già con  aspetti più complessi quali ad esempio focali più lunghe per oggetti astronomici più ostici.

Ma per questo ci sarà spazio nella prossima puntata!

PT. 3 – Teleobiettivi vs Ottiche Fotografiche

Negli scorsi articoli di questa serie abbiamo visto come prendere confidenza con il cielo e come iniziare ad ottenere le prime immagini astronomiche con obiettivi fotografici tendenzialmente grandangolari. Il periodo di apprendimento delineato permette di iniziare a familiarizzare con tutte quelle problematiche tipiche della fotografia notturna e più nello specifico di quella astronomica.

Chi avrà messo in pratica quanto descritto si sarà reso conto di come il veder comparire sui nostri display soggetti come la striscia della Via Lattea, o la tipica forma di una costellazione o perché no un particolare allineamento planetario, restituisca una soddisfazione personale che raramente lascia indifferenti.

Abbiamo presentato sia le tecniche più semplici, con la sola fotocamera montata su un cavalletto, che quelle immediatamente più evolute, grazie all’utilizzo di un astro-inseguitore per evitare il mosso dovuto alla rotazione terrestre.

Riprendendo il discorso, ricordiamo come il tracking messo a disposizione dagli astro-inseguitori permetta di ottenere stelle puntiformi anche allungando notevolmente i tempi di esposizione, con conseguenti risultati di elevata qualità grazie al fatto di non dover esasperare l’impostazione degli ISO della fotocamera.

Molti degli astro-inseguitori in commercio permettono però di realizzare qualcosa oltre la semplice fotografia a largo campo con ottiche grandangolari, garantendo ottimi risultati con focali che possono raggiungere e superare abbastanza frequentemente anche i 300mm.

Questa caratteristica consente all’aspirante astrofotografo di cimentarsi in fotografie più specificatamente rivolte ai singoli oggetti del cielo profondo, abbandonando per forza di cose l’abbinamento al paesaggio terrestre dato che il campo inquadrato sarà molto ridotto rispetto a quando si usano focali sotto ai 50mm equivalente su full-frame.

Molti oggetti che sicuramente avremo identificato in scala piuttosto ridotta già nelle nostre foto grandangolari, attrarranno la nostra attenzione e ci invoglieranno a ritrarli con un ingrandimento ed una risoluzione maggiore.

Ciò si ottiene utilizzando obiettivi con lunghezze focali superiori a quelle che abbiamo descritto finora, nei limiti offerti dall’inseguimento tramite un astro-inseguitore o di una piccola montatura motorizzata Non ci addentreremo per ora nelle più evolute tecniche di inseguimento con autoguida, che descriveremo più dettagliatamente in futuro.

Iniziamo ora con qualche informazione per scegliere in modo consapevole l’ottica più adatta alla nostra fotocamera, reflex o mirrorless, che abbia in ogni caso la possibilità di montare ottiche alternative a quella di serie. E’ bene sapere che il passo tra un teleobiettivo fotografico (con focale fissa o zoom) ed un piccolo telescopio spesso è molto breve e i confini vaghi, ma ognuno di questi strumenti ha dei pro e dei contro che sarà giusto analizzare.

Prima di tutto è fondamentale capire come quantificare tecnicamente l’ottica.

In entrambi i casi dovremo valutare le due caratteristiche principali di qualsiasi ottica: la lunghezza focale, che determina l’ingrandimento dell’immagine, e la sua luminosità, suggerita dall’apertura del diaframma (o il diametro della lente frontale con cui potremo calcolarla, nel caso dei piccoli telescopi).

Sui teleobiettivi fotografici spesso vengono indicati solo la focale ed il rapporto focale (diaframma), mentre nei telescopi di solito vengono riportati la focale ed il diametro dell’obiettivo, ma non sempre il diaframma.

In entrambi i casi possiamo però calcolare molto semplicemente il parametro mancante.

Capito i passaggi per il calcolo  si può intuire che un grosso teleobiettivo fotografico con analoga focale di 400mm e diaframma F/2,8 avrà un diametro della lente frontale di ben 143 mm (pari a 400 : 2,8).

Una lente frontale così grande, a parità di ingrandimento rispetto agli esempi descritti appena sopra (tutti con focale 400 mm), apporterà molta più luminosità al sensore (4 volte nel caso di un F/5.6 e circa 3 volte nel caso dell’F/5), permettendo pose più brevi, ISO più bassi, e risultati inevitabilmente migliori, che giustificheranno forse, ma solo in parte, il suo costo enormemente superiore.

Ragionando ancora un rapporto focale basso fornisce quindi una superiore luminosità della nostra ottica indipendentemente dall’ingrandimento.

Un altro caso interessante ci offre l’occasione per uno altro ragionamento. n particolari circostanze infatti può capitare di desiderare un’inquadratura ben precisa di oggetti celesti dalle dimensioni angolari note.

Le dimensioni apparenti in cielo saranno sempre misurate con angoli, che ne stabiliscono l’ampiezza. Ad esempio, la Luna ha un diametro di circa 0,5° mentre l’ammasso delle Pleiadi può essere contenuto in un diametro di circa 2°.

Oppure, se sta passando una cometa la cui coda sappiamo essere lunga 10°, quale focale riuscirà a contenerla tutta usando un sensore aps-c? E con una fotocamera full-frame?

Sarà utile quindi capire quanto è ampio l’angolo che inquadro applicando la fotocamera ad un obiettivo con una determinata focale.

Conoscendo la lunghezza focale “F” e la dimensione del nostro sensore “S”, potremo calcolare il relativo campo inquadrato“a“ in gradi, grazie alla seguente formula semplificata:

α = S / F x 57,3

Una focale di 300 mm su una macchina fotografica full-frame (36×24 mm), inquadrerà quindi circa 6,9°x4,6°.

Assimilati questi concetti, analizziamo le differenze che possiamo mettere sul piatto della bilancia nel momento in cui vogliamo scegliere se acquistare un teleobiettivo o un piccolo telescopio da usare su un astro-inseguitore o una piccola montatura.

Partendo dalle ottiche fotografiche, specifiche solitamente del brand della nostra fotocamera (in ordine alfabetico: Canon, Fujifilm, Nikon, Pentax, Sony le più diffuse…), oppure da produttori di ottiche universali altrettanto validi, come ad esempio Samyang, Sigma e Tamron, che propongono obiettivi a prezzi spesso leggermente inferiori a quelli dei corrispondenti prodotti originali (in questo caso dovremo solo assicurarci di acquistarle l’ottica nella versione con l’attacco giusto per la nostra fotocamera).

La quasi totalità delle ottiche fotografiche, essendo studiate per un uso diurno, sono dotate di autofocus e in molti casi addirittura di stabilizzatore dell’immagine. Funzioni pressoché inutili nella fotografia astronomica, per cui di notte dovremo ricordarci di disinserirle. L’autofocus infatti, in assenza di soggetti luminosi da identificare, molto spesso impedisce alla fotocamera di scattare, mentre lo stabilizzatore dell’immagine, se non spento preventivamente, introdurrà addirittura del mosso sulle nostre immagini a lunga esposizione.

Tutto di grande aiuto invece qualora volessimo usare gli stessi obiettivi per eseguire normali fotografie diurne.

