המדריך לצלם האסטרונומי

בהתבוננות השמימה מתוך העיר קשה לראות כוכבים רבים, בעיקר בגלל זיהום האור הנגרם מפנסי הרחוב. אך אם נצא מחוץ לעיר, למקום חשוך יחסית, ונביט לשמים, נגלה שהם גדושים באלפי כוכבים. אם נרחיק וניקח מצלמה וטלסקופ נגלה יקום עשיר במראות נפלאים, שאותם אפשר לתעד באמצעות ציוד צילום וטכניקות מיוחדות, ולהביא מראות אלו אלינו הביתה.

מסלולי כוכבים סביב כוכב הצפון
צילום: מיכאל צוקראן

צילום אסטרונומי הוא תחביב מאתגר ושונה מאוד מכל סוג צילום אחר. בצילומים "רגילים" נוהגים לרוב לצלם עצמים שמחזירים את אור השמש ישר אל חיישן המצלמה, ובתנאי חשכה מצלמים לרוב עם מבזק (פלֶש) מחובר למצלמה כדי להאיר את העצם המצולם, או תוך שימוש בחשיפות ארוכות – כאשר מאירים את העצמים באור מלאכותי. כשמביטים למעלה, השמים החשוכים מעלינו נראים כאילו אין להם מה להציע לנו, אך לא כך הדבר. באמצעות טכניקות צילום וציוד מתאים, נוכל לצלם עולמות אחרים ביקום.

כשמדובר בעצמים רחוקים כל כך, האור יכול להיות חלש מדי עבור העין האנושית ולא נצליח לראות אותו, אך אם נחליף את העין האנושית בחיישן מצלמה, ונשאיר את חיישן המצלמה לפעול כמה דקות ואפילו כמה שעות רצופות (חשיפה ארוכה), נוכל לאגור מספיק אור מעצמים רחוקים. העין האנושית אינה רגישה דיה כדי לקלוט אור חלש וקלוש זה – בעוד שחיישן המצלמה ממשיך לצבור ולצבור אור, ובעצם לצבור מידע. כך מתבצע צילום אסטרונומי.

בין אם אנו מסתכלים על גרמי השמים דרך טלסקופ או בעין בלתי מצוידת, מה שנראה הוא את העבר של גרמי השמים. מאחר שמדובר בעצמים רחוקים כל כך, אנו מבחינים באור שעשה מסעו בחלל ורק עכשיו הגיע אלינו – לרשתית העין או לחיישן המצלמה שלנו. זו חוויה מלמדת ומעניינת לצפות בגרם שמים שיכול להיות שכבר בכלל אינו נמצא שם או שצורתו השתנתה מזמן.

גלקסיית אנדרומדה הרחוקה כ-2.5 מיליון שנות אור מגלקסיית שביל החלב שלנו
צילום: מיכאל צוקראן

בעבר, רק למצפה מוסדי הייתה היכולת לצלם ולחקור את שמי הלילה, אך כיום, עם התקדמות הטכנולוגיה, כל אדם ממוצע המעוניין לעשות זאת – יכול. כמובן, לכל תחביב יש מחיר, ומחירו של ציוד אסטרונומי יכול לנוע מכמה אלפי שקלים עד מאות אלפים. אך אפשר גם ללכוד תמונות מרהיבות של שבילי כוכבים, של שביל החלב, של מטאורים נופלים ושל לוויינים חוצים על רקע כוכבים רק באמצעות מצלמה דיגיטלית, עדשה רחבת שדה, שלט וחצובה.

המדריך לצלם המתחיל

לפני שמתחילים יש כמה דברים שחשוב שיהיה לכם:

חצובה: לשם חשיפה ארוכה נדרשת חצובה יציבה; אם החצובה תהיה קלה מדי, כל רעידה או משב רוח יקלקלו את התמונה.

שלט: לחיצה עם האצבע על כפתור הצילום בגוף המצלמה עלולה לגרום לרעידה מיותרת, לכן מומלץ להשתמש בשלט אלחוטי או בטיימר הפנימי של המצלמה. יש שלטים עם צג דיגיטלי, שלהם יכולות קביעת זמני חשיפה. הדבר רצוי אך לא הכרחי.

עדשה: אנו רוצים לתפוס נתח גדול משמי הלילה, לכן עדשה רחבת שדה עדיפה.

