Туманность Калифорния (NGC1499), снятая фотолюбителем Филиппо Брадашиа на охлаждённую камеру D5500a с апохроматическим рефрактором AIRY ED100
Итальянский производитель оборудования для астрофотографии PrimaLuceLab выпустил интересную модификацию камеры Nikon D5500a специально для астрофотографии. Модификация адаптирована для длинной выдержки и использует созданную под заказ систему охлаждения для сенсора ПЗС. Самые серьёзные астрофотографы всегда охлаждали сенсоры, ну а теперь фантастическая по красоте астрофотография стала проще и доступнее.
Камера великолепно снимает звёзды, туманности, Луну и планеты Солнечной системы. Вместе с рефрактором её вполне можно использовать без компьютера.
Охлаждение сенсора выполняют два элемента Пельтье — термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. Разница температур возникает из-за поглощения тепла при прохождении электрического тока в месте контакта двух разнородных полупроводников с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников.
В элементах Пельтье для Nikon D5500a Cooled используются полупроводники, которые под напряжением создают разность температур до 27°C (49°F). То есть сенсор ПЗС будет на 27 градусов холоднее окружающего воздуха. Минимальная температура сенсора -27°C.
Охлаждение сенсора имеет критически важное значение при съёмке с большой выдержкой, потому что на холодном сенсоре гораздо слабее заметен фоновый шум, который создаётся непосредственно электронами на аналоговой микросхеме ПЗС, состоящей из светочувствительных фотодиодов.
Важно ещё и то, что система охлаждения поддерживает постоянную заданную температуру матрицы на протяжении всей фотосъёмки, так что мастер-кадры темнового шума (темновые кадры) необязательно записывать после каждого снимка объекта. Их можно записать в любое время.
Вот как выглядит темновой кадр на 6400 ISO с включенной системой охлаждения (слева) при температуре сенсора -2°C, а также с выключенной системой охлаждения (справа) при температуре сенсора 20°C. Как говорится, разница налицо.
Специализированная модель Nikon D5500a Cooled также оснащена специальной системой, которая предотвращает образование водяного конденсата на поверхности охлаждённого сенсора. Система Anti-Dewing нагревает только передний фильтр над сенсором, но не сам ПЗС. Наличие относительно тёплой поверхности на пути воздуха не позволяет сконденсироваться влаге.
На внешнем тачскрине с диагональю 3,2″ отображается текущая температура сенсора, целевая температура и время, через которое она будет достигнута. Здесь же показывается относительная мощность системы охлаждения (от 1 до 5), скорость вращения кулера (без вибрации — вероятно, на магнитных подшипниках) и интенсивность работы системы Anti-Dewing на переднем фильтре.
Кнопки управления на задней части блока охлаждения позволяют устанавливать параметры его работы и выбирать мощность охлаждения.
Для астрофотографии в камере сделаны некоторые другие усовершенствования. Например, фильтр отсечения инфракрасного диапазона из камеры изъят. Этот фильтр вставляют в обычные фотоаппараты, чтобы они не искажали баланс белого при обычном дневном освещении. Натуральный баланс белого нам ни к чему, а вот инфракрасный диапазон — как раз очень необходим.
Вместо фильтра отсечения ИК установлен фильтр, который пропускает волны с большей длиной волны, чем видимый красный цвет (0,64-0,77 мкм), то есть в ИК-диапазоне. Фильтр специально сделан так, чтобы заснять свет за спектральной линией H-альфа (656,28 нм), которая соответствует переходу электрона водорода с третьего на второй энергетический уровень. Эта спектральная линия важна для астрономов, потому что переход электрона в водороде с третьего на второй уровень происходит повсеместно во Вселенной. В том числе в этом спектре светятся многие эмиссионные туманности — красивые облака ионизированного газа.
Четыре видимых спектральных линии излучения водорода в серии Бальмера. Дальняя красная линия — H-альфа
На следующем графике показано, какой диапазон записывает D5550 с оригинальным фильтром, а какой записывает моддерская версия для астрофотосъёмки. На графике отмечена и спектральная линия H-альфа.
Вероятно, трюк со специальной записью света за спектральной линией H-альфа позаимствовали у другой камеры для астрофотосъёмки D810a — первой специализированной полноформатной камеры Nikon для астрономов. Ту модель японская фирма выпустила самостоятельно за $3799, а вот более дешёвую Nikon D5500a ($2420) итальянские моддеры доработали самостоятельно. По многим функциям она ничем не уступает фабричной D810a. Правда, размер сенсора у неё слегка поменьше: 23,5×15,6 мм вместо полноразмерных 36×24 мм. Она тоже умеет делать кадры с максимальной выдержкой 900 секунд (15 минут) и производить интервальную съёмку, записывая последовательности кадров с разными выдержками. Максимальное количество кадров в последовательной съёмке — 50. Например, можно запрограммировать камеру снять 20 кадров с выдержкой 300 с, а потом 10 кадров с выдержкой 900 с.
Если требуется, Nikon D5500a может снимать всю ночь в автономном режиме. Утром проснётесь и проверите — не пролетала ли в кадре ракета SpaceX. На случай долгой автономной работы и камера, и система охлаждения могут запитываться от одного источника питания 12V 3A, то есть от стандартного сетевого адаптера, как у ноутбуков.
Для фотографирования далёких звёзд для камеры доступны разные рефракторы. Например, AIRY ED100.
Источник