Ecco quindi svelato il primo vantaggio delle ottiche fotografiche: più fruibili e polivalenti (soprattutto nelle versioni zoom, che permettono di coprire un ampio intervallo di focali sebbene a scapito di una resa leggermente inferiore rispetto alle ottiche a focale fissa).

A riguardo va precisato che le ottiche generalmente definite “ultra-zoom”, in grado di coprire un’incredibile gamma di focali che vanno dal grandangolo al teleobiettivo (tipo i 28-300mm ad esempio, ma ce ne sono anche di più spinte), hanno una resa decisamente scadente nell’uso astronomico, a causa degli elevati compromessi che tali configurazioni pongono a livello progettuale, inoltre la loro luminosità è quasi sempre inferiore ad F/5.6, fattori che non li rendono quindi molto appetibili da chi intende praticare astrofotografia.

Fra gli altri vantaggi offerti dalle ottiche fotografiche c’è è ovviamente quello di interfacciarsi completamente con la fotocamera, per cui potremo gestire facilmente automatismi come la regolazione dell’apertura del diaframma e conseguentemente regolare facilmente il tempo di esposizione nel caso ce ne fosse bisogno.  

Inoltre esse sono progettate già per un uso fotografico, per cui in genere la correzione ottica è adeguata su tutto il campo del sensore.

ATTENZIONE Va fatta però una ulteriore precisazione a riguardo: per qualsiasi progetto ottico la nitidezza è buona al centro del fotogramma ma cala comunque in maniera più o meno evidente spostando l’attenzione verso gli angoli.

Utilizzate m a tutta apertura, di solito le ottiche fotografiche non offrono una nitidezza elevatissima, questo problema si può aggirare sacrificando un po’ di luminosità e diaframmando leggermente l’obiettivo, passando da un diaframma F/4 ad un diaframma F/5.6 ad esempio.

Nei telescopi invece, per avere una nitidezza elevata fino agli angoli, sarà quasi sicuramente necessario preventivare l’acquisto di uno “spianatore di campo”, ovvero un sistema di lenti aggiuntivo in grado di migliorare la resa ai bordi: i telescopi sono quasi sempre concepiti per un uso visuale, per cui la qualità è ottimale solo al centro dell’immagine.

Continuando a paragonare le due soluzioni, i piccoli telescopi offrono in genere un peso inferiore, una maggiore semplicità di utilizzo con accessori tipicamente astro-fotografici, come ad esempio i filtri contro l’inquinamento luminoso, e generalmente un costo minore a parità di caratteristiche ottiche, ovviamente giustificabile con la presenza dell’autofocus e un numero di lenti molto superiore specie nelle ottiche zoom che garantisce un campo meglio corretto fino agli angoli rispetto ai telescopi privi di correttori.

Per applicare la fotocamera all’ottica astronomica avremo bisogno di un anello adattatore, lo standard più usato che troviamo nei fuocheggiatori è chiamato “T2”.

Questo anello possiede dal lato del telescopio una filettatura femmina con dimensioni M42 x 0,75 mm, mentre dal lato opposto presenta l’attacco a baionetta specifico per il tipo di macchina fotografica che intenderemo applicare al telescopio: esistono anelli “T2” studiati per qualsiasi attacco di macchina fotografica in commercio.

La distanza tra il piano focale e la battuta della baionetta della fotocamera viene definita “tiraggio”, quando si monta un anello “T2” questa distanza arriva al valore standard di 55 mm.

L’anello “T2” non va confuso con l’anello “T”, che ha una filettatura leggermente più grossa, M 42 x 1 mm, usato per applicare ottiche russe Zenit/MTO/Tair con attacco a vite alle rispettive fotocamere sovietiche.

NOTA la distanza fra la battuta dell’anello “T” e il piano focale è inferiore, pari a 45,5 mm, ciò rende impossibile, se si vuole raggiungere la messa a fuoco all’infinito, adattare le ottiche russe a macchine fotografiche con tiraggi superiori ai 45,5 mm, prime fra tutte le Nikon, che hanno un tiraggio di ben 46,5mm (vedi tabella dei tiraggi).

In commercio si possono reperire anche anelli per adattare ottiche fotografiche di un marchio a fotocamere differenti, purché il tiraggio di queste sia inferiore a quello delle ottiche.

Ad esempio, con un anello specifico si può (e soprattutto mettere a fuoco fino all’infinito) un’ottica Nikon F (tiraggio 46,5mm) su un corpo macchina Canon EF (tiraggio 44mm).

Viceversa, per consentire di mettere a fuoco all’infinito ottiche dal tiraggio inferiore rispetto al corpo macchina, l’anello dovrà avere un elemento ottico interno, che deteriorerà in maniera spesso molto evidente la qualità delle immagini ottenute.

Molti avranno già intuito la vastissima possibilità di scelta che si presenta dal momento in cui, per l’uso notturno ed in particolare astronomico, possiamo valutare anche l’acquisto di ottiche “vintage”.

Effettivamente sul mercato dell’usato è possibile reperire teleobiettivi fotografici a fuoco manuale anche piuttosto luminosi a prezzi molto vantaggiosi. Con un po’ di attenzione, potremo scovare una moltitudine di articoli interessanti ormai ignorati e dimenticati dal mondo della fotografia digitale. Trattandosi tuttavia di pezzi con diverse decine di anni di vita alle spalle sarà bene, prima dell’acquisto, analizzare l’assenza di funghi o muffe all’interno delle lenti ed un funzionamento fluido della messa a fuoco (che altrimenti potrebbe suggerire possibili urti violenti, in grado di pregiudicare l’allineamento ottico delle lenti e la resa finale dell’ottica).

I recenti corpi macchina mirrorless  grazie ai tiraggi molto brevi sono praticamente compatibili, tramite gli opportuni anelli, con tutte le ottiche nate a loro tempo per l’uso con fotocamere reflex che invece richiedono tiraggi superiori a causa della presenza dello specchio tra sensore (o pellicola) e baionetta.

Dopo questa vasta ma doverosa panoramica sulle possibili soluzioni tecniche in grado di soddisfare la nostra voglia di riprendere più da vicino ammassi, nebulose o galassie, vediamo quali potrebbero essere le più performanti secondo la mia personale esperienza.

Tra gli obiettivi fotografici con focali di almeno 200 mm, in ordine di costo, valuterei ottiche tipo i pratici (e leggeri) zoom 70-300 mm, per proseguire con soluzioni più luminose tipo i 70-200 F/2.8, oppure ottiche fisse come i 200 mm nelle versioni F/2.8 o anche F/4. Salendo di costo iniziamo a trovare ottiche spettacolari da usare grazie a prestazioni spesso eccellenti, come i 300mm F/4 o addirittura alcuni 300 F/2.8 vintage reperibili a prezzi ben sotto ai 1000 euro.

Per focali superiori, fino a 400 mm, si possono valutare diversi recenti zoom che partono da focali intorno ai 100 mm così come ottiche fisse, recenti o vintage, con rapporto focale F/5,6.

Di piccoli telescopi invece, sotto ai 400 mm non ce ne sono moltissimi ma alcuni di questi sono venduti a prezzi molto vantaggiosi, sebbene di fattura piuttosto economica. Potrebbero valere comunque la spesa sostenuta per fare esperienza.

