Mengalahkan Panas dalam Astrofotografi – Langit & Teleskop

Saat itu musim panas di belahan bumi utara dan berita didominasi oleh berita tentang gelombang panas yang tercatat di sekitar AS. Cuaca panas tidak baik untuk manusia (atau sebagian besar hewan) dan tetap tenang bisa menjadi tantangan yang sulit. Ternyata, kamera astronomi kita juga tidak tahan panas. Menjaga mereka tetap dingin sangat penting untuk mendapatkan hasil yang baik dengan eksposur lama, pencitraan cahaya rendah.

Bukti A: Untuk mendapatkan hasil akhir seperti di bawah, kita perlu mendinginkan sensor kamera kita. Dua gambar di atas diambil satu demi satu, dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa pendingin kamera menyala untuk yang di sebelah kanan.
Richard S.Wright Jr.

Panas Membawa Kebisingan

Baru-baru ini, kami berbicara tentang bagaimana arus gelap (suatu bentuk kebisingan) terkait dengan suhu. Sensor gambar hangat atau panas akan memiliki sejumlah besar sinyal arus gelap yang mengimbangi nilai piksel gambar Anda. Selain itu, sinyal apa pun yang direkam sensor Anda, baik itu cahaya dari target yang Anda tuju atau sinyal yang dihasilkan oleh kehangatan sensor gambar Anda, akan mengandung noise bidikan.

Sensor hangat dapat menghasilkan lebih banyak arus gelap daripada cahaya yang kami coba rekam. Terlebih lagi, suara tembakan terkait juga akan tinggi, bahkan lebih tinggi daripada suara tembakan dari target samar yang kami coba rekam. Dibutuhkan eksposur tambahan dalam jumlah besar untuk mengatasi noise bidikan saat ini yang gelap.

Kami juga tidak dapat menghapusnya begitu saja: Mengurangi bingkai gelap master hanya menghapus sinyal dan pola arus gelap dasar, tetapi tidak semua noise bidikan yang terakumulasi selama eksposur.

Gambar Pendingin TECSebagian besar kamera yang ditujukan untuk astrofotografi akan memiliki ventilasi dan kipas yang bekerja dengan Pendingin Termoelektrik internal untuk menjaga sensor gambar tetap dingin.
Richard S.Wright, Jr.

Cara terbaik menghilangkan noise bidikan arus gelap adalah dengan mengurangi arus gelap itu sendiri, yang berasal dari panas di sensor gambar Anda. Tanpa intervensi, sensor gambar akan memanas saat digunakan. Faktanya, kamera video yang digunakan untuk pencitraan planet bisa menjadi hangat atau bahkan panas saat disentuh bila digunakan dalam jangka waktu yang lama.

Mendinginkan untuk Menyelamatkan

Ada harapan, meskipun. Sebagian besar sensor gambar akan menurunkan arus gelap sekitar setengahnya (dan noise bidikan arus gelap sekitar 5/7 detik) untuk setiap 5 ° atau lebih mereka didinginkan.

Pertimbangkan “Pameran A” di atas. Beberapa tahun yang lalu saya memotret dengan kamera CCD dengan sensor Kodak 8300. Saya lupa menyalakan pendingin kamera dan mengambil eksposur 10 menit pertama saya. Saya terkejut dengan betapa bisingnya gambar itu dan betapa sulitnya melihat nebula yang saya coba tangkap. Saya kemudian melihat kamera tidak didinginkan. Saya segera menghentikan eksposur kedua, menyalakan pendingin termoelektrik kamera, dan menunggu kamera mencapai suhu (-20°C pada saat itu) sebelum memulai kembali eksposur.

Gambar pertama diambil pada suhu sekitar sekitar 80 ° F (25 ° C). Anda dapat melihat pada gambar bahwa kamera yang tidak didinginkan menghasilkan hasil yang bising. (Ini adalah gambar hidrogen-alfa pita sempit, jadi sinyalnya sudah cukup rendah dibandingkan dengan pencitraan pita lebar.) Menurunkan sensor ke -20°C mengurangi arus gelap hingga setengahnya 9 kali (setiap 5 °). Itu adalah 1/512 jumlah arus gelap, yang bekerja sekitar 1/22 dari kebisingan bidikan arus gelap! Dalam hal kebisingan arus gelap, pendinginan jelas merupakan kemenangan besar daripada mencoba mengambil eksposur yang cukup untuk menghilangkan kebisingan!

