Jupiter Project

Un progetto EANweb ASTRONOMIA NOVA
curato e diretto da CRISTIAN FATTINNANZI
fattinnanzi.c@gmail.com

CRISTIAN FATTINNANZI LANCIA UN APPELLO AGLI ASTROFILI: ADERITE ALLO JUPITER PROJECT 2011

Per coinvolgere un numero consistente di appassionati nello studio di questa opposizione di Giove e, soprattutto, per fornire un supporto adeguato ai giovani neofiti desiderosi di dare un significato scientifico alle loro riprese digitali del pianeta, ho creduto opportuno lanciare l’idea di costituire un Team di ricerca i cui componenti – di qualsiasi età e livello di conoscenze nell’ambito dell’astronomia digitale – siano ampiamente disposti a lavorare di concerto e che non disdegnino di mettere in comune gli eventuali risultati ottenuti.

Ciò premesso, sono concretamente a disposizione di tutti coloro che intenderanno avvalersi della mia esperienza e dei miei consigli, in particolare, per tutto quanto concerne gli aspetti tecnico/operativi e strumentali connessi alla ripresa digitale delle immagini, con camere CCD o webcam, e la successiva elaborazione del materiale raccolto.

Invito i partecipanti al Progetto a prendere nota di tutte le informazioni riguardanti le proprie riprese, prima di tutto curando precisamente la tempificazione delle immagini, senza dimenticare di annotare se possibile le condizioni atmosferiche vigenti durante le osservazioni (turbolenza, trasparenza, vento, umidità….). Questo insieme di dati e di informazioni contribuiranno concretamente a rendere il più possibile omogeneo e confrontabile l’aspetto finale delle immagini acquisite.

Nel seguito di questo documento sono descritte le tecniche di ripresa consigliate e le date alle quali (meteo permettendo!) si dovranno eseguire, in sincrono, i video di Giove.

FINALITA’ DEL PROGETTO

1)      Si propone l’organizzazione di riprese simultanee di Giove, a livello nazionale. Le immagini simultanee eventualmente raccolte durante queste sessioni osservative saranno elaborate ed opportunamente sommate. L’immagine finale, che sarà un’immagine media ottenuta con una successiva elaborazione, mostrerà sicuramente meno rumore delle singole immagini di partenza, permettendo anche un aumento della risoluzione. I dettagli sulla metodologia delle riprese  sono esposti più avanti in questo documento.

2)     Il secondo importante obiettivo del progetto  è di registrare delle macchie di albedo sulla superficie dei quattro satelliti Medicei, risultato ormai raggiungibile anche con una strumentazione amatoriale.ì

IL PROGRAMMA DELLE RIPRESE DIGITALI DI GIOVE TRA OTTOBRE E NOVEMBRE 2011

E’ senz’altro necessario preparare un programma delle riprese, per seguire al meglio questa opposizione.

Di seguito fornisco le informazioni tecniche essenziali per poter approntare una efficace pianificazione delle osservazioni, propongo, infine, un calendario per delle riprese webcam simultanee, distribuite tra novembre e dicembre prossimi, alle quali dovrebbero partecipare tutti gli aderenti al progetto.

  • Le riprese con webcam o tele camere astronomiche dovranno essere  a colori (con sensori RGB o in tricromia con quelli monocromatici) senza dimenticare il filtro IR-cut: in questo modo otterremo immagini dall’aspetto realistico, molto  simile a quanto percepisce l’occhio al telescopio.
  • L’alternativa reflex digitale: le riprese con digicam sono di notevole interesse, anche se non mancano delle controindicazioni. In primo luogo, se non si ha la possibilità di registrare un video siamo costretti a riprendere una serie di foto, le lievi vibrazioni introdotte dall’otturatore (che comunque “scatta” al momento della foto, nonostante il pre-sollevamento dello specchio) degraderanno notevolmente i risultati. L’immagine di Giove sul sensore CMOS delle digicam, di così grandi dimensioni rispetto alle webcam, potrebbe ingannare l’utilizzatore che, vedendo Giove occupare solo una frazione dell’area utile del display, potrebbe essere tentato di ingrandire oltre misura le dimensioni del disco planetario, con il rischio di ottenere una minor nitidezza, provocata dal maggior tempo necessario per una corretta esposizione. Il tempo di posa, allungandosi oltre il decimo di secondo, non faciliterà il “congelamento” della turbolenza atmosferica. Sarà prferibile regolarlo in modo da avere una leggera sottoesposizione, per non rischiare di bruciare le zone più chiare del pianeta in nessuno dei canali colore (RGB). Le riprese dovranno essere eseguite in formato RAW o JPG, alla massima risoluzione, e sensibilità regolata su valori medio-alti (ISO da 200 a 1600), per contenere i tempi di posa. Le montature più solide permetteranno riprese comunque interessanti e dai colori molto realistici.