Strumenti di qualità superiore inevitabilmente richiedono esborsi maggiori, a cui va aggiunto molto spesso il costo dello spianatore di campo descritto in precedenza, ma vanteranno ottiche di grande qualità e meccaniche robuste indispensabili quando si applicano pesanti fotocamere al fuocheggiatore, potranno inoltre essere usati come strumenti visuali compatti facili da trasportare.

In linea di massima, sarebbe ottimale avere un rapporto focale non oltre F/6, questo superato tale valore l’uso di fotocamere digitali per immagini astronomiche del cielo profondo non garantisce i risultati sperati, costringendoci ad allungare i tempi di posa ed esponendoci di conseguenza a maggiori  errori nell’inseguimento. Continuo a parlare di fotocamere digitali e non di sensori CCD raffreddati specifici per astronomia perché le ritengo più semplici da usare ed accessibili, soprattutto per chi all’inizio non ha molta esperienza.

Con setup  completo composto da: astro-inseguitore, fotocamera e teleobiettivo con focale tra i 200 ed i 400mm, ottenersi può accedere a risultati incredibili, dalle principali galassie ai numerosissimi campi stellari avvolti da strutture nebulari.

Col il tempo poi si affinerà la tecnica realizzando più esposizioni dello stesso soggetto per accumulare una maggiore quantità di segnale. Si potrà così spingere il processing in maniera più energica, al fine di estrarre le più tenui sfumature dei nostri bersagli… ma di questo ulteriore mondo parleremo, come sempre, articolo nella prossima puntata, a presto!

PT.4 – Astrofotografia Guidata

Mettendo in pratica i consigli dei precedenti articoli di questa rubrica, si sarà giunti ad un importante punto del nostro percorso quando si renderà necessario decidere se la passione per l’osservazione è talmente profonda da giustificare i successivi ed importanti investimenti in termini di impegno, tempo e denaro indispensabili per crescere ulteriormente nelle possibilità in termini tecnici ed essere pronti ad affrontare sfide più ardue.

Finora abbiamo descritto un tipo di fotografia che, salvo un astro-inseguitore o una piccola montatura motorizzata, non richiede ulteriore attrezzatura se si esclude quella fotografica probabilmente già in possesso.

I suggerimenti tecnici passati gradualmente dall’uso delle focali grandangolari, in grado di mostrare in modo panoramico il cielo, abbinandolo al paesaggio, a focali medie, per immortalare più nel dettaglio le costellazioni o particolari regioni, fino a sfruttare il maggior ingrandimento ottenibile da piccoli telescopi o teleobiettivi fotografici, per curiosare con una visione più ravvicinata dell’immagine, oggetti del cielo profondo, spesso scorti, ma in scala molto ridotta, già nelle riprese con focali inferiori.

Quest’ultimo tipo di riprese, tipicamente realizzabile con teleobiettivi di focale tra i 200 ed i 400mm ed un semplice sistema di inseguimento, permette già di ottenere immagini molto gratificanti, ma la curiosità e la passione, inevitabilmente, potrebbero invogliarci a spingerci ancora oltre, rivolgendo l’attenzione a tutti quegli oggetti ancora più elusivi, vuoi per la loro distanza, vuoi per la loro scarsa luminosità o magari solamente per le loro ridotte dimensioni. Per intenderci, generalmente sotto il grado di ampiezza angolare.

In questo ordine di dimensioni rientrano ad esempio un’infinità di galassie, praticamente tutte tranne le notissime M31 di Andromeda, M33 nel Triangolo e le Nubi di Magellano visibili dall’emisfero australe, oppure tutti gli ammassi globulari e le nebulose diffuse, tranne rarissime eccezioni.

Un discorso un po’ a parte riguarda gli ammassi aperti, le cui dimensioni spesso piuttosto importanti li rendono soggetti semplici da riprendere anche utilizzando focali ben al di sotto del metro di lunghezza.

In ogni caso, gli strumenti che dovremo utilizzare per spingerci nelle profondità dell’universo saranno più grandi e pesanti di quelli descritti finora, parliamo cioè di telescopi, con diametri che mi sento di indicare in almeno 10 cm per quanto riguarda i rifrattori e 15 cm per quanto riguarda i riflettori.

A seconda di quanto sarà grande il diametro del telescopio, potremo allungare la focale ed ambire alla ripresa di oggetti sempre più piccoli e difficili.

Tutte le indicazioni relative alle focali di cui sopra vanno considerate in rapporto alla dimensione del sensore, che a titolo di riferimento ho considerato essere il formato pieno 24x36mm, ereditato dalle diffuse pellicole chimiche. In caso di utilizzo di sensori diversi, dovremo considerare il fattore di crop (vedi box), da cui deriva che con sensori più piccoli potremo usare proporzionalmente focali più brevi.

Il fattore di Crop

Il fattore di crop è un numero che indica la differenza di dimensione tra diversi sensori, in particolare rispetto alla dimensione “standard” della vecchia pellicola chimica, ovvero 24x36mm. Moltiplicando il fattore di crop per la lunghezza focale di un obiettivo, si ottiene la lunghezza focale apparente che si avrà proprio con quell’obiettivo qualora fosse usato su un formato 24×36. Quindi usando sensori più piccoli del full-frame, otterremo un ritaglio dell’immagine, una specie di “zoom digitale”. In fotografia esistono obiettivi specificatamente costruiti per sensori più piccoli del full frame: usare sensori più grandi con queste ottiche, qualora non fosse vietato da blocchi meccanici studiati negli attacchi a baionetta, è altamente sconsigliato. Il risultato sarebbe quasi certamente una scarsa nitidezza dell’immagine agli angoli e un inevitabile ed evidente oscuramento della luce ai bordi, nella cosiddetta “vignettatura”.

Un preambolo se vogliamo “geometrico” che serve per aprire un discorso prettamente meccanico ed introdurre  la precisione di inseguimento della montatura a cui affideremo la doppia funzione di  sostegno per lo strumento e inseguimento dei soggetti ripresi.

Due responsabilità decisive da cui risulta evidente la necessità di un supporto ben più evoluto e robusto rispetto agli astro-inseguitori già presentati così da avere una capacità di carico adeguata e una stabilità tale da opporsi anche al più flebile colpo di vento che vorrà investire l’ottica durante le sessioni di ripresa.

Le “montature” di questo livello in genere superano facilmente prezzi intorno ai 1500 euro, per arrivare in alcuni casi oltre i 10.000 euro, cifre elevate, ma che tuttavia non sono ancora sufficienti a garantire la precisione di inseguimento di cui necessitiamo. Cerchiamo di capire perché…

Nella gran parte delle montature la meccanica prevede un sistema di riduzione della velocità di rotazione del motore, indispensabile per arrivare ad allinearsi alla lentissima rotazione siderale, ovvero un giro dell’asse di ascensione retta in circa 24 ore.

Questa demoltiplicazione avviene in una prima fase, all’uscita dell’alberino del motore (generalmente di tipo “passo-passo”), tramite semplici ingranaggi piani a cui segue unultimo passaggio di riduzione, assegnato ad un accoppiamento tra una vite senza fine e una corona dentata, coassiale all’asse di rotazione principale della montatura.

