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Foto astronomica del giorno

Astronomy picture of the day

Sensore CCD

Astrofotografia

In alternativa alla fotografia tradizionale, la tecnica CCD ha permesso di risolvere molti problemi legati alla tecnica di ripresa. Nel metodo tradizionale, il cosiddetto metodo chimico, su pellicola o lastra fotografica, la luce stimola alcune reazioni chimiche sul supporto che ne cambiano le composizione chimica superficiale producendo l'immagine. Tali reazioni necessitano di una energia per essere attivate, tale energia è il risultato dell'accumularsi nel tempo della potenza irradiata dalla luce incidente, proveniente ad esempio da una stella. In generale, la potenza irradiata da un corpo celeste durante i tempi tipici di una ripresa fotografica si può ritenere costante pertanto, in teoria, l'energia accumulata sulla pellicola è lineare con il tempo; ciò vuol dire che raddoppiando il tempo di esposizione della pellicola alla luce, raddoppia l'effetto ovvero la luminosità dell'immagine finale.

Le sostanze chimiche presenti su una pellicola o una lastra fotografica non reagiscono in modo lineare, infatti raddoppiando l'energia accumulata la quantità di prodotti di reazione non raddoppia ma è presente in misura minore; in pratica la matrice chimica si satura dei prodotti di reazione che si producono inibisce lo svolgersi della reazione successiva, insieme alla diminuzione dei reagenti questo comportamento spiega la non linearità della risposta della pellicola alla luce.

In effetti la pellicola è un mezzo passivo, l'informazione cromatica, ovvero la fotografia, viene creata partendo da una quantità di sostanza finita e che tende ad esaurirsi nel tempo.

In conclusione, per ottenere la registrazione di oggetti celesti deboli è necessario impostare un tempo di esposizione molto più lungo di quello strettamente legato alla bassa luminosità, la fotografia di nebulose e galassie richiede tempo di esposizione di un'ora e più, con risultati non sempre entusiasmanti.

Camera CCD

Camera CCD

La dotazione del Gruppo Astrofili Soresinesi consiste in una Starlight Xpress Ltd MX7-C definita come high resolution one shot color, ovvero camera ad alta risoluzione che permette di ottenere immagini a colori con una singola esposizione. Questo tipo di camera è stato scelto in funzione degli oggetti celesti che meglio si prestano ad essere studiati nella località dell'osservatorio astronomico, infatti per la persistente umidità dell'aria, per la posizione nel pieno centro abitato e conseguente inquinamento luminoso gli obiettivi dei nostri studi sono i pianeti, il Sole e la Luna, che devono essere fotografati in alta risoluzione e che sono intrinsecamente luminosi.

L'alta definizione della camera è assicurata dalla struttura del chip fotosensibile, ovvero dell'elemento fotosensibile che costituisce la pellicola elettronica sulla quale la luce incide. Il circuito sensibile è un Sony Exview CCD composto da 752 x 582 elementi fotosensibili, detti pixel, ciascuno di area pari a 6.5 x 4.8 micrometri.

La camera può fare immagini a colori in una sola esposizione perchè il chip sensibile è ricoperto con una matrice di filtri colorati che si sovrappongono ai pixel creando una opportuna maschera. Il sensore CCD raccoglie la luce proveniente ad esempio da una stella e la converte in carica elettrica accumulata e poi scaricata, la misura della carica elettrica consente di stimare la quantit├á di luce che ha inciso il sensore e quindi formare l'immagine. Questo fenomeno genera immagini in bianco e nero; l'equivalente a colori, necessariamente falsi colori, si ottiene con esposizioni multiple ciascuna attraverso un filtro colorato di diversa tonalità e successiva elaborazione. La maschera di filtri presente sul sensore e il software di controllo consente di ottenere un'immagine a colori con una sola esposizione.

La camera CCD a disposizione del Gruppo Astrofili può comunicare con i motori della montatura del telescopio e governarne i movimenti. Il sensore riprende l'immagine e misura la posizione dell'oggetto nel campo di fotografia alternativamente, ad ogni deriva dell'oggetto corrisponde una reazione del sistema camera-motori che riporta 'oggetto nella giusta posizione agendo sul movimento della montatura, in questo modo l'inseguimento è corretto anche per tempi molto elevati.

Il modulo autoguida Starlight Xpress S.T.A.R. 2000 Interface Module si installa come un ponte tra la camera CCD e il PC, deve essere addestrato ai tempi di reazione della montatura del telescopio tramite una procedura opportuna, ma questa operazione si esegue una volta sola, a patto di lavorare sempre con la stessa montatura.

Webcam planetaria

Webcam planetaria

Tra le recenti piccole "rivoluzioni" nel campo dell'astronomia amatoriale non si può non parlare delle tecniche di ripresa planetaria mediante webcam. Credo pochi non sappiano cosa sia una webcam, mentre forse un numero più nutrito di persone ignora che questi piccoli apparecchi si possano rivelare così versatili e potenti da potersi utilizzare in campo astronomico . Mediante queste piccole telecamere per computer è stato possibile portare sul banco di lavoro di ogni astrofilo un sensore CCD (o CMOS) a colori dalle buone prestazioni e, cosa pi├╣ importante, a costi relativamente bassi.

Queste camere vengono utilizzate per effettuare riprese di corpi del sistema solare (luna, sole, pianeti..), l'incapacità di questi strumenti di eseguire delle lunghe pose le esclude dal campo della ripresa di soggetti del profondo cielo. Questo però è vero in parte visto che è possibile modificare la componente circuitale di una webcam in modo da poterla utilizzare anche nella cattura di immagini deep-sky.

Il Gruppo Astrofili Soresinesi dispone di una Philips Vesta Pro (PCVC675K) con sensore CCD da 640x480 pixels, particolarmente indicata per l'uso astronomico grazie all'elevata sensibilità luminosa e la ridotta dimensione dei singoli pixel (5.6um). Grazie a questa camera è possibile effettuare riprese dei pianeti, dei dettagli lunari e solari.