Australia 2012: Eclipsa totala de Soare cu Nikon - de Catalin Beldea
Nikon a observat eclipsa totala de Soare din Australia prin intermediul lui Catalin Beldea (www.astrofoto.ro), care a imortalizat momentul si expeditia cu ajutorul aparatelor Nikon D800, Nikon D600, Nikon 1 J2 si obiectivului NIKKOR AF-S 16-35mm f/4G ED VR.
Aceasta este povestea detaliata a expeditiei si fotografierii eclipsei totale de Soare.
Introducere
Pe 15 octombrie 2011, lansam primul balon stratosferic “Stiinta & Tehnica” si se obtineau imagini in premiera, produse de romani, din stratosfera, de la 35 km. Stratospherium I a insemnat record de altitudine in estul Europei si m-a facut sa visez ca se poate face cercetare serioasa cu buget redus, la eclipsa din Australia. A urmat Stratospherium II, zbor stratosferic la care au participat elevi, studenti si tineri cercetatori. Desi nu a ajuns mai sus de 30 km, acest experiment ne-a facut sa fim mai atenti la pregatirea zborului si mai ales la procedurile de lansare. Nu in ultimul rand, a avut rolul de a roda echipa care facea deplasarea in Australia, pentru lansarea din conul eclipsei.
Coperta revistei Stiinta si Tehnica cu eclipsa totala din 2012
Pe scurt, in data de 14 noiembrie, dimineata la 6:38, in nord-estul Australiei, peninsula Cape York, se producea o eclipsa totala de Soare. Ne-am propus sa lansam un balon cu heliu in conul de eclipsa, care sa aduca de la 25 km date despre impactul unui astfel de fenomen asupra atmosferei precum si imagini in premiera cu umbra Lunii de la aceasta altitudine. Dupa lansare, urma sa documentam fenomenul prin fotografie astronomica, obtinuta prin luneta, cu ajutorul celui mai performant senzor foto.
Echipa
Inainte sa va povestesc ce insemna pregatirea unui astfel de experiment la capatul pamantului, as vrea sa va prezint echipa care a facut deplasarea in Queensland. Marc Ulieriu, redactor-sef al revistei “Stiinta&Tehnica”. Marc a fost responsabil cu documentarea fenomenului de eclipsa si al experimentului Eclipser I. El este cel care a realizat suportul material al expeditiei precum si legaturile cu toti partenerii nostri care au sustinut misiunea.
Florin Mingireanu, cercetator stiintific al Agentiei Spatiale Romane ROSA pe probleme de propulsie si dinamica de zbor. Florin s-a ocupat, la fel ca la Stratospherium I si II, de proiectarea nacelei si de parametri de zbor ai balonului. Deasemenea, alaturi de australieni a asigurat trackingul nacelei, iar indicativul Eclipser I a fost YO4SJI(-11) – indicativul propriu prin care Florin opereaza ca radioamator in Romania.
Catalin Beldea, initiatorul proiectului, astronom amator si vanator de eclipse, ca sa ma prezint cum se cade. Eu m-am ocupat de logistica proiectului de la cumpararea de baloane meteo de rezerva pana la negocierea coborarii nacelei din copacul inalt de 20 de metri, in care a cazut dupa zbor. Deasemenea, am fost responsabil cu alegerea zonei de lansare in functie de banda de totalitate a eclipsei si de conditiile meteo. Am documentat fotografic si vizual eclipsa de la sol.
Adrian Florescu, presedintele clubului de radioamatori YO3KSR. Desi nu a facut deplasarea in Queensland, din cauza ca nu a primit viza la timp, Adi ne-a ajutat de la distanta, pastrand legatura continuu cu Florin si cu Howard pentru toate setarile de ultima clipa ale trackerului. Deasemenea, Adrian a contribuit cu echipamente personale la realizarea cu succes a trackingului.