Per quanto realizzate con cura le parti meccaniche soffriranno sempre di un piccolo errore, generalmente legato hanno alla fase di realizzazione e propagate dai macchinari impiegati per produrle. L’accoppiamento “ruota dentata-vite senza fine”, proprio perché ultimo, risulta il più influente nella sequenza delle riduzioni, e genera l’errore più evidente, definito periodismo.

Il periodismo si manifesta con una variazione della velocità di inseguimento sinusoidale, che oscilla periodicamente appunto: in maniera indicativa, per mezzo giro la velocità tenderà ad essere superiore a quella di riferimento, mentre per l’altro mezzo si avrà un rallentamento della stessa entità, per cui alla fine del giro avremo avuto sì la velocità corretta, ma solo come media… pensandoci bene non è il massimo.

Se durante il ciclo avremo fotografato una stella, questa si sarà spostata prima leggermente da un lato, per poi recuperare la sua posizione iniziale, lasciando però sul sensore una fastidiosa traccia molto probabilmente simile ad un segmento allungato in direzione “est-ovest” forma molto diversa dal puntino che ci aspettavamo di scorgere.

Il periodo di questo ciclo corrisponde al tempo con cui la vite senza fine compie un giro attorno al suo asse: montature con corone dentate di 180 denti avranno un periodismo pari a circa 8 minuti (1436 minuti del giorno siderale diviso 180 denti), mentre le montature più piccole, con corone generalmente da 144 denti,  arriveranno fino a circa 10 minuti.

Le montature più grandi e robuste  puntano a montare corone di diametro e numero di denti maggiore, di solito 360, per ridurre il periodismo fino a 4 minuti circa il che può offrire un’ampiezza del tratto minore ma non garantirà mai un inseguimento perfetto.

La sinusoide viene spesso rappresentata in un grafico in cui si evidenzia l’ampiezza dell’errore allo scorrere del tempo. Questo grafico non è mai regolare come una funzione geometrica pura, ma risente di tutte le piccole imperfezioni di ciascun ingranaggio, per cui ci mostrerà altre “armoniche” rispetto al tracciato principale che descrive l’errore della montatura.

Esistono tecniche e software che consentono di analizzare e produrre il grafico dell’errore periodico di una montatura: ottenerlo può fornire dati molto interessanti perché, oltre a definire inequivocabilmente la qualità di una montatura, un po’ come una carta di identità, permette di capire se il periodismo è legato esclusivamente al ciclo della vite senza fine oppure anche ad altri fattori.

Ovviamente dai grafici in questione si estrapola il dato più importante, ovvero l’ampiezza dell’errore periodico, che in genere viene espresso in secondi d’arco, anteposto da un segno “± “. Più elevato sarà tale valore, maggiore sarà l’errore periodico della montatura. Ottime montature possono vantare valori certificati anche inferiori ai ±5” d’arco, mentre meccaniche più economiche di solito non dichiarano il dato e spesso si attestano su valori intorno ai ±20” d’arco.

Un preambolo necessario per comprendere l’importanza, nel momento in cui si fotografa con focali oltre i 400-500 mm e tempi oltre il minuto, di prevedere un sistema di controllo dell’inseguimento in grado di correggere la velocità di guida, anche delle montature più prestigiose.

Grazie allo sviluppo sorprendente dell’elettronica, soprattutto nelle montature più recenti, è ora possibile “registrare” la sequenza delle correzioni apportate manualmente con la pulsantiera per poi farle ripetere ciclicamente alla montatura nel momento in cui si vanno ad eseguire scatti a lunga esposizione.

Ho personalmente avuto modo di testare questa tecnica, che sulla carta appare come ineccepibile, ma ahimè, specialmente in casi di montature trasportabili, i risultati non sono stati soddisfacenti soprattutto perché molte altre piccole variabili influiscono sul moto di inseguimento. Inoltre, anche nel caso avessimo istruito perfettamente la montatura per quanto riguarda l’inseguimento siderale, non dovremo mai dimenticare la correzione degli errori in declinazione, dovuti principalmente ad agenti esterni (vento, piccoli urti con la montatura, sbilanciamenti…) o più semplicemente ad una scarsa precisione durante il puntamento polare.

PS: anche il puntamento verso il Polo Nord Celeste deve essere sempre eseguito con la massima cura, regolando bene il cannocchiale polare, e sfruttando, almeno noi abitanti dell’emisfero Boreale, la fortunata presenza della Stella Polare proprio nelle sue vicinanze.

Per correggere l’inseguimento durante le lunghe esposizioni, fino al 2000 circa, gli astrofotografi non avevano molte alternative: era necessario guidare visualmente il telescopio attraverso lo “strumento guida”. Si tratta di un secondo strumento, montato su anelli decentrabili sopra al telescopio principale, una volta munito di un oculare con reticolo illuminato, esso veniva centrato su una “stella guida”, possibilmente luminosa condizione non sempre facile da verificarsi! . Il ruolo dell’astrofotografo era controllare che questa stella di riferimento rimanesse sempre al centro del reticolo durante tutto il tempo delle esposizioni e correggere repentinamente ogni imprecisione dell’inseguimento agendo sui 4 tasti della pulsantiera, in una sorta di noiosissimo videogioco!

Un lavoro di grandissima pazienza e concentrazione, specie se ricordiamo che a quei tempi si fotografava su pellicole chimiche (il costo dei CCD era elevatissimo), le quali richiedevano spesso tempi di esposizione di svariate decine di minuti!

Il tutto svolto nella più completa immobilità per non trasmettere vibrazioni di nessun tipo allo strumento e oscurità, indispensabile per evitare qualsiasi infiltrazione di luce verso la pellicola.

In quegli anni, per un astrofotografo, realizzare una bella foto di una galassia o di una nebulosa era un vero e proprio atto eroico.

Fortunatamente la tecnologia digitale negli ultimi anni si è evoluta molto, arrivando rapidamente a sostituire questo gravosissimo onere con la messa a punto dei cosiddetti sistemi di “autoguida”.

Fin dall’inizio del secolo, con la commercializzazione delle webcam, piccole telecamere nate originariamente per le videochiamate, alcuni abili programmatori iniziarono a mettere a punto software in grado di usare i loro piccoli sensori per identificare la stella inquadrata e trasmettere, tramite protocolli digitali (a volte un po’ macchinosi), le correzioni necessarie alla montatura per correggerne l’inseguimento.

La scarsa sensibilità alla luce delle webcam, dovuta all’impossibilità di allungare i tempi di esposizione oltre la soglia scandita dalla frequenza video, limitava un po’ le potenzialità, ma la via era stata aperta e la messa a punto di sistemi più efficaci era ormai solo questione di tempo.

Infatti, nel giro di pochi anni il mercato astronomico si arricchì di molte nuove piccole telecamere, progettate soprattutto per uso planetario, più prestanti e sensibili rispetto alle rudimentali webcam.

Prodotti dotati di elettroniche e software ed in grado, a tutti gli effetti, di svolgere il compito di camere “autoguida”. Una volta applicati ad un telescopio (con funzione di guida appunto) e inquadrata una stella di riferimento sufficientemente luminosa, grazie ad un computer, permettevano di impartire alla montatura le correzioni necessarie per ottenere inseguimenti perfetti.