E’ probabile che vi saranno alcune decine di astrofili che aderiranno al progetto. Supponendo che essi siano una cinquantina e che il diametro medio dei telescopi a loro disposizione sia intorno ai 20 cm, con un semplice calcolo vediamo che, sommando tutte le superfici ottiche, otteniamo la copertura di un’area pari a quella di un telescopio da 150 cm!

La potenza ottica di cui disponiamo è quindi veramente notevole ed anche i risultati che si potrebbero ottenere, sfruttandola adeguatamente, potrebbero essere straordinariamente interessanti.

Per “sommare”, in termini di risoluzione, i contributi di ogni singolo osservatore, è necessario coordinare adeguatamente le riprese attraverso la precisa applicazione di modalità operative comuni.

Per sincronizzare le riprese, stabiliremo l’ora CENTRALE del filmato, tutti della durata di massimo 2 minuti, nello stesso periodo dovranno essere eseguiti i 3 brevi filmati coi filtri R, G, B per chi usa sensori in bianco e nero. La focale va allungata fino ad un valore che permetta un buon compromesso tra ingrandimento e tempo di esposizione, gli altri i parametri di ripresa, si determineranno in base alle istruzioni contenute sopra.

L’orario di inizio delle riprese coinciderà con le mezz’ore: quindi i filmati “sincronizzati” potranno iniziare alle h. XX:59’00” (per finire alle h. XX:01’:00” dell’ora successiva) o alle XX:29’00” (per finire alle h. XX:31’:00”), come indicato nella tabella sotto.

Ho indicato le notti tra SABATO e DOMENICA, perché sono quelle che generalmente consentono la massima libertà di orario, ma potremo aggiungere sessioni di ripresa in altre nottate, nel caso di eventi interessanti  o condizioni atmosferiche particolarmente favorevoli.

DATE E ORARI DI RIPRESA: OTTOBRE-NOVEMBRE 2011 **aggiornati 03/10/2011***

Ecco le date e gli orari (in TU, tempo universale) stabiliti per l’inizio delle riprese dei filmati fino alla fine di novembre:

2 Ottobre 2011: filmati centrati                   alle 00:30 UT,            alle 01:00 UT

9 Ottobre 2011: filmati centrati                   alle 00:00 UT,            alle 00:30 UT (notte tra l’8 ed il 9 ottobre)

16/17 Ottobre 2011: filmati centrati           alle 23:30 UT,            alle 00:00 UT (la prima immagine sarà datata 16, la seconda 17 ottobre)

23 Ottobre 2011: filmati centrati                 alle 23:00 UT,            alle 23:30 UT

29/30 Ott. 2011: filmati centrati                  alle 22:30 UT,            alle 23:00 UT  (Notte del cambio dell’ora legale, comunque successivo agli orarti delle riprese)

5 Nov. 2011: filmati centrati                        alle 22:00 UT,            alle 22:30 UT

12 Nov. 2011: filmati centrati                      alle 21:30 UT,            alle 22:00 UT

19 Nov. 2011: filmati centrati                      alle 21:00 UT,            alle 21:30 UT

26 Nov. 2011: filmati centrati                      alle 20:30 UT,            alle 21:00 UT

Tutti coloro che eseguiranno delle riprese webcam agli orari e nelle notti indicate, contribuiranno all’elaborazione di una singola immagine finale. Ogni immagine “finale” sarà ovviamente relativa ad un preciso istante delle riprese.  Per intenderci, ovviamente non sommerò le immagini del 3 novembre con quelle del 4 novembre, ma prenderò tutte le immagini pervenute relative alla stessa data e ora, tra quelle stabilite sopra.

