L'autoguida con il telescopio

È il modo più veloce e comodo per scattare foto astronomiche indimenticabili. Continua a leggere per scoprire cosa ti serve.

Le foto degli oggetti deep-sky sono le regine dell’astrofotografia. Per riprendere questi oggetti di debole luminosità sono necessari tempi di esposizione non di pochi secondi ma di diversi minuti. Quindi se non controlliamo l'inseguimento della nostra montatura andiamo incontro a dei problemi, che si manifestano creando delle brutte strisce sull’immagine. In questo articolo scoprirai velocemente come ottenere foto perfette usando l’autoguida.

Una montatura non controllata porta a immagini come questa dopo 1-2 minuti, perché si discosta dall’oggetto ripreso. Più è lungo il tempo di esposizione e più errori compaiono nell’immagine.

Un’immagine con stelle puntiformi, perfettamente inseguita. Il tempo di esposizione e la precisione della montatura sono stati controllati e corretti da una speciale “telecamera di controllo” in modo del tutto automatico. Questa telecamera viene detta “autoguida”.

Per l’autoguida, quindi per la ripresa automatica di foto astronomiche, serve la seguente strumentazione:

• un telescopio equatoriale GoTo con innesto ST-4
• l’attrezzatura per la fotocamera con la quale riprendi l’immagine
• una telecamera per l’autoguida con cavo ST-4 e USB
• un cannocchiale guida o una guida fuori asse

Opzione 1

Tramite degli appositi anelli, monta il cannocchiale guida parallelamente al telescopio. Come puoi vedere nell’immagine, all’estremità posteriore del cannocchiale guida viene collocata la camera per l’autoguida. Il suo compito è quello di seguire una stella guida e, quando il telescopio se ne discosta, mandare un segnale di correzione alla montatura. Sul telescopio principale è collocata la fotocamera che gestisce l’esposizione delle nebulose o delle galassie.

Opzione 2

Nella parte posteriore del telescopio è collocata una guida fuori asse, che tramite un prisma devia una piccola porzione di luce verso l’alto, dove si trova la camera per l’autoguida, con il compito di gestire le necessarie correzioni durante l’inseguimento. Nell’innesto è inserita la fotocamera, che riprende gli oggetti deep-sky.

Per iniziare in modo semplice vanno bene le camere per l’autoguida dotate di cavo ST-4 e presa USB. Il cavo ST-4 si inserisce in una apposita porta della montatura, mentre il cavo USB collega un PC o un laptop. L’immagine ripresa dalla fotocamera, e quindi anche la stella guida, viene così riprodotta sullo schermo del PC. Al computer poi è sufficiente selezionare la stella guida e lasciare che autoguida e montatura facciano il loro lavoro.

Per un rifrattore o un telescopio Newton l’Omegon MiniGuidescope da 50 o 60 mm offre una buona soluzione. L’autoguida Touptek ha una elevata sensibiltà e pixel piccoli ed è l’ideale quando si cerca uno strumento veloce da montare, con una buona maneggevolezza e un peso ridotto.

Per un telescopio Schmidt-Cassegrain o un Maksutov sia la guida fuori asse Omegon #49752 che l’autoguida Touptek sono una buona soluzione. L’ottica principale del telescopio viene usata allo stesso tempo anche come cannocchiale guida. Per un telescopio SC una guida fuori asse è sempre la scelta migliore.

Con un orientamento ottimale al polo le comuni montature permettono tempi di esposizione di circa 30 secondi. Tuttavia anche la lunghezza focale dell’ottica di ripresa è decisiva, perché determina il potere risolutivo, insieme alla dimensione dei pixel. Con un teleobiettivo da 200 mm e una reflex digitale (DSLR) è possibile arrivare a 2 minuti, mentre con un telescopio di diversi metri di lunghezza focale si arriva a pochi secondi.

Gli oggetti luminosi come la Luna e i pianeti richiedono tempi di esposizione brevi, quindi basta un inseguimento semplice. Ma per gli oggetti deep-sky diversi dalla nebulosa di Orione è necessario equipaggiare il telescopio con un sistema di controllo dell’inseguimento che permetta di ottenere tempi di esposizione da alcuni minuti fino ad alcune ore. Vale la regola: più lunga è l’esposizione, meglio è.

Il motivo sta nel rapporto segnale/rumore del sensore. Esistono due tipi di rumore: quello termico e quello di lettura. Il rumore termico aumenta in modo lineare all’aumentare del tempo di esposizione e può essere risolto tramite il raffreddamento. Il rumore di lettura, invece, si verifica ogni volta che viene attivato il sensore: quindi 10 immagini da 1 minuto producono un risultato complessivo peggiore rispetto a una immagine da 10 minuti. Il rumore di lettura può essere ottimizzato usando tempi di esposizione lunghi, mentre nelle esposizioni brevi supera il rumore termico e diventa determinante per la qualità del risultato.