מוקד (פוקוס) במצלמה: כדי לצלם תמונה חדה (הכוונה למראה כוכבים עגולים וקטנים ככל האפשר), נכוון את המצלמה לכוכב הבהיר ביותר שנמצא בשמים ונעביר את המצלמה למצב פוקוס אוטומטי. המטרה היא להביא את הכוכב הבהיר והגדול למצב שבו הוא הכי קטן שאפשר.

מצלמה: במצלמה מסוג רפלקס דיגיטלית (DSLR) יש אפשרות להחלפת עדשות שונות ולשליטה בזמני חשיפה של חיישן המצלמה, וכן לשליטה בשינוי הרגישות לאור. ככל שרגישות חיישן המצלמה גבוה יותר, יתקבל יותר אור לחיישן המצלמה (אך יגדל גם הרעש הדיגיטלי בתמונה). יש להעביר לרזולוציה הגבוהה ביותר (קובץ RAW – קובץ שאינו מעובד). המצלמה שומרת לקובץ זה את המידע מחיישן האור אחרי פעולות עיבוד מינימליות וללא פעולת עיבוד הצבע .

סוללה: הצילום יכול לנוע בין שעה לכמה שעות, יש להצטייד בסוללות נוספות או במצבר עם כבלים מתאימים למצלמה.

מחשב: מכיוון שמסך התצוגה גדול, רצוי להשתמש בשטח במחשב נייד, כך נוכל לבדוק אם התמונות שיצאו הן לשביעות רצוננו.

תוכנות צילום ועריכה: תוכנות מבית CANON או NIKON שנועדו לשלוט על המצלמה יבצעו את העבודה. לעיבוד התמונות רצוי להשתמש בתוכנת פוטושופ.

ערפילית הברבור – אזור של גז ואבק בקבוצת הכוכבים קשת
צילום: מיכאל צוקראן

לפני הכל

יש כמה דברים בסיסיים באסטרונומיה שכדאי לדעת לפני שמצטיידים בציוד צילום: כדור הארץ מסתובב סביב צירו, ב־360 מעלות קשת בכ־24 שעות, ובנטייה של 23.5 מעלות ביחס למישור ההקפה סביב השמש. לצופה מכדור הארץ ינועו השמים ממזרח למערב באותו הקצב. במחצית הצפונית של כדור הארץ כל הכוכבים נראים כמסתובבים סביב כוכב הצפון, פולאריס, הנמצא בהמשך הקו המגדיר את ציר הסיבוב של כדור הארץ.

כמו כן, יש כמה נקודות שיש להתחשב בהן בעת צילום שבילי כוכבים:

– מומלץ לצלם שבילי כוכבים עם נוף ברקע.

– לפעמים לוויינים ומטאורים יכולים לחצות את השמים ובתמונה הסופית נקבל פסים דקים וארוכים של אור.

– כדי לצלם את שביל החלב יש לבדוק זמני זריחה בתוכנה פלנטרית – סימולטור המדמה את שמי הלילה בכל רגע נתון.

– כאשר מצלמים בשטח כדאי להצטייד בביגוד חם, כיוון שטמפרטורות הגוף יורדות כאשר אנו מצלמים במקום אחד למשך זמן מה בלילה.

ערפילית הטריפיד – עשויה בעיקר מענני גז מימן, שבתוכם נוצרים כוכבים חדשים
צילום: מיכאל צוקראן

ועכשיו – לצלם

צילום גרמי שמים עמוקים: לצילום גרמי שמים עמוקים – גלקסיות, ערפיליות – נעשה שימוש בחשיפות ארוכות מאוד, היות שמדובר בעצמים חיוורים. חשוב לדעת כי ככל שמגדילים ופותחים את תריס המצלמה לזמן ארוך יותר לעצמים החיוורים הללו, כך גם מגדילים את הסיכויים לקבלת מריחות כוכבים. הסיבה לכך הוא סיבובו של כדור הארץ נגד כיפת השמים. אם נתעלם מסיבוב כדור הארץ נוכל לצלם שבילי כוכבים שנעים סביב כוכב הצפון כמו בתמונה מספר 1, אך נצטרך חצובה יציבה, מצלמת רפלקס דיגיטלית, עדשה רחבת שדה ושלט/מחשב. אם מעוניינים למנוע את ה"מריחה" בצילום כדאי להשתמש בחצובות עם מנועים חשמליים מדויקים, שנעים בקצב של 360 מעלות בכ־24 שעות, שמקזזים את הסיבוב של כדור הארץ זאת אומרת שהחצובה נעה בכיוון ההפוך לכיוון הסיבוב של כדור הארץ), וזאת כדי למנוע "מריחה" בצילום.