Più recentemente sono state immesse sul mercato camere autoguida ancora più semplici, definite “stand-alone”: grazie ad un programma interno ed un piccolo display posteriore queste camere possono fare a meno anche del computer, con enormi vantaggi sotto il punto di vista della trasportabilità e del consumo energetico sul campo, problema non indifferente per gli astrofotografi “itineranti”. Anche se molto evelute le camere autoguida restano però solo dei sensori che necessitano dell’ausilio dello strumento guida e della sua ottica.

Gli svantaggi di queste camere, progettate specificatamente per la funzione di autoguida, sono legati ad una sensibilità non elevatissima dei sensori montati e prezzi non sempre “popolari”.

Per un buon funzionamento, in generale le camere autoguida richiedono di essere applicate a strumenti con una focale opportunamente dimensionata in base a quella di ripresa, inoltre le stelle di riferimento vanno scelte tra quelle della giusta luminosità (né troppo luminose, né troppo poco), presenti nel campo inquadrabile grazie agli anelli decentrabili che sostengono l’ottica guida.

Per quanto riguarda la focale minima da utilizzare per lo strumento guida affinché la camera autoguida ci fornisca risultati senza mosso, sulla base della mia esperienza ho verificato che è sufficiente avere un campionamento pari alla metà di quello del sensore di ripresa.

Se la dimensione dei pixel del sensore guida è diversa da quella del sensore di ripresa, dovremo fare un piccolo calcolo per ottenere la focale del telescopio guida, ovvero:

Focale di ripresa / Pixel di ripresa X Pixel di guida X 0,5 = Focale di guida minima

Ad esempio, applicando un sensore di ripresa con pixel da 3,8 micron ad uno strumento con focale di 2000 mm ed usando una camera guida con pixel da 5,7 micron, per calcolare la focale minima di guida dovrò fare:

2000 / 3,8 X 5,7 X 0,5 = 1500 mm

Nel caso non disponessimo di un’ottica con focale sufficientemente lunga, potremo valutare l’utilizzo di lenti di Barlow per aumentare la focale dello strumento di guida.

Le camere autoguida sono praticamente indispensabili nella fotografia del cielo profondo, in quanto permettono di semplificare e alleggerire in modo determinante il lavoro dell’astrofilo durante le sessioni fotografiche.

Ciò nonostante, se avete la possibilità, solo per capirne il significato, consiglio vivamente di provare ad eseguire anche una sola fotografia a lunga posa guidando manualmente il vostro strumento con la pulsantiera ed un oculare con croce illuminata, bastano una decina di minuti: sarà un’esperienza in grado di farci apprezzare ancora di più il lavoro durissimo di tante persone che, forse 20 o 30 anni fa, grazie alle loro immagini, ci hanno trasmesso questa incredibile passione per l’astronomia e la fotografia dei gioielli che il cielo stellato nasconde.

Assimilati questi concetti meccanici ed elettronici che vanno affrontati prima di iniziare concretamente a fotografare, passiamo a descrivere un po’ più in dettaglio di cosa avremo bisogno per ottenere buone immagini degli oggetti deboli.

Per iniziare, è fondamentale acquisire molti scatti (dette “Light”) dello stesso soggetto da sommare strategia che ci consentirà una volta accumulato il debole segnale luminoso per molte ore di ridurre moltissimo il rumore termico  tipico di ogni singola ripresa così da estrarre fino alle sfumature più tenui dei soggetti ripresi.

Oltre ai numerosi file “Light”, sarà bene avere anche una buona quantità di “Dark”, “Flat” e “Bias”, i cosiddetti “files di calibrazione”.

Tra tutti, sicuramente i “dark-frame”, o dark image, sono quelli più noti. Per descriverli in modo semplice, i dark sono riprese fatte con le stesse impostazione delle immagini (stesso tempo di posa, stessi ISO e stessa temperatura esterna), ma con il tappo davanti all’obiettivo.

Ovviamente otterremo delle foto quasi nere, ma è proprio quel “quasi” a fare la differenza: infatti, ciascuno dei “Light” che abbiamo ottenuto contiene sia segnale luminoso reale che segnale “sporco” dovuto a svariate caratteristiche del sensore, come pixel difettosi, aloni causati dal calore o altri disturbi elettronici generati durante lo scatto.

Un segnale “impuro”, poco evidente negli scatti normali perché sovrastato dalla più alta luminosità della nostra immagine, sarà invece presente ed isolato sugli scatti “Dark”, dato che il tappo impedisce alla luce di arrivare sul sensore.

In fase di elaborazione, con appositi programmi, sarà possibile “ripulire” i nostri files grazie alla sottrazione dei “Dark”.

L’operazione di sottrazione si può fare anche manualmente grazie ai livelli di Photoshop, ma programmi più specifici semplificheranno sicuramente l’operazione, soprattutto perché questi agli stessi software potremo far eseguire anche le operazioni relative ai “Flat” e “Bias”.

Le nostre immagini infatti saranno ricche anche di pixel difettosi, che non funzionando bene appaiono sempre della stessa tonalità, in genere bianca o nera, definiti rispettivamente “hot-pixels” e “dead pixels”.

Sono pixel sono distribuiti sul nostro sensore in modo del tutto casuale e si ripropongono costantemente, sempre nella stessa posizione in ciascuna delle nostre immagini, compresi i “Darks” appena visti.

Volendo, potremmo paragonare la mappa di questi pixel alla carta d’identità del nostro sensore, in quanto ogni sensore avrà una sua unica e specifica distribuzione di difetti.

Per registrare i “Bias”, ovvero la mappa dei disturbi senza l’interferenza del calore, è sufficiente eseguire uno o più scatti con un tempo molto rapido (1/4000” o 1/8000”), alla stessa sensibilità di ripresa ISO e col tappo montato, come per i“Darks”.

Grazie all’usilio di tale mappa, i software che eseguiranno il processing potranno correggere con precisione solo quei pixel difettosi.

Trattandosi di scatti molto rapidi e veloci da realizzare, potremo catturarne molti anhe qualche decina fatto salvo limiti di memoria

L’ultima immagine di calibrazione necessaria è il“Flat” che, come dice la parola, serve a “spianare” le irregolarità luminose dovute alla geometria dell’ottica, ma anche a sporcizie depositate ad esempio sulle superfici ottiche più vicine al sensore (le impurità su superfici più distanti appaiono completamente sfocate sull’immagine e di conseguenza non sono quasi mai percepibili).

Una buona immagine “Flat” consente di operare in modo più deciso nelle successive fasi di elaborazione del risultato.

Senza questo trattamento, operazioni come ad esempio lo stretching dei livelli di luminosità genererebbe un eccessivo oscuramento degli angoli dell’immagine.

Usando obiettivi fotografici, è possibile approfittare di alcune utilissime funzioni fornite dai programmi di post-processing, grazie ai profili precaricati specifici per ciascuna lente fotografica commerciale che permettono di correggere automaticamente il calo di luminosità agli angoli, fenomeno definito in gergo fotografico “vignettatura”.

La situazione appare leggermente più insidiosa quando si realizzano fotografie con un telescopio, quando purtroppo non è possibile sfruttare questa possibilità. Oggi infatti ogni sistema ottico appare quasi unico e irripetibile, vista anche la moltitudine di accessori che, usati durante le riprese, alterano in modo unico la distribuzione della luce sul piano del sensore.