In base al rapporto focale, all’oggetto da riprendere e all’inquinamento atmosferico oggi le foto scattate con fotocamere DSLR possono avere tempi di esposizione compresi tra 2 e 20 minuti. Nelle camere CCD raffreddate la gamma dinamica è maggiore e i tempi di esposizione possono essere più lunghi. Con gli oggetti piccoli e deboli, usando filtri e lunghezze focali elevate si può arrivare a diverse ore.

Esistono diverse soluzioni per l'inseguimento, il base a come è fatto il telescopio e alle esigenze di chi lo utilizza. Fino a pochi anni fa le immagini analogiche venivano inseguite a occhio tramite un oculare con reticolo. Questo non è più possibile per via della maggiore risoluzione della tecnologia digitale. In genere l’inseguimento è digitalizzato e viene gestito da una camera di guida. Quindi, oltre alla fotocamera che riprende l’oggetto, viene installata una seconda camera orientata sulla stella di guida, che ha il compito di registrare le minime deviazioni della corsa della montatura e inviare un segnale di correzione per evitare errori permanenti nell’inseguimento.

Lasciando da parte le soluzioni particolari, in generale esistono due tipi di camere di guida: quelle con controllo a PC e le stand alone. Le camere di guida con controllo a PC inviano il segnale della stella guida a un computer e tramite questo inoltrano l’impulso di correzione alla montatura. Una procedura che ha alcuni vantaggi: permette infatti di scegliere e mettere a fuoco la stella guida usando l’immagine in tempo reale sullo schermo del PC, ottenendo quindi sempre la nitidezza ottimale; inoltre i software per PC offrono diversi parametri per ottimizzare le impostazioni in tempi brevi, dato che le modifiche possono essere verificate subito a video. Le camere di guida con controllo a PC sono di solito più convenienti, perché non necessitano di uno schermo. Tuttavia la presenza di un PC rappresenta un fattore di costo aggiuntivo, che comporta tra l’altro un maggiore consumo di energia e altri cavi sui quali al buio è possibile inciampare.

L’indipendenza dalla rete è il grande vantaggio delle camere di guida stand alone. Purtroppo però sono molto più difficili da usare, a causa della mancanza di uno schermo. Per mettere a punto in modo ottimale i componenti bisogna mettere in conto qualche notte e anche chi ha già esperienza a volte non riesce a venirne a capo. Per questi strumenti riscontriamo un’alta percentuale di resi, quindi non li consigliamo.

Tuttavia, chi ha la pazienza e i nervi saldi necessari per trovare le impostazioni ottimali avrà, in combinazione con una DSLR, una soluzione indipendente dalla rete e un peso sensibilmente ridotto. Ben affermata è la MGEN, con codice prodotto 46263. Molto compatte e convenienti, anche se poco sensibili, sono le Synguider di Skywatcher/Celestron con codice prodotto 20119 e 21927. Piuttosto conveniente è anche la Smartguider LVI2 con codice prodotto 19061. LVI e Synguider tuttavia hanno percentuali di reso molto elevate, mentre con la MGEN va un po’ meglio. Molto sensibile è anche l’autoguida Starlight Xpress Superstar con codice prodotto 45609.

Complessivamente le camere di guida stand alone rappresentano solo una minima parte del mercato. La soluzione standard è il guiding tramite PC, soprattutto perché quando si usa una camera CCD raffreddata un PC è comunque necessario. L’assortimento di camere di guida è vasto, molte camere planetarie sono dotate anche di una porta per l'autoguida. Esistono modelli convenienti di ZWO, Touptek, Orion, QHYCCD e di molti altri produttori.  Le webcam sono disponibili a meno di 200 euro, mentre i modelli migliori costano un po’ di più. Chi vuole usare la camera principalmente per l’inseguimento dovrebbe scegliere un modello in bianco e nero, dato che quelle a colori sono meno sensibili. In ogni caso deve essere presente una porta ST-4; il cavo compatibile per questo collegamento ha il codice prodotto 23248.

Per quanto riguarda il software, il freeware PHD2 si è ben affermato e può essere scaricato gratuitamente da http://openphdguiding.org/. È in inglese e molto ben documentato.

Una montatura robusta è la chiave per ottenere foto deep-sky ben riuscite. La stabilità dipende dalla grandezza dell’ottica. Attenzione: le capacità di carico indicate dai produttori fanno riferimento di solito all’uso visuale. La capacità di carico fotografica è in genere dal 30% al 50% inferiore ai valori dichiarati. Nel complesso un sistema piccolo e leggero spesso garantisce risultati migliori rispetto a un’ottica di grandi dimensioni, che oscilla a ogni colpo di vento.