ברגע שמגיעים לשטח יש לבצע תהליך שנקרא יישור קוטבי (Polar alignment) – יישור החצובה לכוכב הצפון (כוכב זה נראה כאילו הוא אינו זז במהלך הלילה, והוא נמצא בקבוצת הכוכבים "הדובה הקטנה"). מאחר שכדור הארץ מסתובב ממערב למזרח, על החצובה לנוע ממזרח למערב. תנועה זו תהיה חייבת להתבצע על הציר המקביל בדיוק גבוה עד כמה שאפשר לציר כדור הארץ. יש להטות את ציר הסיבוב של המעמד המשווני כמידת קו הרוחב שבו מתקיימת התצפית, כך שציר הסיבוב יצביע במדויק על הציר הצפוני בחצי הכדור הצפוני ועל הציר הדרומי בחצי הכדור הדרומי. כדי שהציר יקביל לציר כדור הארץ קיימת גם דרישה למהירות סיבוב אחידה של הציר, כך שיתווה מעגל שלם אחת ליממה כוכבית. כיוונונים אלו יבוצעו בשטח באמצעות ידיות החצובה.

תיקוני עקיבה באמצעות מחשב: גם היישור לצפון המדויק ביותר לא יאפשר לבצע מעקב מדויק אחר הכוכבים, במיוחד אם נערכות במהלך הלילה חשיפות ארוכות. כל תזוזה זעירה תורגש מיד בתמונה. לכן יש להשתמש בטלסקופ נוסף, הממוקם מעל או ליד הטלסקופ הראשי. טלסקופ נוסף זה נקרא "טלסקופ עקיבה", שאותו מכיילים בשטח. טלסקופ זה צריך להיות מכוון לאותה נקודה שאליה הטלסקופ הראשי, המצלם, מכוון. לטלסקופ העקיבה מחברים מצלמת עקיבה המצוידת בחיישן קטן. מצלמה קטנה זו נועדה לצלם כמעט את אותו שטח שמים שאותו אנחנו רוצים לצלם עם הטלסקופ הראשי. תוכנת PHD תתחיל תהליך שנקרא "קליברציה" (באמצעות כיול). בתהליך זה, התוכנה הייעודית מחשבת את תנועת הכוכב שאחריו אנחנו עוקבים, ושולחת חזרה לחצובה את הוראות תיקוני העקיבה, וכך אפשר לקבל תמונה נקייה, ברורה וחדה של כוכבים שנראים כראשי סיכה. יש להצטייד במחשב נייד, ומפני שאנו מצלמים כל הלילה נדרשת הספקת חשמל שתספיק גם למחשב וגם לחצובה המשוונית.

האופטיקה: נוכל לצלם את שמי הלילה בעזרת כל טלסקופ כמעט, אך איכות האופטיקה היא זו שתקבע את איכות התמונה. יש מבחר ענק של טלסקופים המוצעים למכירה בשוק האסטרונומיה. חשוב להתחיל עם טלסקופ מסוג שובר אור. טלסקופ המשתמש בעדשה ראשית, המרכזת את האור לתוך עינית או חיישן המצלמה – הוא בחירה טובה לצלם מתחיל. העדשה אמורה להיות באיכות גבוהה. כמו כן יש לשים לב שהממקד ("פוקוסר") הוא באיכות גבוהה. הממקד ממוקם בסוף צינור הטלסקופ, ותפקידו למרכז ולמקד את האור שנאסף מהעדשה הראשית על ידי שימוש בצינור נוסף (ה"ממקד" עצמו), שאליו מחוברים גלגלים קטנים המשמשים להרחקתו והקרבתו מצינור הטלסקופ. חשוב לדעת כי הממקד אינו פחות חשוב מאיכות העדשה.