Consigliamo anche di tenere in considerazione l’orientamento del sensore rispetto allo strumento, dato che possibili piccoli decentramenti o sporcizie possono ruotare e causare variazioni della posizione delle zone vignettate. Usando i telescopi saremo costretti quindi ad eseguire autonomamente per ogni sessione fotografica “Flats” specifici. Operazione quest’ultima che può essere eseguita correttamente come segue: puntare lo strumento verso un piano o uno schermo con luce uniforme bianca,(si possono usare specifici pannelli a led reperibili in commercio oppure adattare un monitor o uno schermo TV con immagine uniformemente bianca o anche puntare lo strumento verso il cielo, scegliendo una zona ben lontana dall’orizzonte dove la luminosità degrada velocemente, oppure stendere un panno bianco senza pieghe davanti all’imboccatura del telescopio ed illuminare quest’ultimo con una luce ad opportuna distanza in maniera uniforme), eseguire scatti con un’esposizione media con una campana dell’istogramma al centro del grafico o poco più: l’importante è non avere pixel completamente bianchi e quindi sovraesposti. Non esiste un tempo di esposizione consigliato per i flat, dipende dalla luminosità dello schermo inquadrato.

I flat possono essere eseguiti anche a sensibilità diverse da quelle del “Light”, consiglio in ogni caso di usare sensibilità uguali o inferiori a quelle di ripresa. Per quanto riguarda il numero, come per i dark-frame, più riusciremo a farne più attendibile sarà il risultato.

Ottenuta questa lunga serie di operazioni che a volte può contare fino a centinaia di files, passeremo a scaricare tutto sul computer ed affrontare un’altra parte delicatissima del lavoro, il processing.

Il processing permette di ottimizzare la visibilità dell’oggetto ripreso e svelare i dettagli più deboli di un’immagine spesso inizialmente poco evidente.

A tal proposito va ricordato che lo scopo principale dell’elaborazione è quello di eliminare i problemi legati ad esempio alla presenza dell’inquinamento luminoso, o ai difetti dell’ottica o ancora al disturbo della turbolenza atmosferica, ripristinando la visibilità delle più tenui sfumature degli oggetti deboli, mantenendo un aspetto coerente e realistico, senza enfatizzare oltremodo i colori o rendere troppo invadente la presenza delle stelle.

Il tutto cercando contemporaneamente di tenere sotto controlli l’insorgere del disturbo elettronico.

Siamo così arrivati di fronte ad un altro grande capitolo della fotografia astronomica, il processing… per cui altre rubriche di questa rivista possono darvi più approfonditamente risposte a riguardo!

PT. 5 – Astrofili Autocostruttori: un Legame Indissolubile

L’autocostruzione, in astronomia, ha notevoli valide motivazioni per essere esercitata. Innanzitutto quelle pratiche, dato che non sempre il mercato offre precisamente ciò di cui si ha bisogno per applicare qualche accessorio al telescopio o alle macchine fotografiche, ma spesso non sono da trascurare quelle economiche, visti i costi non sempre abbordabili degli strumenti o complementi.

La mia passione per l’astronomia si manifestò effettivamente molto presto e con essa diciamo “l’arte dell’arrangiarsi” concedetemi la semplificazione, per una persona come me che ha poi scelto di vivere di progettazione conseguendo un diploma di geometra e lavorando proprio come progettista per un’azienda per 25 anni.

Dopo le prime lezioni sul Sistema Solare delle scuole elementari, passai le vacanze dell’estate successiva ad osservare il cielo stellato, acquisendo, nel velocemente una buona padronanza nell’identificare gran parte delle costellazioni del cielo boreale. Le osservazioni erano solamente visuali o al massimo col classico binocolo 10×50.

Conclusa la prima fase di approccio la passione richiedeva qualcosa in più, soprattutto per la crescente necessità di ingrandire quei soggetti di cui tanto stavo leggendo su diversi ottimi libri di astronomia di cui nel frattempo mi ero dotato.

Pochi mesi dopo, tra alcuni oggetti dimenticati nella casa in campagna dei miei nonni, trovai un oggetto che in quel periodo mi sembrò preziosissimo, la soluzione a tutti i miei problemi: un vecchio (e oggi aggiungerei anche minuscolo) sistema di lenti appartenuto probabilmente ad una ormai dispersa cinepresa.

La mia conoscenza dell’ottica, a quell’età, era praticamente nulla e non riuscivo a spiegarmi come mai attraverso questo sistema di lenti riuscissi a vedere a fuoco solo oggetti non più distanti di qualche centimetro.

La forma ed il peso mi suggerivano però che quell’oggetto fosse pieno di lenti e dopo qualche minuto quel pezzo di ottica era sul tavolo completamente smontato: anelli, viti, tubetti, ghiere e, soprattutto, una decina di lenti dalle forme e dimensioni più svariate.

Iniziai a combinarle in vari modi guardandoci attraverso per trovare la giusta sequenza che mi avrebbe fornito un minimo di immagine ingrandita e a fuoco.

Riuscii a trovare quello che mi sembrava fosse il miglior compromesso in grado di ingrandire oggetti lontani, montai le lenti su un tubetto di cartone e la sera stessa varcai la porta di casa per uscire sotto il cielo con la convinzione, molto ottimistica, di possedere un potente strumento astronomico: un micro-cannocchiale, a memoria, non credo avesse oltre i 4-5 ingrandimenti, un potere quindi bassissimo. Insomma ecco il primo progetto autocostruito.

Come non bastasse, attraverso di esso le immagini apparivano come immerse in una nebbia fittissima… tentai molte altre combinazioni con le lenti che avevo, ma non riuscii a superare tutti gli evidenti limiti ottici.

L’impegno c’era, ma i mezzi inevitabilmente limitavano i risultati e deludevano le mie aspettative.

Fu così che qualche mese dopo, se non ricordo male in occasione di un Natale, convinsi i miei genitori a regalarmi un cannocchiale, un semi-giocattolo che avevo visto in un supermercato.

Era un piccolo rifrattore da tavolo, aveva 25 ingrandimenti, e mi diede qualche soddisfazione soprattutto nelle osservazioni della Luna, permettendomi di ammirare decine di crateri. Stavo attraversando quel periodo in cui parlavo con tutti, parenti ed amici, di astronomia e uno di questi mi raccontò di aver autocostruito un telescopio sfruttando un ottimo obiettivo di origine fotografica, un massiccio Rodenstock “Apo-Ronar” da 67mm di diametro e 600mm di focale.

Non usandolo molto, si offrì generosamente di prestarmelo.

Era il 1989, con questo strumento, unito ad alcuni oculari che avevo assemblato personalmente o recuperato dai precedenti strumenti, riuscii ad eseguire osservazioni di un livello molto superiore a quelle del cannocchiale giocattolo. Ero concretamente rapito: dettagli dei crateri lunari ingranditi oltre 200 volte, Giove con due evidenti bande di nubi e le sue 4 lune che ogni sera cambiavano disposizione, gli anelli di Saturno, numerosissime stelle doppie.

Osservai anche alcune macchie solari proiettando il Sole su un foglio bianco, tecnica che, in modo imprevisto, a causa del calore fuse alcune parti in plastica dei miei economici oculari autocostruiti.

Da questo pericoloso evento, per pura fortuna verificatosi senza nessun danno grave o conseguenza fisica, trassi una grande lezione: NON BISOGNA MAI OSSERVARE IL SOLE SENZA FILTRI O STRUMENTI ADATTI ALLO SCOPO.

