צילום כוכבים: CCD לעומת מצלמת פילם

עוד בסדרת המדריך לצילום כוכבים:

• מבוא: איך מצלמים ומה ניתן לצלם?
• חלק שני: לעקוב אחר תנועת כדור-הארץ
  

כולנו מכירים את מצלמות הפילם הישנות והטובות. שמים סרט צילום, לוחצים על הכפתור ויש לנו תמונה למזכרת. אם אנו רוצים לצלם צילום אסטרונומי בעזרת פילם - העסק מעט יותר מורכב. בגלל שאובייקטים שמימיים הם חיוורים מאוד בדרך כלל, אנו נדרשים לחשוף את סרט הצילום לאור לפרק זמן ממושך יותר. עד כמה שניות לירח וכוכבי הלכת, ועד כמה שעות לערפיליות וגלקסיות חמקמקות. דבר זה מצריך סרט צילום רגיש (לפחות 400 אסא) ומצלמת רפלקס, איתה ניתן לשלוט באורך זמן החשיפה.

לא רק זאת, אלא שכפי שהסברנו במאמר הקודם, אנו נדרשים לעקוב במדויק אחרי המטרה שנעה לה בשמיים עקב סיבוב כדור הארץ סביב צירו. בכדי לעקוב אנו משתמשים בדרך כלל במנוע שאנו שולטים במהירותו ונותנים תיקונים לעקיבה הלא מושלמת שלו. חשיפה ממוצעת של אובייקט שמיים עמוקים היא כ-45 דקות.

זאת אומרת שצריך לשבת ובמשך כל הזמן הזה להיות מרוכזים ולתקן כל תזוזה קלה של הטלסקופ. דבר זה מצריך דייקנות וסבלנות, שלפחות לי, אין. למען ההגינות אציין שיש מכשירי CCD שכל תפקידם הוא עקיבה אוטומטית (Autoguiding) למען העצלנים שבין שוחרי הצילום בפילם.

CCD - מתקן צימוד מטענים

לכן מדעני העולם באו לקראתי ולקראת חבריי העצלנים, והמציאו את שבב ה-CCD. CCD הוא קיצור של: Charged Coupled Device, או בעברית: מתקן צימוד מטענים. שבב ה-CCD עושה למעשה עבודה מאוד פשוטה. כאשר קרן אור (או יותר נכון מספר של פוטונים - חלקיקי האור) נופלים על השבב, הוא פולט זרם חשמלי בהתאם לעוצמת האור (או כמות הפוטונים) שנחתה עליו. כל מה שחסר הוא כבל חשמלי שיעביר את הזרם הזה, ואיזשהו כלי שינתח את המידע. כיום כמעט בכל בית שני בישראל נמצא המכשיר הזה - מחשב. בעזרת תוכנה מתאימה מתרגם המחשב את האות החשמלי שהתקבל לתמונה שמופיעה על המסך.

אם כך, במה טובה יותר מצלמת ה-CCD ממצלמת פילם רגילה? שבב ה- CCD רגיש פי עשרות מסרט צילום. לא רק זאת , אלא שככל שעובר הזמן והטכנולוגיה מתקדמת, עולה רגישות שבב ה- CCD, לעומת הפילם, שדי דורך במקום. בהמשך אדון בספציפיות לגבי שימוש ב-CCD.

CCD וצילום פילם: יתרונות וחסרונות

רגישות - מצלמת CCD רגישה פי עשרות מסרט צילום, דבר המקטין את זמן החשיפה הנדרש בכדי לצלם אובייקט שמימי חיוור. דבר זה יש לקבל בעירבון מוגבל, שכן תלוי באיזה סרט משתמשים ובאיזה שבב CCD.

צילום מתוך העיר - אם נצלם בעזרת פילם מתוך העיר, תוך כמה דקות התמונה "תישרף" בגלל שמצלמת ה-CCD היא דיגיטלית, ניתן להפחית מהתמונה שקיבלנו את זוהר השמיים, ובכך לקבל רקע כהה לתמונה.

שילוב חשיפות קצרות (Stacking) - בתשובה לעניין העקיבה - בכדי לקבל תמונה ראויה בסרט צילום יש לעקוב אחר האובייקט למשך עשרות דקות, דבר שדורש מיומנות דייקנות וסבלנות. מצלמת הCCD פוטרת אותנו מכך. במקום לצלם במשך 10 דקות שלמות (שאנו יודעים שמנוע הטלסקופ לא מסוגל לעקוב במדויק זמן כל כך רב) אנו יכולים לקחת מספר חשיפות קצרות ולשלב אותן ביחד. במקום חשיפה אחת של 10 דקות אני יכול לקחת 10 תמונות של דקה, 20 תמונות של חצי דקה, וכן הלאה, בהתאם לכושר העקיבה של הטלסקופ. לאחר הצילום אני יכול לחבר ביחד את כל החשיפות הקצרות ולקבל תמונה שנראית כאילו שצולמה למשך 10 דקות.

קלות תפעול - בלחיצת עכבר אנו נקבל תמונה על מסך המחשב. אין צורך לפתח את סרט הצילום בכימיקלים ולהדפיס על נייר. לכל היותר כדקה לאחר תום החשיפה אנו נראה את התמונה הראשונית.

השקעה ראשונית יחידה - לאחר ההוצאה הכספית הראשונה על מצלמת CCD אין צורך להוציא כסף נוסף על סרטי צילום, פיתוח, כימיקלים ונייר.

חסרונות:

קליברציה - בגלל גורמים שקשורים במצלמת הCCD ובטלסקופ יש צורך במספר פעולות קליברציה המסרבלות את תהליך הצילום.

התיישנות - מי שנתפס באסטרונומיה, יודע כי אין גבול לציוד שירצה לרכוש. טלסקופ יותר גדול, עיניות יותר איכותיות וכן הלאה. כלל זה כולל גם מצלמות CCD. כל שנה, פחות או יותר, יוצא חידוש בטכנולוגיות ה CCD. דבר זה דומה לקניית מחשב. כחודש לאחר שקנית את המחשב החדיש ביותר, יצא אחד יותר מהיר, חזק ונוצץ. מי שייתפס לצילום ה-CCD יהיה תמיד במרדף אחר המצלמה היותר חדשה, יותר רגישה, עם שבב יותר גדול, יכולת עקיבה מתקדמת, אופטיקה גמישה (Adaptive Optics), וכן הלאה. לרשימה אין סוף.

הכותב הוא חבר האגודה הישראלית לאסטרונומיה .