מיקוד: המיקוד הוא חלק עדין בצילום אסטרונומי והוא קשה לביצוע. מאז המצאת טכנולוגיית ה־Live View אפשר להגדיל את הכוכבים דרך תוכנת המצלמה לאיזה גודל שנבחר, כדי שנראה טוב יותר את העצם שאותו נרצה למקד דרך המחשב. כאשר ממקדים לצורך צילום אסטרונומי, יש לבצע מיקוד על כוכבים באזור האובייקט המצולם.

רגישות המצלמה ורעש: כאשר מצלמים אובייקט חיוור מאוד יש להעלות את רמת הרגישות במצלמה כדי לקלוט יותר אור, וכך מקבלים יותר פרטים על האובייקט המצולם. הבעיה היא שככל שמעלים את הרגישות (ISO) ומאריכים את זמן החשיפה, החיישן מתחמם יותר ומייצר "רעש" – מעין לכלוך – והתמונה יוצאת באיכות ירודה. בשוק האסטרונומיה קיימים כמה פתרונות לבעיות אלו. פתרון אחד הוא שימוש במצלמות CCD שמיועדות לצילום אסטרונומי, ושמקררות את עצמן במהלל הצילום. בדרך כלל מצלמות אלה הן האופציה הטובה ביותר, גם עבור הצלם החובב וגם עבור הצלם המקצוען. החיסרון במצלמות אלו הוא מחירן הגבוה, שיכול להגיע לעשרות אלפי שקלים. אפשרות חלופית היא צילום עם מצלמת  DSLRשמחירה נמוך יחסית. בדרך כלל משתמשים בה לצילומי טבע ונופים. חסרונה של מצלמת ה-DSLR הוא שאין לה האפשרות לקירור החיישן. במצלמות אלו מצלמים מספר רב מאוד של צילומים (כמה מאות במהלך הלילה…) כדי ללכוד אור רב מהאובייקט המצולם. בכך מגבירים את היחס בין האות לרעש. נוסף לתמונות האור, יש צורך לצלם תמונות "חושך" שנועדו ללכוד רק את הרעש הנראה בתמונה. אפשר לעשות זאת באמצעות כיסוי עדשת הטלסקופ. לאחר מכן מחברים את התמונות לתמונה אחת באמצעות שימוש בתוכנה ייעודית (את כל התוכנות אפשר להוריד באינטרנט, חלקן בחינם וחלקן תמורת תשלום, יש לחפש תוכנה ליישור ולחיבור תמונות); התהליך מכונה Stacking.

הערפילית הגדולה באוריון – בית יוצר לכוכבים.
הערפילית ממוקמת מדרום ל"חגורה" של קבוצת הכוכבים אוריון, במרכז ה"חרב". ממקום חשוך ניתן לראות אותה בעין בלתי מזוינת ככתם מעורפל. ערפילית אוריון היא אחד האובייקטים הפופולארים בקרב חובבי אסטרונומיה ובמחקרים
צילום: מיכאל צוקראן

לילה של כוכבים

אחרי שירדנו לשטח וצילמנו במשך לילה שלם, ניקח את כל חומרי הגלם ונזין אותם לתוך התוכנה שמחברת את כל התמונות האסטרונומיות. בסוף התהליך מתקבל קובץ אחד ובו כל חומר הגלם, וממנו אפשר להפיק תמונה סופית. מומלץ להשתמש בתוכנת פוטושופ כדי להגיע לתוצאה הרצויה. לא מעט פעמים שואלים אותי אם השימוש בפוטושופ הוא תהליך מרכזי בהפקת התמונה; התשובה לכך היא בהחלט לא! מטרת הפוטושופ היא להוציא החוצה את הפרטים שכבר חבויים בתמונה, ואין מדובר בתמונה מלאכותית. העיבוד הוא בין האזורים הכהים לבהירים, ניקוי רעש והגברת הניגודיות. אנחנו לא ממציאים אובייקט חדש בשמים אלא מקבלים תמונה נקייה וחדה של הדבר האמיתי.

כל שנותר הוא להתבונן ולהיות גאה ביצירת המופת שהטבע יצר ושאנחנו תיעדנו.

מיכאל צוקראן הוא צלם אסטרונומי ותיק ומדריך חלל ואסטרונומיה לנוער. במקביל הוא פועל למען הפחתת זיהום האור בישראל כחבר בצוות "אור מכוון".