Le immagini da utilizzare per queste elaborazioni mi dovranno pervenire, elaborate in maniera non eccessiva e complete di tutte le informazioni tecniche necessarie, al mio indirizzo e-mail.

In un articolo che apparirà su di un prossimo numero di ASTRONOMIA NOVA, illustrerò in dettaglio la procedura necessaria per elaborare e sommare le immagini di Giove.

Le notti più importanti, caratterizzate da una forte partecipazione di osservatori, saranno quelle più vicine all’opposizione: 23 ottobre, 29 ottobre e 5 novembre.

Raccomando la massima cura nella regolazione degli orologi del PC, l’orario del televideo ha già la precisione necessaria ad una temporizzazione corretta, non fidiamoci mai dell’orologio dei PC, che può perdere precisione con il susseguirsi delle accensioni. Verifichiamo quindi ad ogni sessione osservativa che l’orario sia ben regolato.

ALCUNI CONSIGLI SULLE CORRETTE TECNICHE DI RIPRESA DIGITALE DI GIOVE

Al fine di i migliori risultati nelle riprese digitali in alta risoluzione del pianeta, riporto una serie di consigli che potranno essere d’aiuto a chi utilizza le diffusissime webcam o le più recenti camere CCD ad alta velocità:

  • Prima di iniziare le riprese, attenderemo che le ottiche si stabilizzino termicamente. Secondo il tipo di strumento utilizzato, potranno essere necessari dai 10 ai 60 (o anche 120) minuti. Nel frattempo prepareremo il computer e sincronizzeremo il suo orologio interno, controlliamo la collimazione delle ottiche (attenzione alle “piume di calore”, specialmente sugli strumenti a tubo chiuso!) e del cercatore. Queste operazioni contribuiranno in modo determinante a rendere più semplice ed efficace il nostro lavoro di ripresa.
  • Applicare la webcam al telescopio con gli accessori adatti ad allungarne la focale. Se il seeing è favorevole, tramite Barlow o oculari in proiezione,  possiamo spingerci fino ad una focale “F” (in mm) che si ottiene, per Giove, dalla seguente formula: F = D x P x 6.

La formula ci dice che focale “F” dipende dal diametro del nostro strumento “D” (in mm) e dalla lunghezza del lato del pixel del nostro sensore “P”, espresso in micron (per le Vesta, Toucam, SPC900, DBK 21  questo valore è 5,6 micron, usando un telescopio da 250 mm di diametro ciò significa allungare la focale fino a 8400 mm). Il numero “6” è una costante opportunamente dimensionata.