Echipa noastra a fost completata cu trei australieni, care au asigurat suport logistic, dupa cum urmeaza:
Joe Cali, s-a ocupat de problemele de legislatie, aprobari si clearence cu CASA si Air Services Australia Air Traffic Control din Cairns si din Brisbane. A asigurat suportul logistic. Este un binecunoscut eclipse-chaser australian cu 10 eclipse totale observate pe tot globul. In 1999, a fost in Romania pentru eclipsa totala din 11 august.
Howard Small, specialist radio-comunicatii, presedintele clubului de radioamatori din Cairns, Queensland, Australia.
Samantha Scafe, specialist in tracking radio.
Pregatiri pentru expeditie
Am inceput sa ma gandesc la acest proiect inca din ianuarie 2011, adica de acum doi ani. Eclipsa totala de Soare acopera, de obicei, 0,5% din suprafata globului si se desfasoara pe o fasie ingusta de 200 km si o lungime de mai bine de 13.000 km. Foarte rar traverseaza zone urbane, civilizate, cel mai des trebuie sa o urmaresti pe ocean, prin Siberia, Africa sau la poli. Ultima eclipsa totala de Soare s-a produs in 2010 si am “vanat-o” de pe atolul Hao, Polinezia Franceza, din Pacificul de Sud, iar pe aceasta, din 2012, am vazut-o din nord-estul Australiei, din outback-ul de la vest de Cairns.
Alegerea locului de observatie al eclipsei este crucial. In primul rand, trebuie sa tin cont de situatia politica din tarile pe care umbra Lunii le traverseaza. In al doilea rand sunt limitat de buget si nu in ultimul rand ma intereseaza statistica nebulozitatii pe ultimii 10-20 de ani precum si corelarea cu fenomenele La Nina si El Nino. De ce e atat de importanta vremea? Pentru ca eclipsa dureaza doar cateva minute (eclipsa din noiembrie 2013 va dura din locul pe care l-am ales deja, doar 10 secunde!) si nimeni nu vrea sa strabata jumatate de glob si sa vada nori in loc de eclipsa pe cer senin. Desigur, oricat de mult se studiaza statisticile, riscul de a avea nori in dreptul Soarelui, in timpul eclipsei exista, dar poate fi diminuat daca colaborezi cu un institut meteo specializat si daca te asiguri ca poti evada rapid din zona cu nebulozitate, folosind infrastructura locala.
Pe langa pregatirile specifice unei expeditii spre eclipsa, in Australia a trebuit sa gasim solutii pentru inaltarea unui balon cu heliu, in stratosfera. Cand schimbi 4-5 avioane si folosesti masini inchiriate intr-o zona desertica, trebuie sa gandesti totul intr-un pachet minimal, de materiale, de instrumente si de actiuni pe care le ai de intreprins la fata locului. Pe scurt, pentru ca as umple articolul numai cu ce a presupus deplasarea noastra, am avut o nacela cu instrumente de 3 ori mai mica, volumetric, fata de cea folosita in Romania. Am ales lansarea unui balon de 1500 de grame in locul celui de 3000 grame folosit in tara, dar am avut inca doua de rezerva. Butelia cu heliu a trebuit inchiriata din Brisbane (1700 km distanta de Cairns) si a ajuns cu doar cateva ore inainte de plecarea noastra spre locul lansarii. Poate cel mai dificil lucru a fost obtinerea autorizatiei de zbor prin spatiul aerian de deasupra Queensland. Aici a trebuit sa apelam la prietenul Joe Cali, excelent negociator, care, cu ajutorul datelor noastre obtinute in cele doua zboruri din Romania, a reusit sa convinga autoritatile australiene ca putem efectua zborul prin stratosfera, fara sa punem in pericol pasagerii curselor aeriene sau locuitorii oraselor pe care balonul urma sa le survoleze.
