Cómo elegir el telescopio para astrofotografía

Cuando empecé con la astrofotografía partía de 0 en este campo y fueron muchas semanas de búsqueda de información. Intentaré condensar lo aprendido y que hice servir para escoger el equipo según las condiciones en las que lo iba a usar.

Primero de todo has de fijar un presupuesto, has de saber que la astrofotografía no es barata.

Para mí, existe una regla básica: la montura es la inversión prioritaria del sistema.

El tubo principal y la cámara definen el campo y la resolución potencial, la montura determina si esa resolución puede aprovecharse durante exposiciones largas.

 

La lógica correcta de diseño del conjunto es:

Paso 1 — Definir qué quieres fotografiar (en general)

No es lo mismo una nebulosa grande que un planeta.

Paso 2 — Elegir un sistema eficiente que capte la luz con calidad

La elección de los componentes (tubo + cámara + montura) acabará marcando la diferencia si la noche acompaña y procesas bien la imagen. Pero antes de comprar hay que mirar el siguiente paso.

Paso 3 — Verificar la resolución

Es el tema que voy a abordar ahora.

El factor decisivo que condicionará todo al fin y al cabo es el SEEING del cielo en el que vamos a trabajar. A partir de ahí podemos empezar a construir.

Hablaré de los parámetros de resolución del conjunto tubo + cámara principal. 

Puedes acceder a los temas directamente o seguir leyendo sobre este aspecto fundamental.

TEMAS

• Elección de la montura

• Elección del tubo principal

• Elección de la cámara principal para astrofoto

• Elección del tubo y cámara de guiado para astrofoto

Para que se pueda ir entendiendo iré poniendo el ejemplo de MI EQUIPO. 

Empecemos con tres conceptos:

Bortle → contaminación lumínica del cielo.
Seeing → estabilidad atmosférica (turbulencia).

Segundo de arco (") → Es una unidad angular que se utiliza para medir posiciones y tamaños aparentes de objetos en el cielo.

Definición para que se entienda mejor:

• Un círculo completo tiene 360°.
• Cada grado (°) se divide en 60 minutos de arco (′).
• Cada minuto de arco se divide en 60 segundos de arco (″).

Regla = A menor valor, más "nítido"

1. El límite real lo impone el SEEING

Las comillas son segundos de arco o arcosegundos por píxel

En España estos son los valores típicos:

Lugar	Bortle	Seeing típico
Pirineos / alta montaña	2–3	0.5″ – 1.5″
zonas rurales	3–4	1.5″ – 2″
suburbios	5–6	2″ – 3″
ciudad	7–8	2.5″ – 4″

Seeing	FWHM estrella
excelente	0.5″–1″
bueno	1″–2″
medio	2″–3″
malo	>3″

Esto significa que la estrella no es un punto, sino un disco de ese tamaño angular.

2. Teorema de Nyquist aplicado a astrofotografía

$$\text{escala óptima} \approx \frac{\text{FWHM}}{2}$$
$$\mathrm{<br>}$$

$$3″ / 2 = 1.5″/pixel$$

De ahí sale el valor usado habitualmente, ese 1,5"/pixel que usaremos de referencia, ya que de media ese 3" es el seeing que se suele tener.

• si sale 1.2″/pixel → perfecto

• si sale 1.6″/pixel → también perfecto

• si sale 0.6″/pixel → demasiado exigente

• si sale 3″/pixel → demasiado bajo

3. ¿Qué pasa si la resolución es mayor que el seeing? 

Hay oversampling

4. ¿Qué pasa si es menor que el seeing? 

Hay undersampling

No existe una relación directa obligatoria. Se puede tener:

• cielo Bortle 2 con seeing malo, o

• cielo Bortle 7 con seeing excelente.

Incluso con telescopios muy buenos y cielos muy oscuros, en una noche mala no sacaras buenos resultados.

El tema de cómo abordar el undersampling lo comento al final del post.

5. Cálculo de resolución del equipo

Ahora que ya sabemos el parámetro de las condiciones, vamos a buscar los componentes.
Partimos de la siguiente fórmula:

En mi caso usé ese 1,5"/pixel para configurar mi equipo, ya que observaría básicamente en ciudad o alrededores. A modo rápido, sabía que quería un refractor mediano y me fijé en el Skywatcher 80ED (80MM APERTURA Y 600MM DE FOCAL). 

A partir de ahí barajé varias cámaras refrigeradas a color y comparé los tamaños del sensor utilizando dicha formula para obtener aproximadamente 1,5"/pixel.

Finalmente me decanté por la ASI 294MC Pro, busqué el tamaño del sensor y me dio:

Añado que más adelante me compré el reductor/aplanador de campo 0.85x para corregir las esquinas y agrandar el campo. A esos 600mm se multiplica por el 0.85x y obtengo una distancia focal de 510mm, con lo que usando la formula mi resolución pasa a ser 1,87"/pixel

Pasé de 

600mm/80mm =F7,5 

a

510mm/80mm=F6,4

Mayor campo y mejora de 1 F-Stop (más luminoso)

CONCLUSIÓN

No existe una resolución única correcta, sino una zona donde el sistema funciona bien.

Primero de todo tendremos que escoger un tubo principal. Define los parámetros estructurales como el campo visual, la velocidad del sistema o calidad de imagen.

Segundo una cámara principal, ya que no crea la imagen, la muestrea.

Tercero la montura que aguante de sobras el peso.

Con esto podemos empezar, si queremos más entramos en guiado.

TEMAS

• Elección de la montura

• Elección del tubo principal

• Elección de la cámara principal para astrofoto

• Elección del tubo y cámara de guiado para astrofoto

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Podemos tener un equipo que haga undersampling, pero posteriormente tendremos que solucionarlo haciendo dithering y luego integrando con la técnica de drizzle.

Que es el dithering

El dithering es una técnica de adquisición donde entre toma y toma se mueve la montura (en el orden de pixeles o segundos de arco) modificando el encuadre, de tal forma que una estrella no siempre quede registrada por el mismo pixel. Las imágenes hechas con esta técnica nos permiten por un lado remover mas fácilmente defectos de la imagen como los hot y cold pixels, y a la vez hacer una reconstrucción estadística de la información con el método drizzle. Muchos programas de adquisición cuentan con la opción de dithering y aleatorio.

 
Que es el drizzle

Es un algoritmo creado por la NASA. Tambien se lo conoce como Reconstrucción Lineal Variable de Píxeles. Dependiendo del factor de drizzle (2x, 3x) nuestra imagen resultará con un tamaño de 4 (2x) o 9 (3x) veces más grande. Donde originalmente nuestra estrella ocupaba 1 solo pixels y su perfil era cuadrado, con este algoritmo reconstruimos su perfil basados en la estadística de nuestras tomas individuales y lo veremos como una estrella redonda.

Gracias por seguirme