Observación de estrellas por la tarde o astronomía diurna.

Debido al hecho de que nuestro artículo anterior, " Cómo las diferentes cámaras y dispositivos ven de noche " despertó un gran interés entre los lectores, decidimos presentarle otra área altamente especializada del uso de cámaras de video, como la astronomía diurna. Muchos pueden encontrar la tarea de observar las estrellas como una pérdida de tiempo durante el día, pero trataremos de convencerlo al final del artículo.

Atencion ¡más adelante en el artículo habrá animaciones gif bastante grandes de 4-8MB!

“Todos los videos y materiales fotográficos de este artículo son únicos para Runet y pertenecen a las organizaciones que los proporcionaron. Al volver a imprimir, se requiere referencia a este artículo ".

Estas no son estrellas, pero se ven divertidas y disparadas accidentalmente en una cámara, lo cual se discute en el artículo =)


Desafortunadamente, vivimos en un lugar tan extraño que durante todo el otoño y el invierno tuvimos alrededor de 20 horas de cielo despejado y en la mayoría de los casos estas horas fueron durante el día. Por lo tanto, las estrellas fugaces en la tarde son al menos una pequeña oportunidad para calmar su sed de astronomía.

Dos cámaras únicas que podrían ver las estrellas durante el día cayeron en nuestras manos. Las cámaras funcionan en varias gamas. Una cámara: VC1300HDR - cámara en blanco y negro en el rango visible, la segunda VSM320 - cámara de infrarrojo cercano (0.9-1.8 micras). Ambas cámaras están diseñadas y fabricadas en Rusia, los algoritmos de procesamiento, a pesar de su aparente simplicidad, son propiedad intelectual de los fabricantes de dispositivos.

En general, trataremos de explicar qué limita la capacidad de una cámara de video para detectar una estrella durante el día; esto, por supuesto, es una gran iluminación de fondo del cielo, que está más cerca del Sol, cuanto mayor. Cuando intentas tomar el cielo directamente, la exposición de cada cuadro individual es tan corta que la señal de la estrella es muy débil. Por lo tanto, el fondo de cielo brillante es la principal limitación al disparar. ¿Qué métodos están disponibles para reducir el fondo del cielo? Por extraño que parezca, debe reducir la apertura de la lente. Con una apertura constante (diámetro del espejo o lente frontal), se logra una disminución en la apertura al aumentar la distancia focal.

Estas son limitaciones por parte de la física del proceso: es deseable reducir el campo de visión.

¿Qué limita la posibilidad de observación por tecnología? Lo principal que limita la cámara de video en su capacidad de detección es la capacidad en los electrones del elemento fotosensible. Si la capacidad es pequeña, se ve obligado a reducir la exposición para no obtener un marco blanco sin información. Cuanto más corta es la exposición, menos información se obtiene al observar, menor es la relación señal / ruido.

Por lo tanto, la limitación por parte de la tecnología es la capacidad de píxeles de la cámara.

¿De dónde viene el ruido? Después de todo, parece que puede tomar la mejor cámara de bajo ruido, tomar un pedazo del cielo y luego procesar cuidadosamente el nivel de brillo, y donde el nivel de brillo excede el nivel promedio, ¿habrá una estrella? Pero esto no es así. El ruido debido a la naturaleza cuántica de la luz se llama ruido de fotones y se describe mediante la distribución de Poisson, cuya propiedad más importante es la dispersión de la distribución de la señal recibida, que es igual a la raíz de la cantidad de carga acumulada. Por lo tanto, si tiene 10,000 electrones acumulados en su celda, entonces el ruido de fotones será la raíz de este valor o 100e, y la relación señal / ruido será de 100. Para una capacidad de píxeles de 1 000 000e, el ruido de fotones será de 1000e, y la señal / ruido (ya que el nivel de la señal acumulada máxima posible al ruido de fotones) también es 1000. Con el aumento de la capacidad de píxeles, la relación señal / ruido alcanzable aumenta. Para detectar una estrella, es necesario acumular una cantidad de señal, generalmente excediendo el nivel de ruido de fotones. Como se muestra arriba, con un aumento en el tiempo de acumulación por un factor de cien, el ruido de los fotones aumenta solo 10 veces, y la señal de la estrella crecerá casi proporcionalmente, es decir, 100 veces también.

La conclusión principal de este argumento es que la capacidad del elemento fotosensible es crucial. En la mayoría de los casos, la capacidad de las fotocélulas de las cámaras domésticas no excede de 20000e, y las cámaras para uso científico de 100000e.