Ada beberapa sensor di pasaran saat ini (baik CCD dan CMOS) dengan arus gelap rendah, tetapi sensor tersebut perlu didinginkan di bawah 0 °C untuk mendapatkan manfaat ini sepenuhnya. Beberapa elektronik sensor CMOS modern akan mengalirkan arus gelap saat terakumulasi, tetapi sayangnya, suara bidikan masih ada. (Ini acak, jadi Anda tidak bisa hanya menguranginya.) Bahkan dalam kasus ini, pendinginan tetap memberikan manfaat terbesar untuk area sinyal rendah pada gambar Anda.

Pengecualian Planet

Pencitraan BulanTarget tata surya cukup terang untuk dipotret dengan eksposur yang sangat singkat, yang juga membantu mengurangi noise bidikan akibat suhu.
Richard S.Wright, Jr.

Pendinginan tidak selalu diperlukan. Pencitra planet yang merekam ribuan bingkai video eksposur pendek sering mengabaikan pendinginan karena dua alasan. Salah satunya adalah meskipun sensor bisa menjadi cukup hangat, eksposurnya sangat pendek, sehingga arus gelap (atau noise yang terkait) tidak memiliki waktu untuk menumpuk di setiap frame.

Selain itu, pencitra ini sering menumpuk ratusan bahkan ribuan gambar dari target yang terang benderang. Ini tidak praktis untuk sensor yang lebih besar dan eksposur yang lebih lama yang kami gunakan untuk pencitraan langit dalam, tetapi untuk aplikasi planet itu bukan masalah besar. Namun, kamera berkecepatan tinggi yang didinginkan memang ada, dan beberapa pencitra planet lebih suka menggunakannya saat mereka bisa.

DSLR berpendingin

DSLR beraksiDSLR pada teleskop adalah cara yang bagus untuk melakukan banyak jenis fotografi. Untuk pekerjaan langit dalam, cuaca yang lebih dingin akan sangat membantu.
Richard S.Wright Jr.

Banyak pencitra memulai dengan berpindah dari bentangan malam ke meletakkan DSLR di belakang teleskop. Langkah selanjutnya bagi banyak orang adalah beralih ke kamera warna satu bidikan yang didinginkan. Keuntungan utama adalah pendinginan yang diatur — suhu dapat diprogram dan dijaga konstan. Namun demikian, banyak pencitra yang sukses tetap menggunakan DSLR untuk pekerjaan eksposur lama di bagian belakang teleskop dan banyak DSLR dirancang untuk mengurangi kebisingan dengan cara yang tidak dilakukan oleh kamera astronomi khusus.

Namun, saya menemukan mereka bekerja paling baik dalam cuaca yang lebih dingin. Di tempat saya tinggal di Florida, mencoba menggunakan DSLR pada teleskop di musim panas adalah buang-buang waktu karena panas di sekitar. Bahkan di malam hari suhu sering di tahun 80-an atau 90-an. Faktanya, ada seluruh industri rumahan untuk DSLR yang dimodifikasi baik untuk sensitivitas spektral dan pendinginan yang diperluas. Beberapa pencitra yang giat bahkan akan berusaha keras untuk membuat kotak pendingin mereka sendiri:

Kotak pendingin untuk DSLRKotak pendingin buatan sendiri untuk DSLR.
Gary honi

Ingat — untuk mendapatkan pengurangan 1/2 dari noise bidikan sinyal, Anda memerlukan waktu pencahayaan 4× lebih banyak. Untuk mendapatkan pengurangan noise bidikan arus gelap ini, Anda hanya perlu mendinginkan sensor sebesar 10°. Bahkan sedikit pendinginan dapat membuat perbedaan yang sangat besar.

Post navigation