Il proprietario di questo strumento aveva anche una reflex, così con la sua attrezzatura e la mia conoscenza realizzammo anche quella che può essere considerata la mia prima fotografia astronomica in assoluto: il soggetto era quello più classico, probabilmente il primo per chiunque inizi, la Luna!

Insomma nel giro di qualche riga avrete notato come per ogni miglioria sia stato necessario ingegnarsi.

Lo strumento otticamente era valido, ma aveva grosse carenze a livello di supporto meccanico, dato che era montato su un normale treppiede di origine fotografica.

Questo costringeva a continui e approssimativi aggiustamenti del puntamento per compensare il moto apparente degli astri inquadrati, operazione che ad alti ingrandimenti si dimostrava decisamente snervante.

Fu così che, dopo interminabili consultazioni di libri e dépliant cartacei, alla fine almeno un acquisto dovevo farlo e scelsi un classico di quegli anni, il telescopio riflettore di tipo Newton da 114mm di diametro e 900mm di focale, montato su una discreta montatura equatoriale.

Uno strumento con un ottimo rapporto qualità prezzo, fondamentale in tempi in cui i costruttori internazionali asiatici ancora non aveva determinato per questo settore commerciale il favorevole calo dei prezzi avvenuto in particolar modo dopo il 2000.

Tutto Aiuta

Eravamo all’inizio degli anni 90: a seguito di un decreto dell’allora presidente sovietico Boris Eltsin, per strada era frequente incontrare bancarelle di russi con gli oggetti più stravaganti, tra cui moltissime ottiche di buona qualità a prezzi bassissimi: una manna per completare il parco accessori degli appassionati di astronomia di quel periodo, me compreso!

Estrarre oculari, prismi, obiettivi da quei pezzi di ottica dalla meccanica piuttosto spartana era molto semplice. Così, rimediando i tubi delle giuste dimensioni per adattarli alle misure standard dei telescopi si poteva disporre di ottimi pezzi d’ottica a prezzi molto popolari.

Nel giro di pochi anni questi interessanti articoli si esaurirono, e progressivamente quasi tutto il materiale venne sostituito da articoli di diversa provenienza, a prezzi altrettanto popolari ma di qualità decisamente inferiore.

Passai diversi anni ad osservare e studiare il cielo con il Newton da 114mm, prendendo dimestichezza con tutte le problematiche che uno strumento simile presentava, quali la collimazione, l’impossibilità di mettere a fuoco diretto con la reflex, ancora una volta l’instabilità della montatura. Di nuovo dovetti affidarmi all’ingegno e all’autocostruzione.

Per la motorizzazione del telescopio, visti i costi elevati per le mie possibilità dei motori in commercio, mi avvalsi dell’esperienza in campo elettronico di un mio zio. Fu con lui che realizzammo un potenziometro su misura per regolare la velocità di rotazione di un motorino elettrico, estratto da una vecchia automobilina.

Il tutto sembrava funzionare discretamente, ma le difficoltà nel fotografare il cielo rimanevano molteplici e ogni volta che sviluppavo un rullino gran parte degli scatti risultavano affetti da qualche problema.

Luna e pianeti erano apparentemente più semplici perché più luminosi, ma questi soggetti, che necessitavano di alti ingrandimenti, appena si toccava la manopola di regolazione per la messa a fuoco, iniziavano a saltellare come grilli impazziti nel mirino della reflex.

Negli anni trascorsi con quel mio primo telescopio commerciale capii che gran parte dei problemi che si presentavano erano quasi sempre causati ad una parte meccanica non in grado di sostenere adeguatamente la controparte ottica, che al contrario forniva visualmente ottime prestazioni, con immagini molto dettagliate anche ad alti ingrandimenti, a dispetto del diametro relativamente piccolo dello specchio primario di 114mm.

In cima alla lista delle migliorie quindi c’era sicuramente la solidità del sostegno meccanico.

Nel 1992 iniziai a guardarmi intorno. I prezzi di strumenti più potenti erano fuori dalla portata delle mie finanze di studente, anche questa in questa occasione l’autocostruzione sembrava l’unica strada percorribile, ma non funziona per tutto, eccone un esempio.

Insieme ad un geniale collega di mio padre che aveva già costruito con successo alcuni specchi per telescopi a lunga focale, ci procurammo degli spessi dischi di vetro e iniziammo a lavorare due nuove ottiche: nei nostri progetti c’erano uno specchio da 20 cm F/6 per me ed uno da 30 cm F/5 cm per lui. Il lavoro risultò piuttosto difficoltoso, tanto che, nonostante il grande impegno profuso, non riuscimmo ad ottenere ottiche di sufficiente qualità. Per la parte meccanica non andò meglio. Il mio disegno prevedeva la realizzazione di una ingombrante (quanto instabile) montatura a forcella in legno, ma dopo averla sviluppata e usata qualche volta, ne rimasi deluso a causa dell’ingombro e ma anche di altre imperfezioni.

Abbandonata la soluzione dell’autocostruzione, io e il mio amico ci rivolgemmo ai migliori artigiani costruttori di ottiche italianidel tempo, Zen e Marcon.

Così, all’inizio del 1993, io ordinai uno specchio parabolico da 20 cm di diametro F/6 ed il mio amico un più impegnativo 30 cm F/5.

Contemporaneamente insieme ad un amico fabbro, iniziò la progettazione e costruzione di una più compatta, ma non meno pesante, montatura equatoriale alla tedesca in acciaio.

Ultimato lo strumento, nonostante un tubo ottico composta da un rudimentale tubo di plastica di origine idraulica, potevo finalmente godere delle eccezionali immagini fornite dal nuovo specchio da 20 cm con 3 volte in più di luminosità e potere risolutivo quasi doppio rispetto al precedente 114mm. Il cielo mi mostrava tutti i suoi gioielli senza esitazioni.

La montatura autocostruita era ancora piuttosto rudimentale e non aveva una grande precisione di inseguimento, ma grazie ad una serie infinita di piccole modifiche, nel tempo migliorò molto, fino ad uno stato finale più che accettabile, sebbene poco evoluto a livello elettronico.

Le Migliorie

Molte parti originariamente in acciaio negli anni furono sostituite da più leggere da componenti in alluminio, realizzate tra l’altro con maggior precisione.

La mancanza dell’elettronica, fatto salvo il semplice motore sincrono usato per l’inseguimento siderale, mi permise di mantenere allenata negli anni l’esperienza nel puntamento visuale.

Attraverso questo newton da 20 cm condussi osservazioni visuali in alta risoluzione emozionanti e indimenticabili, come ad esempio i segni degli impatti dei frammenti della cometa Schoemaker-Levy 9 su Giove nel luglio 1994, un evento probabilmente irripetibile nella sua spettacolare drammaticità.

Le immagini planetarie prodotte da questo strumento vantavano un’incisione ed un contrasto elevatissimi, grazie alla bontà dell’ottica e alla bassissima ostruzione, pari al 18%, ottenuta grazie ad uno specchio secondario di diametro ridottissimo e al diametro dello strumento non troppo elevato, poco disturbato dalla turbolenza dell’atmosfera.