La capacidad del elemento fotográfico de la cámara VC1300HDR se declara en 2,4 millones de electrones.
La capacidad del elemento fotográfico de la cámara VS320 es de aproximadamente 3,5 millones de electrones.
La gran capacidad hace que estas cámaras sean potencialmente adecuadas para la astronomía diurna.

Como el querido lector ya está esperando las imágenes, el texto será más pequeño.

Cámara de rango visible , resolución: 640x512, telescopio Newton 200 mm, sin filtros, todo el procesamiento se lleva a cabo dentro de la cámara. Condiciones de disparo: 8 de febrero de 2018, latitud 58'31 ', longitud 31'16, tiempo de 10.30 a 12 días, todos los disparos se realizaron en modo de video a 25 Hz.


Alfa Perseo (Mirfak), estrella = 1.8m., Tiempo de disparo T = 11: 34


Gamma Perseo, 3.0m, T = 11: 34


Delta Perseo, 2.9m, T = 10: 38


Psi Perseo, 4.3m, T = 10: 38

Para aquellos que desean ver el video fuente (sin cortes, compresión y SMS), enlaces: uno y dos . Bueno, el informe meteorológico durante el tiroteo ...





Cámara fotográfica en un telescopio. Dejemos que los verdaderos astrónomos nos reprochen, pero hacía mucho frío, así que disparamos desde el balcón, sin siquiera abrir la ventana ... Brrrr ...)

Cámara de infrarrojo cercano , VSM320, resolución 320x256, telescopio Newton con corrector A = 114 mm, F = 1000 mm, sin filtros, todo el procesamiento se realiza dentro de la cámara. Condiciones de disparo: 16 de enero de 2018, latitud 58'31 ', longitud 31'16, tiempo de 14.00 a 16 días, todos los disparos se realizaron en modo de video a una frecuencia de 25 Hz.


SAO75151 (Hamal alpha Aries), 2m, T = 14: 11. Video


SAO55306, 3m, T = 14:42. Video


SAO38559 y SAO38551, 6m y 6.9m, T = 15:32. Video


SAO38890, SAO38937, SAO38917; 4.35m, 6.6m, 5.45m (clase de estrella azul), T = 16: 03. Video

Bueno, el informe meteorológico durante el tiroteo ...



Por lo tanto, se puede observar que las cámaras presentadas realmente hacen frente a la tarea de detectar estrellas durante el día y permiten observaciones astronómicas durante el día, incluso en condiciones de fuerte exposición. Cabe señalar que la cámara del rango infrarrojo cercano, a pesar de la resolución más baja y la capacidad de la fotocélula ligeramente mayor, tiene una capacidad de detección notablemente mejor, aunque es mejor para los objetos naranjas y rojos.

Ahora podemos preguntarnos: ¿por qué podría ser necesario?

Bueno, en primer lugar, si es necesario, puede trabajar durante el día en las estrellas u otros objetos espaciales y proporcionar su acompañamiento. Y en segundo lugar, abre la oportunidad de trabajar en objetos atmosféricos durante el día.

Estos son algunos ejemplos únicos de ubicaciones ópticas capturadas en una cámara VC1300, campo de visión de 12x10 grados, velocidad de fotogramas de 25Hz (materiales del archivo de 2014).


Ubicación óptica, planos de largo alcance a una distancia de más de 100 km (frecuencia reducida, frecuencia inicial 25Hz). Los puntos negros son pájaros. Video completo en el enlace .

Aquí están los datos de Flightradar:



Y la distancia en Yandex:



Cabe señalar: a pesar de que los planos principales parecen grandes, el diámetro del fuselaje no supera los 4 metros. Que a una distancia de 100 km da una imagen de un avión mucho más pequeño que un píxel (para un ángulo de visión bastante amplio, como en el video).

Bueno, una pequeña ventaja para aquellos que han leído el artículo hasta el final =) es otro ejemplo notable de una ubicación óptica, ya por pájaros (se reduce la velocidad de fotogramas):


→ Enlace de video

Y esto también es una bandada de pájaros:



Esperamos que este artículo haya sido útil y haya podido demostrar claramente las características y dificultades encontradas por la astronomía durante el día, así como también pudimos demostrar el uso de herramientas de video únicas para tareas de ubicación óptica.

Quiero expresar mi profunda gratitud a los colegas que ayudaron a recopilar, filmar y procesar el material, así como a las organizaciones que proporcionaron cámaras, materiales de archivo y permiso para publicar.

Al usar estos materiales, se requiere un enlace a este artículo.