a cura di: Marco Cristofanelli

La recente rivoluzione nelle tecniche e nelle apparecchiature fotografiche provocata dalla diffusione dei sensori CCD (ed in misura minore dei CMOS) a scapito delle tradizionali pellicole chimiche non poteva non riguardare direttamente anche una delle attività preferite dagli astrofli, immortalare le bellezze che il cielo ci offre.
Il naturale abbassamento dei costi ed i risultati strabilianti che possono essere ottenuti hanno fatto si che nell'ultimo decennio un grande numero di appassionati abbia acquistato camere CCD appositamente costruite per l'utilizzo astronomico, sia per competere nel campo della ricerca di asteroidi e supernovae con i più blasonati centri professionistici che per ottenere immagini del cielo profondo e dei pianeti ritenute impossibili da realizzare con le obsolete lastre fotografiche.
Le ricerche scientifiche che noi dell'A.T.A. portiamo avanti da tempo sono un esempio lampante di ciò che si può ottenere con simili apparecchiature.
Va tuttavia sottolineato che il costo di tali camere, comunque relativamente elevato, non è spesso alla portata di tutti e l'acquisto è in pratica retaggio degli astrofili più evoluti che grazie ad un bagaglio di esperienze elevato e di strumentazione ottima può essere sicuro di sfruttarne appieno le potenzialità.
Fortunatamente nel campo dell'imaging planetario (pianeti, Sole e Luna) si è da qualche tempo affermata una tecnica di ripresa digitale che rappresenta, senza ombra di dubbio, la tecnica meno costosa in rapporto ai risultati ottenibili, spesso migliori di quelli realizzati con costose camere CCD. Sto naturalmente parlando dell'utilizzo di normali webcam applicate al telescopio per realizzare immagini in alta risoluzione di oggetti luminosi.
I risultati che si ottengono sono ormai sotto gli occhi di tutti e noi dell'A.T.A. abbiamo deciso di dedicare un'apposita sezione solo ed esclusivamente a questa strabiliante tecnica fotografica.
In queste poche pagine si vuole fornire una guida che permetta a chiunque di realizzare ottime immagini senza eccessiva fatica e con una spesa irisoria.

Innanzitutto bisogna logicamente procedere all'acquisto della webcam che deve possedere le seguenti caratteristiche:

1. un sensore CCD (e non CMOS) con una risoluzione reale di 640x480;
2. la possibilità di acquisire filmati con una frequenza di quadro impostabile dai 5 ai 30 (o più) frames al secondo;
3. la possibilità di variare i tempi dell'apertura dell'otturatore in funzione dell'oggetto ripreso;
4. la possibilità di svitare l'obiettivo originale al fine di inserire al suo posto un adattatore da inserire nel portaoculari per riprese al fuoco diretto;
5. una sufficiente sensibilità che permetta di lavorare con poca illuminazione (es. 1 lux).

Le webcam che soddisfano pienamente tali requisiti e sono ormai divenute un classico fra gli astrofili sono quelle delle serie "Vesta" e "ToUcam" della Philips. Non tutti i modelli sono però adatti, in particolare il cerchio si restringe sui modelli Vesta, Vesta Pro e ToUcam Pro. Diciamo subito che le Vesta sono praticamente introvabili in quanto non più in produzione, sostituite dalle ToUcam, tuttavia sarebbero da preferire in quanto permettono di innalzare i tempi di esposizione fino ad 1 secondo attraverso l'installazione dei driver modificati che trovate presso http://www.astrocam.org/pilotes.htm mentre la stessa operazione con la ToUcam richiederebbe una non banale modifica all'elettronica, sapientemente esposta presso http://home.clara.net/smunch/wintro.htm.
Per il resto sono corredate dallo stesso sensore CCD, un Sony ICX098BQ (leggi le caratteristiche tecniche).
Sebbene non manchino storie di adattamento di altri modelli di webcam la ToUcam Pro è quella che prenderò come riferimento in questa guida, se non altro perché è sicuramente quella più utilizzata.
 

Occorrerà poi un adattatore per mettere la webcam al fuoco diretto dello strumento; svariate sono le ditte astronomiche  che vendono questi accessori già pronti, tuttavia se si vuole risparmiare al massimo per iniziare basta anche un barilotto portarullini applicato con nastro adesivo davanti al sensore, privato dell'obiettivo principale. Non è comunque il massimo dell'eleganza  .
Importante è anche l'uso di filtri appropriati al fine di ottenere immagini di alta qualità. Oltre ai classici Wratten, utili per riprese monocromatiche oppure per fare tricromia in RGB come con le classiche CCD, è sicuramente da consigliare un IR-Cut (taglia infrarosso), utilissimo per evitare lo slittamento cromatico delle immagini dovuto alla sensibilità dei CCD nell'infrarosso; diventa indispensabile soprattuto nel caso si utilizzino elementi di rifrazione nel sistema ottico di ripresa (barlow, telescopi rifrattori ecc...).
Ugualmente utile in situazioni particolari è l'IR-Pass che invece fa passare solo l'infrarosso che, ad esempio nel caso di Marte, permette di fare riprese monocromatiche con dettagli e contrasto nettamente superiori ad una normale RGB+IR-Cut.
Infine occorrerà dotarsi di una lente di barlow a seconda della lunghezza focale del proprio telescopio. Infatti per sfruttare al meglio la risoluzione di un dato strumento con un certo sensore CCD occorre considerare il criterio di Nyquist il quale afferma che il più piccolo dettaglio ottenibile dallo strumento deve cadere su due pixel non adiacenti per essere rilevato dal sensore e quindi averlo nell'immagine.
Sapendo quindi le dimensioni dei singoli pixel del sensore (5.6 micron per la ToUcam Pro) e il diametro dell'obiettivo (e quindi il suo potere risolutivo), possiamo applicare la seguente formula per trovare la focale di campionamento ottimale:

E' anche disponibile un software per Windows e Linux, di mia creazione, che automatizza il calcolo, lo trovate presso http://utenti.lycos.it/astroterni/progr_mi.html. Tuttavia esso dà un risultato leggermente più basso ma forse più veritiero in quanto tiene conto, nell'algoritmo, della lunghezza d'onda della luce nel visibile (0,00055mm) e quindi di un potere risolutivo più realistico di quello teorico (criterio di Rayleight).