Nell’estate del 2001, seguii visualmente con interessanti risultati l’evolversi della tempesta globale di polveri avvenuta su Marte,

che documentai con una serie di schede osservative pazientemente compilate disegnando quel che vedevo all’oculare.

Minori soddisfazioni ebbi in campo fotografico sui soggetti che richiedevano lunghe esposizioni, a causa della meccanica poco raffinata. Il tubo in materiale plastico si dilatava e fletteva durante le pose, restituendomi quasi sempre immagini con stelle mosse o sfocate e non puntiformi come una buona foto astronomica richiederebbe.

Nel 2002 ho l’occasione di acquistare uno specchio parabolico da 25cm diametro e 1200mm di focale realizzato da un validissimo (ma al tempo ancora poco conosciuto) costruttore di ottiche italiano, Fausto Giacometti.

La mia montatura equatoriale era ormai motorizzata in entrambi gli assi, sebbene avesse una parte elettronica sempre piuttosto semplice.

La Svolta: le WEBCAM

Siamo in un periodo di svolta per quanto riguarda la ripresa di immagini astronomiche: già nel 2001 alcuni pionieri dell’astrofotografia planetaria avevano adattato le prime webcam, a telescopi per riprese planetarie. La possibilità di acquisire filmati digitali, unita alle tecniche di elaborazione che iniziarono a diffondersi in quegli anni, permisero di ridurre drasticamente gli effetti negativi legati alla turbolenza dell’aria selezionando i fotogrammi migliori. Si ottennero così immagini planetarie incredibilmente dettagliate rispetto alle massime aspettative affidate alla classica fotografia chimica.

Anche io, sulla scia di questa nuova metodologia di ripresa ed armato del nuovo Newton da 25cm, ottengo risultati sorprendenti e frequenti pubblicazioni.

La postazione da cui riprendevo era sicuramente il top: il marciapiede davanti casa a Macerata, location simpatica soprattutto per i passanti ma obbligata dalla necessità di avere un punto corrente indispensabile per alimentare computer e telescopio durante le riprese.

I numerosi lampioni fortunatamente non compromettevano l’osservazione o la fotografia di oggetti del Sistema Solare.

Ma ovviamente non mi fermo e via di nuovo in officina.

In quegli anni ho la fortuna di usare l’attrezzatura di un meccanico locale. Grazie a tornio, frese, seghe a nastro, calandra, presse e molto altro posso realizzare tantissimi accessori più o meno grandi in alluminio, acciaio o plastica.

Sfruttai le mie capacità anche per progettare e realizzare molti accessori ed anche diversi telescopi Dobson (i Dobson sono strumenti dal grande diametro associato ad una struttura meccanica leggera e smontabile, in grado di facilitarne la trasportabilità).

Tra questi, un Dobson da 45cm di diametro per un astrofilo romagnolo, poi un 50cm e un successivo 60cm per il mio amico Andrea Boldrini di Jesi: Andrea successivamente non si fermò nemmeno a quel potentissimo strumento, tanto che attualmente possiede un incredibile Dobson binoculare ottenuto unendo due telescopi da 60cm di diametro.

Nel 2008 mi sposo e gli amici dell’associazione “Crab Nebula” di Tolentino (MC) mi regalano una montatura computerizzata. Il nuovo supporto merita un tubo ottico di qualità migliore, così decido di sostituire il vecchio tubo in plastica del newton da 25cm con un più stabile tubo in acciaio, in modo da poter sfruttare degnamente le potenzialità dell’ottica e della montatura anche nella fotografia a lunga esposizione. Il nuovo tubo, realizzato con tutta l’esperienza acquisita negli anni e di un bel colore blu metallizzato, non delude le aspettative.

Sebbene sia tutt’oggi soddisfatto delle prestazioni del Newton da 25cm, nel 2005 ho avuto l’opportunità di acquistare uno specchio parabolico ancora più potente, un 36cm di diametro confocale 180cm. Una nuova sfida era alle porte! Viste le grandi dimensioni e l’intenzione di usarlo sulla montatura già in mio possesso, scartai subito l’idea di dotare lo strumento del classico tubo chiuso, decisamente troppo pesante ed ingombrante. Mi orientai verso una più snella “intubazione” costituita da un unico braccio, ad una estremità c’è il sostegno dello specchio primario, all’altra il secondario e la messa a fuoco.

In un primo momento puntai ad una rudimentale soluzione in legno e alluminio, per saggiarne le prestazioni.

Nel tempo migliorai la struttura meccanica, mantenendo il concetto del monobraccio, ma sostituendo il legno con materiali più rigidi e affidabili, principalmente alluminio, per poterlo usare, sebbene prevalentemente in ambito planetario, sulla montatura in mio possesso.

La potenza di uno strumento dal diametro così generoso è in grado di regalare grandi prestazioni e risoluzione, anche se è inevitabilmente più esigente per quanto riguarda le condizioni atmosferiche.

L’Inseguimento

Dopo aver soddisfatto le mie esigenze sul diametro con la realizzazione dei telescopi sopra descritti, iniziai a percepire il desiderio di intraprendere un altro tipo di ripresa, quella a focali molto più brevi, tipiche dei comuni obiettivi delle macchine fotografiche, per viste più panoramiche, in grado di restituire immagini del cielo simili a come si vede ad occhio nudo.

Per queste riprese è sufficiente un setup molto leggero rispetto al telescopio, perfetto per raggiungere agilmente luoghi remoti spesso sconosciuti nella loro veste notturna, con poco inquinamento luminoso, capaci di restituire scatti molto suggestivi e coinvolgenti.

C’era solo un problema: l’unico sistema che possedevo per seguire il moto apparente del cielo era la mia bella montatura, che però coi suoi oltre 30 kg di peso mal si prestava all’astrofotografia di tipo “itinerante”.

L’esperienza come progettista e la perenne attività parallela di auto-costruttore, stavano inconsciamente predisponendo la mia mente alla nascita dell’idea che ha chiuso il cerchio rispetto al mio modo di intendere l’astrofotografia affidata, immaginavo, ad uno strumento piccolo e leggero facilmente trasportabile insieme a cavalletto e macchina fotografica durante le escursioni notturne.

Siamo in tempi più recenti e il mercato offriva già tutt’ora alcuni modelli di astro-inseguitori, ma l’ispirazione per costruire un oggetto simile tutto mio mi venne all’inizio del 2013, osservando un piccolo timer da cucina ad orologeria di quelli che, caricati a mano, compiono un giro in 60 minuti, terminando la carica con una sonora campanella.

Pensai: “che peccato che faccia un giro in una sola ora e non 24… avrei potuto usarlo come astro-inseguitore!” …era fatta, la lampadina si era accesa!

Un giro in un’ora era una velocità troppo elevata per le mie esigenze, ma bastava trovare un sistema in grado di demoltiplicare quel moto di 24 volte ed applicare qualcosa per sostenere la macchina fotografica per ottenere un rudimentale astro-inseguitore, addirittura in grado di funzionare senza il bisogno di batterie.

Alla modica cifra di 2 euro al pezzo, in un negozio di articoli cinesi comprai una decina di timer da cucina: tolto il pomello superiore per scoprire il meccanismo ad orologeria, notai una piccola ruota dentata al centro del piccolo meccanismo.

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La serie completa è comparsa nei numeri 258, 259, 260, 261 e 262