Un ultim aspect de care a trebuit sa tinem cont a fost calculul traiectoriei balonului pana la caderea sa. Mentionez ca peninsula York, din NE Australiei este o zona aproape fara infrastructura rutiera, iar aterizarea nacelei in padurea tropicala ar fi insemnat, mai mult ca sigur, pierderea instrumentelor si a datelor de la bordul acesteia.
Lansarea balonului
In dimineata zilei de 13 noiembrie, am plecat intr-un mini-convoi de 3 masini spre locul lansarii. Daca vremea se mentinea buna ca cea prognozata, acelasi loc urma sa-l folosim pentru fotografierea eclipsei de la sol. Nici australienii nu stiau starea drumurilor de la vest de Lakeland, asa ca urma sa luam decizii de urmare a unei cai sau a alteia in functie de ce gaseam pe teren. Dupa aproape 400 km de condus, ne-am oprit intr-un luminis, in mijlocul unei paduri uscate, din inima outbackului. Pe imaginile din satelit, nu am observat ca vegetatia este atat de deasa, iar copacii atat de inalti, asa ca ne-am bucurat ca am gasit bucata defrisata, chiar la apusul soarelui.
Dupa o noapte de calcule si de pregatire nacela si parasuta, pe la 4 si jumatate am inceput umplerea balonului cu heliu. Dupa circa 30 de minute, heliul a incetat sa mai suiere prin furtun, semn rau pentru noi. Am incercat toate variantele de deschidere a valvelor buteliei si a reductorului, dar heliul se terminase. In loc de 7 metri cubi, aveam doar 4. Ora de lansare, fixata impreuna cu autoritatile de zbor australiene, era 5:25 AM. Puteam intarzia 5-10 minute, nu mai mult. Orice intarziere ducea la observarea eclipsei din stratul inferior al stratosferei, iar noi aveam nevoie de o altitudine de 25-28 km.
Heliu mai putin inseamna forta de ridicare mai mica, adica toate calculele precise pe care le-am facut de acasa si le-am refacut cu cateva ore inainte, trebuiau reluate si ajustate in numai 5 minute. Din nacela trebuiau scoase jumatate din instrumente. Printre aparatele la care a trebuit sa renuntam a fost si Nikonul J1 pe care il pregatisem in mod special pentru fotografierea eclipsei din stratosfera. Cu instrumentarul redus la minimum, am lansat balonul la ora 5:27. Viteza ascensionala era buna, circa 5,5 m/s. Florin Mingireanu impreuna cu austrlaienii au ramas la statiile de urmarire, iar eu cu Marc am inceput setarea aparaturii pentru documentarea eclipsei de la sol.
Fotografierea unei eclipse totale de Soare
Asa cum spuneam la inceput, nu e o placere sa cari echipament pana la antipozi si sa constati ca ai parte de nori. In dimineata de 14 noiembrie, natura ne-a ajutat si am avut parte de cer aproape senin. Perfect nu a fost, pentru ca la mare altitudine (13-15 km – valabil numai in zona ecuatoriala) a existat un strat de nori Cirrus, care nu au impiedicat observatia vizuala, dar au avut rolul de a blura cele mai fine detalii pe care as fi vrut sa le surprind la marginea dicului solar. Nu am plecat cu sperante foarte mari in privinta calitatii imaginilor, pentru simplul motiv ca Soarele in timpul eclipsei avea o elevatie de numai 11 grade.
Cred ca stiti ca orice obiect indepartat, mai cu seama subiecte de dincolo de atmosfera terestra, sunt distorsionate de straturile joase ale atmosferei, atunci cand sunt privite sau fotografiate aproape de orizont. Asa se intampla si cu aceasta eclipsa, dar aveam de partea mea cel mai bun senzor full-frame produs vreodata: cel de pe Nikon D800. In afara de aparatul foto, va prezint mai jos echipamentul pe care l-am considerat suficient pentru expeditie. Inca odata, vreau sa spun ca in astfel de incursiuni in desert, in mijlocul oceanului sau in orice alt loc greu accesibil, cel mai important lucru este sa cari dupa tine echipament usor. Acest compromis trebuie compensat cu multa experienta, rabdare si putin noroc.
