为什么天文摄影值得努力

天文摄影很难。天文学上很难。一切都必须完美。你的望远镜连同相机一起，必须与地球的自转精确同步地跟踪你的目标。它不能晃动。它甚至不能振动。你必须确定相机的曝光设置，否则你得到的将是一片混乱。你的目标通常很暗，你甚至在拍摄完图像后才能看到它们，所以对焦是一场噩梦。

那么为什么要尝试呢？因为它使漂浮在浩瀚宇宙中的实体比你电脑桌面上的任何哈勃壁纸都更加真实。

这些图像虽然壮观，但并非个人体验。优胜美地、纪念碑谷和大峡谷都曾拍摄过令人惊叹的照片，但人们仍然长途跋涉来亲眼目睹。同样，对我来说，天文学最好是亲身体验。哈勃望远镜拍摄的土星、木星、猎户座星云或漩涡星系的照片在智力或情感上都无法与我亲眼目睹的体验相提并论。这些场景，当仅通过几层精密磨砂玻璃呈现时，就是现实。土星是一个真实的物体，漂浮在黑暗的太空中。星团像黑色天鹅绒上的钻石一样闪闪发光。一切都有规模、深度和背景。它们是真实的事物，而不是抽象的。而且，我远没有觉得自己微不足道——不像看《明星伙伴》一集——我实际上觉得自己是某个壮观事物的一部分。自己拍摄图像将是第一人称体验的延伸。我想记录下我所看到的事情，并与大家分享。

天文摄影是一门一流的黑魔法，坦白说，我在这方面很差劲。过去 10 年左右，我所做的每一次尝试都以失败告终，通常是在寒冷的夜晚坐在望远镜旁一动不动地冻得要死之后。不过幸运的是，技术可能终于赶上了我自己的无能。十年前，数字革命席卷了业余天文摄影，新相机比 CCD 首次从外太空坠落时更强大，使用起来也更容易。现在，你可以用各种相机拍摄宇宙，从消费级 DSLR 到 100 美元的“行星相机”，再到配备冷却风扇、低温技术和精细调节传感器的超灵敏、超昂贵的 CCD 相机。你还有非常强大的图像捕捉和处理软件，可以让你更好地控制相机，并从这些通常非常暗的照片中提取隐藏的细节。所以考虑到这一点，我决定最终致力于征服我的恶魔，制作一张真正值得炫耀的天文图像。

我向天文摄影行业的领军企业之一圣巴巴拉仪器集团（SBIG）求助。他们给我寄来了一台 ST-4000XCM，这是一台 420 万像素彩色相机，配有内置冷却风扇（可最大程度地减少传感器过热导致的图像视觉“噪音”）和内置自动导星仪。这项技术有助于补偿望远镜对准时的微小误差，这在您开始拍摄超过一分钟左右的曝光时至关重要。本质上，自动导星仪会分析视野，锁定特定的星星，并不断调整望远镜以保持一切对准。您不会拍到星星在画面上留下燃烧条纹的照片，它们将保持精细的点。

我整个成年生活都是望远镜的狂热消费者——我有九个望远镜——在其他基本设备方面，我处于领先地位。我的一个望远镜恰好非常适合天文摄影。它是一台电脑控制的 8 英寸光圈施密特卡塞格林望远镜，来自 Celestron。（施密特卡塞格林望远镜使用镜子和透镜的组合，将大量焦距和光圈塞进一个紧凑的管子中。光圈越大，可以引入的光线和细节就越多。）我可以调整电动支架，使其能够平稳跟踪，而且我有一个超坚固的支架选项，可以最大限度地减少抖动。

第一天晚上，我的目标是木星，它现在在天空中的位置很好——在傍晚时分，它位于地平线相当低的位置，位于黄道中心。在花了大约一个小时安装和试验 SBIG 的 CCDOPS 软件后，我把所有东西都连接到望远镜上。计算机识别了相机，并开始提取有关其温​​度和其他各种参数的数据，我还没有完全理解这些参数。在安装相机之前，我已将望远镜对准了这颗行星，透过目镜，它看起来很美——三颗卫星清晰可见，云带中的细节也很漂亮。当我取出目镜并重新放回相机时，笔记本电脑上的图像几乎没有显示出一丝黄色斑点。由于目镜和相机的焦点不同，清晰的视图早已消失。CCDOPS 软件通过对焦功能解决了这个问题——它会连续拍摄一连串快速图像，以便您在每次拍摄之间进行调整。几分钟之内，我很高兴看到了一个更加清晰的黄色斑点。显然曝光过度了，但我想相机会及时帮助我控制照片。

最后，我开始拍摄照片。我尝试了从 1/30 秒到 1/60 秒的曝光时间，甚至长达一秒。每次拍摄的照片看起来都差不多。我还尝试了软件的 Planet Master 功能，该功能由计算机接管并尝试快速连续拍摄最佳照片。我的运气并不好。不过，这早已预料到了。这是我第一次使用极其精密复杂的相机。我打算先学习它的大致功能，然后在熟悉了一定程度后再深入研究手册。所以我收拾好行李，将照片发给了 SBIG 的工程师 Michael Barber，然后打开了手册。几分钟后，Michael 就回复了我。我以为我的照片严重失焦，但实际上我只是太过雄心勃勃了。“那张照片实际上对焦很好，”Barber 告诉我。“行星的问题在于动态范围大和亮度高。曝光时间太长，行星饱和并烧坏了。你需要缩短木星的曝光时间。”

所以，即使拍摄时间不到 1/60 秒，我的拍摄时间也太长了。巴伯接着又提出了一些建议。“初学者总是想先尝试拍摄月球和木星，因为它们很容易找到，而且非常明亮，”他说。“但这也使得它们很难拍摄（见文章顶部的图片）。尝试拍摄球状星团或其他密集星场，感受一下相机的感觉，看看引导在拍摄好照片中起到了多大的作用。曝光时间非常短（不到一分钟）的照片会显得颗粒状，在光污染的天空中情况会更糟。曝光时间较长的照片颗粒状就会少得多。”

一团团的恒星？没问题——球状星团是我最喜欢的景象之一。这些由数万颗恒星组成的星团是迷人的目标。你可以盯着武仙座的 M13 看几个小时，看着它分解出越来越多的单个恒星，你的眼睛会适应这种景象。第二天晚上，我直接去了武仙座。

我的运气变好了。我调好相机的焦距，开始尝试曝光。我尝试了 3 分钟、2 分钟、60 秒和 45 秒。每次，我拍到的照片都与目镜下的景象有些相似。我的技术显然还存在问题——图像仍需要一些对焦调整，我怀疑有些我不熟悉的设置将有助于改进我的拍摄。但这是我第一张成功、连贯的天文照片。如果我自己这么说的话，这是一张不错的照片——这要归功于一些对比度调整来使背景变暗——但这仍然是 CCD 新手的第一次尝试，它并没有完全按照我想要的方式捕捉到体验。此外，我甚至还没有触及这台相机功能的表面——还有许多其他功能可以增强我的成像效果，我可以通过多种方式在计算机上调整图像以获得最佳效果。

接下来，经过进一步的学习后，我将回到木星，再次尝试 M13，然后希望能进行星际旅行。