È importante che sia di tipo equatoriale, mentre le montature altazimutali non sono adatte all’autoguida, per via della rotazione di campo. Per gli strumenti montati su forcella è necessaria una testa equatoriale. Inoltre, la montatura deve essere dotata di una porta per l'autoguida. Il connettore ricorda una presa telefonica o di rete, e di solito è indicato come "AutoGuider" o "ST-4", ed è presente in tutti i dispositivi GoTo a partire da 700 euro.

L'allestimento GoTo può essere aggiunto a una montatura parallattica in un secondo momento. È possibile per le montature SkyWatcher EQ-3-2/NEQ-3 e EQ-5/NEQ-5, per le Bresser, per le Omegon Exos-2 e EQ-500, per le Celestron CG-4 e per le Orion Skyview. L’upgrade GoTo è la soluzione ottimale, ma costa quasi quanto la montatura. Per le SkyWatcher esiste una soluzione con motori semplici con codice prodotto  46067 e 46068. Un caso particolare è la montatura da viaggio Star Adventurer, che è dotata di porta per l'autoguida e ha motori su un solo asse: si tratta di una soluzione sufficiente per esposizioni di pochi minuti, se l’allineamento polare è molto preciso e la lunghezza focale è inferiore a 400 mm.

Il software per autoguida PHD2 ha una precisione inferiore al pixel, quindi un errore di inseguimento può essere corretto prima che diventi visibile sull’immagine. Per convenzione, la lunghezza focale dell’ottica di inseguimento dovrebbe corrispondere almeno alla metà della lunghezza focale del telescopio principale. Tuttavia, negli ultimi anni questo valore è diminuito. Il motivo sta nella dimensione sempre più piccola dei pixel delle camere per l’inseguimento: infatti nei modelli attuali, con pixel di appena 3 micrometri, anche il 30% della lunghezza focale dell’ottica principale è sufficiente

Le dimensioni dei cannocchiali di guida negli ultimi anni sono diminuite, grazie ai pixel sempre più piccoli. Nel frattempo sono apparse soluzioni per la basetta cercatore con apertura da 50 a 60 mm e lunghezza focale inferiore ai 300 mm. Nei rifrattori veloci e nei Newton con lunghezza focale fino a 1000 mm la precisione è sufficiente.

Questi semplici cannocchiali di guida hanno una corsa di messa a fuoco breve. Poiché le camere per l’autoguida hanno supporti di dimensioni diverse, può essere necessario usare un raccordo. In questo caso va bene il raccordo con codice articolo 33231.

In base alla camera possono essere necessari fino a 2 raccordi. Chi preferisce una soluzione più semplice può acquistare direttamente l’abbinamento in set.

I cannocchiali guida più convenienti sono delle semplici ottiche Fraunhofer che presentano grandi aberrazioni cromatiche. Per ottenere stelle nitide è necessario aggiungere almeno un filtro blocca IR. Ideale è il filtro semi apocromatico di Baader, che allo stesso tempo elimina anche gli aloni blu.

I cannocchiali di guida sono un’ottima soluzione per i rifrattori. Per i riflettori invece il loro uso è problematico, perché con i tempi di esposizione più lunghi lo specchio primario può disallinearsi. Per lo specchio vale la regola: angolo di incidenza = angolo di riflessione. Una modifica nell’angolo di incidenza della luce è quindi sempre doppiamente evidente. Nei Newton non è un problema se i tempi di esposizione sono di pochi minuti, ma con gli Schmidt-Cassegrain e i Maksutov la situazione diventa critica. La luce viene deviata tre volte all’interno del tubo, quindi l’errore si moltiplica. Lastra di correzione, specchio primario e specchio secondario agiscono dal punto di vista ottico e ognuno può generare uno spostamento. Negli Edge-HD di Celestron lo specchio primario è fisso e permette quindi di lavorare almeno per pochi minuti con un cannocchiale guida. Il produttore propone una soluzione con l’articolo numero 21901. In ogni caso, con i classici SC e Maksutov l’uso di un cannocchiale guida non è possibile: qui la guida fuori asse è indispensabile.

Nei sistemi di guida fuori asse l’ottica principale funge anche da cannocchiale guida, usando un piccolo prisma che devia una minima porzione di luce. Il prisma è mobile, perché spesso è molto difficile trovare una stella guida sufficientemente luminosa. Quindi si dovrebbe usare una camera di guida della massima sensibilità possibile. La Lodestar di Starlight ha una buona reputazione, la trovi con  codice prodotto 44835. Anche la Orion StarShoot Mono, con codice prodotto 46361, è molto apprezzata. I telescopi Maksutov e SC sono dotati di un grande backfocus.

I punti di messa a fuoco della camera di guida e della fotocamera devono essere coordinati. Poiché i produttori delle camere usano flange di dimensioni diverse, sono necessari raccordi aggiuntivi. Ogni volta che il cammino ottico della fotocamera viene allungato, anche il fuoco della camera di guida si sposta verso l’esterno. Nel set sono presenti tre raccordi.