Trepiedul. Prima piesa din echipament este desigur trepiedul, din fibra de carbon, pe care l-am stabilizat cu 4 sticle a cate 1,5 litri de apa. In acest fel nu se cara contragreutati inutile, apa este bauta pe drumul de intoarcere. Este esential ca platforma sa ramana stabila pe tot parcursul eclipsei, de aceea am tinut picioarele trepiedului stranse, cat mai aproape de sol. Nu a fost cazul aici, dar de obicei, inainte de totalitate, odata cu scaderea brusca a temperaturii, vantul incepe sa bata in rafale destul de puternice.
Montura. Pamantul se misca. Din cauza miscarii de roatie in jurul axei, daca vrem imagini cu stele, Luna, Soare nemiscate, trebuie sa folosim un motor care sa tina fixa bolta cereasca, adica sa compenseze miscarea de la vest la est a Pamantului. Pentru ca expeditiile spre eclipse sunt de obicei in zone greu accesibile, am ales cea mai usoara montura cu performante asemanatoare monturilor clasice: Astrotrac. Cu o greutate de numai 1,1 kg, montura poate sustine echipament de 10 kg cu acuratete de ordinul secundelor de arc la expuneri de 3-5 minute.
Cum expunerile din timpul eclipsei sunt sub 5-6 secunde, in conditii de cer senin, trebuie sa fiu atent doar la asezarea corecta in pol, de data aceasta in polul sud ceresc, fara sa exagerez cu cine stie ce finete la aceasta executie. Motorasul monturii opereaza la un voltaj de 12V, obtinut din 8 baterii Duracell Turbo de 1,5V. Astrotracul este asezat pe un cap de trepied dotat cu manere de pozitionare cu reglaj micrometric. Pe Astrotrac sta un cap de trepied cu bila, pe care se ataseaza instrumentul optic.
Luneta. Din cele 5 expeditii spre eclipse totale de Soare am invatat macar un lucru: sa iau la mine cel mai usor echipament posibil. Esential la o astfel de expeditie este relocarea in functie de conditiile meteo, iar un echipament greu, te poate tine pe loc. Pentru aceasta eclipsa am folosit o luneta cu diametrul lentilei de 88mm, focala de 500mm, de unde rezulta un raport focal (diafragma) de numai 5,6. Focuserul e pe 2 toli si are un “travel” de 75mm. Campul vizual (FOV) pe care l-am surprins pe senzorul full-frame prin acest instrument a fost de 4° 7’ pe latura mare si de 2° 45’ pe latura mica. Din pacate, in acest dreptunghi de cer nu exista stele stralucitoare sau planete aparent apropiate de discul Soarelui. Cea mai apropiata planeta de aceasta zona este Mercur, cu o separatie de 9° fata de Soare.
Sistemul fotografic. Focuserul lunetei se prelungeste cu un adaptor care are si rol de extender (senzorul aparatului foto este situat prea departe pentru a se realiza focalizarea doar din sistemul mecanic incorporat in luneta). La adaptor, se ataseaza un inel cu baioneta, pe care am montat aparatul foto DSLR cu cea mai mare rezolutie din istoria senzorilor full-frame: Nikon D800.
Accesorii. Dintre cele mai importante accesorii amintesc declansatorul pe cablu, folosit pentru limitarea vibratiilor la expuneri mai lungi de 1/500s, filtrul solar Mylar care se inlatura odata cu aparitia “inelului cu diamant” – contactul 2 al eclipsei totale de Soare. Un foarte important accesoriu este binoclul prin care am observat vizual detalii de la baza cromosferei precum si din straturile superioare ale atmosferei de plasma a Soarelui – coroana.