  • La notevole luminosità di Giove ci consente di spingere a fondo sulla focale. Spesso, però, è opportuno cercare un compromesso  che ci consenta di utilizzare tempi di posa rapidi, tipo intorno ad 1/50 di secondo, potremo così “congelare” meglio il seeing. Ad esempio, preferiremo 8 metri di focale anziché 10 metri quando ad essa, corrisponderà una posa di 1/50 di secondo contro 1/33, tempo sufficiente a ridurre al minimo la turbolenza registrata.
  • Se utilizzeremo una webcam ne regoleremo attentamente il guadagno, in modo che non superi mai il valore di 230 ADU, eviteremo così di sovraesporre le zone più luminose.
  • Le webcam consentono di riprendere Giove a colori. In tal caso sarà necessario utilizzare un buon filtro “IR-cut”, per far sì che venga esclusa la componente infrarossa che, altrimenti, altererebbe il bilanciamento cromatico dell’immagine del pianeta.
  • Con le webcam un po’ datate, in genere USB 1.1, alla risoluzione video di 640×480 pixels, non conviene mai superare la frequenza di ripresa di 15 fotogrammi al secondo. Superando questa frequenza di ripresa si ottiene una compressione dell’immagine che pregiudica notevolmente la qualità dei risultati.
  • La durata dei filmati, a causa della rotazione del  pianeta, può essere spinta fino a 2 minuti per strumenti di diametro intorno ai 30 cm di diametro. Filmati di questa durata, se non acquisiti in modalità compressa (ad esempio “divx”), saranno molto “ingombranti” in termini di megabyte. Assicuriamoci pertanto di avere spazio sufficiente nell’hard-disk del nostro computer.
  • I possessori di camere CCD in B/N, potranno riprendere il pianeta in determinate ed “esotiche” bande spettrali (anche le webcam a colori, pur con qualche limitazione, possono essere utilizzate per questo tipo di riprese). … Questo tipo di riprese non potranno però essere utilizzate nelle sessioni sincronizzate (che saranno normali immagini a colori).
  • Tra tutti i tipi di strumenti,  i riflettori sono quelli che possono essere impiegati con il maggior profitto in ogni regione dello spettro.  Essi sono notoriamente degli eccellenti telescopi tuttofare. Ma sarà bene che le loro ottiche siano molto ben lavorate e che il fattore d’ostruzione  non superi il 30%. I diametri generosi, oltre i 40 cm, hanno un potenziale enorme, che purtroppo, però, può essere sfruttato raramente, in quelle serate cioè dal seeing particolarmente buono. In genere i diametri consigliati (con un rapporto ottimale tra ingombro e prestazioni e il cui impiego sia limitato al territorio nazionale, notoriamente caratterizzato da un seeing medio che supera i 2”.5), sono quelli tra i 20 ed i 35 cm.

Per le riprese di Giove nella banda rossa o infrarossa si potranno  utilizzare anche i grossi rifrattori acromatici, i cui residui di colore saranno ridotti grazie dall’utilizzo del filtro. Non forniranno però risultati di qualità elevata nelle riprese a colori, proprio perché il cromatismo residuo “impasterà” eccessivamente le immagini.

  • E’ possibile, operando in un arco di tempo non superiore ai 2 minuti, eseguire 2 riprese del pianeta: una in modalità “bianco e nero”, con il filtro rosso o infrarosso, ed una a colori, col semplice filtro IR-cut. Ribadiamo che uno degli obiettivi del presente progetto è di riprendere, in sincrono il pianeta, con più strumenti e, successivamente, unire i risultati ottenuti da persone e luoghi diversi; è necessario però che i filmati utilizzati per la luminanza (in questi casi quelli con filtro IR) siano CENTRATI sull’orario prestabilito.
  • Per facilitare la somma delle immagini ottenuta, sarà utile posizionare il sensore in modo che le bande risultino approssimativamente orizzontali ed il sud in alto.
  • In fase di elaborazione, non eccedere mai con le maschere di contrasto. Fare in modo che l’intera immagine sia leggibile e nessuna zona risulti sovresposta. nelle riprese a colori allineare accuratamente i tre canali R G B (con Iris o Photoshop), la cui traslazione è prodotta dalla rifrazione atmosferica differenziale.
  • Evitare di rendere nero il fondo cielo, questa operazione, con le dovute precauzioni di “rispetto” verso i bordi del pianeta, si può fare eventualmente a fine elaborazione.
  • Archiviare sempre i filmati originali. Non disponendo di spazio sull’hard-disk, masterizzarli su CD/DVD oppure salvare i canali-somma in formato “FITS” non elaborati, restituiti da IRIS (o software analoghi) alla fine dell’elaborazione. Salvando i filmati sarà possibile ripetere l’elaborazione con tecniche o software diversi.
  • Chi volesse realizzare filmati che mostrino la rotazione del pianeta potrà riprendere il pianeta nell’arco della stessa notte, eseguendo un filmato ogni circa 5 minuti. Anche se non si coprirà l’intera rotazione del pianeta, otterremo comunque un documento importante, utile per lo studio dei dettagli visibili specialmente se si potrà confrontarlo con analoghi lavori ottenuti da altre località e con una strumentazione simile alla nostra.

Aderisci al progetto!

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