Tehnica. Lucrurile trebuie pastrate la un nivel extrem de simplu. Fiecare schimbare de parametri trebuie invatata pe de rost, iar experienta in astfel de situatii devine esentiala in cazul in care ceva nu merge conform planului. Am avut la dispozitie circa 2 minute pentru a surprinde cat mai multe detalii atat la baza atmosferei solare cat si in straturile superioare. Se porneste intotdeauna cu o expunere foarte rapida – 1/8000s sau 1/4000s la ISO cat mai mic, eu am folosit de data aceasta sensibilitatea senzorului la ISO 100. Modul aparatului a fost pus pe Manual si singura schimbare majora pe care am facut-o a fost sa reduc viteza de expunere la fiecare noua declansare.
Asadar, prima imagine a fost la 1/4000, a doua la 1/2000, a treia la 1/1000 si asa mai departe. Daca eclipsa ar fi durat mai mult, mi-as fi permis sa scad viteza de expunere cu trepte mai putin abrupte, dar in acest caz, am ales sa ajung la expunerea cea mai lunga, de 2 secunde, in cat mai putini pasi. E adevarat ca m-am bazat si pe excelentul senzor al Nikonului si anume pe o caracteristica senzationala a acestuia – dynamic range-ul. Odata ce am ajuns la expunerea de 2 secunde, ajustarile de viteza se fac in sens contrar, cu alte cuvinte cresti viteza pana la valoarea la care ai inceput, pentru a pregati surprinderea inelului cu diamant si a “margelelor lui Baily” de la contactul 3 - iesirea din eclipsa totala. Nu trebuie uitat ca in cele doua minute mai ai de observat vizual fenomenul, cu ochiul liber, nu prin vreun instrument optic, iar daca totul merge struna, pentru cateva secunde e indicat sa faci observatie astronomica prin binoclu la protuberante, cromosfera si “pliuri” din coroana exterioara a stelei noastre.
Intotdeauna, exista mici probleme care apar fie din cauza atmosferei, fie din cauza accesoriilor folosite. Principala mea “mica problema” era vibratia indusa de schimbarea vitezei de expunere. Din capul locului va spun ca in astfel de expeditii nu am incredere in software cand vine vorba de schimbat parametri sau in telecomenzi fara fir. Inclusiv miscarea firului de la telecomanda induce o mica vibratie, care la focala de 500mm devine suparatoare. Am gasit in meniul Nikonului D800 o setare tocmai buna pentru fotografia la eclipsa si anume intarzierea expunerii cu 1 secunda dupa declansare, fie de la butonul de shutter, fie din telecomanda. Aceasta optiune mi-a folosit poate cel mai mult din toate sutele de setari ale aparatului pentru ca m-a ajutat sa reduc vibratiile si sa obtin cam tot ce se putea obtine in conditiile de altitudine joasa a discului solar si de panza de nori cirrus.
Pentru scena wide a eclipsei, am folosit Nikon D600 cu NIKKOR AF-S 16-35mm f/4G ED VR. Deasemenea, datorita senzorului lui D600, care dupa parerea mea exceleaza la capitolul “dynamic range” (esential in tipul de fotografie pentru care am facut deplasarea) se poate observa pe cadrul original, fara prelucrari si cu expunerea aleasa in modul A, deci fara interventii pentru obtinerea unor detalii din zonele intunecate, asadar, se poate observa constelatia Crucea Sudului (cele patru stele care o definesc) precum si stelele Alfa respectiv Beta Centauri.
In final, aplaud decizia Skin Romania de a sustine cu echipament fotografic Nikon aceasta expeditie unica si va invit sa cititi numarul din decembrie al revistei “Stiinta&Tehnica” pentru mai multe detalii despre aventura noastra din Australia si sa urmariti site-ul revistei pentru amanunte legate de urmatoarea expeditie din Africa.
Catalin Beldea
www.astrofoto.ro
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot
citeste tot