DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker

โดย ศุภฤกษ์ คฤหานนท์   
2 กรกฎาคม 2555 18:20 น.
DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ภาพตัวอย่างอุปกรณ์ถ่ายภาพแบบเคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้า Barn-Door Tracker (http://www.astropix.com/BGDA/SAMPLE2/SAMPLE2.HTM)
        ช่วงเดือนนี้หากใครอยากถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าคงต้องผิดหวังกับท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยเมฆฝน ต้องอดใจรอช่วงฤดูหนาวกันนะครับ แต่ก่อนจะถึงช่วงฤดูกาลแห่งการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ เรามาดูกันก่อนว่ามีอุปกรณ์สำหรับถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้า ที่ผมอยากจะแนะนำเผื่อใครสนใจเอาไปทดลองทำเล่นกันครับ
       
        วันนี้เราจะมาแนะนำวิธีการประดิษฐ์อุปกรณ์ถ่ายภาพแบบเคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้าแบบ DIY กันครับ และอุปกรณ์ที่กล่าวมานี้มันมีชื่อว่า Barn door Tracker ที่เรียกว่า Barn door ก็เพราะว่ามันประดิษฐ์มาจากบานพับประตูนั่นเองครับ แต่ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกับการหลักการการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้ากันก่อนครับ
       
       การเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้า
        ในทางดาราศาสตร์ เมื่อผู้สังเกตการณ์มองดูดาว หรือวัตถุท้องฟ้าต่างๆ ดูเสมือนว่าวัตถุท้องฟ้าต่างๆ ลอยติดอยู่ที่ผิวของทรงกลมขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างไกลจากโลกมากๆ และเมื่อโลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้ดูเหมือนว่าวัตถุท้องฟ้าต่างๆ บนทรงกลมนั้นเคลื่อนที่ปรากฎรอบโลกวันละ 1 รอบ เราเรียกทรงกลมนี้ว่า ทรงกลมท้องฟ้า (Celestial Sphere)
       
       เมื่อมองจากพื้นโลกเราจะเห็นทรงกลมท้องฟ้าเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก อย่างไรก็ตามเนื่องจากโลกของเราเป็นทรงกลม ดังนั้นมุมมองของการเคลื่อนที่ของทรงกลมท้องฟ้า ย่อมขึ้นอยู่กับตำแหน่งละติจูดของผู้สังเกตการณ์ ดังตัวอย่างต่อไปนี้
       
       เมื่อผู้สังเกตอยู่บริเวณเส้นศูนย์สูตร หรือละติจูด 0 องศา ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่ตรงขอบฟ้าทางด้านทิศเหนือพอดี

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ภาพตัวอย่างการเคลื่อนที่ทรงกลมท้องฟ้า ณ ตำแหน่งละติจูด 0 องศา
        เมื่อผู้สังเกตอยู่ประเทศไทย ซึ่งเป็นตำแหน่งละติจูดที่ 15 องศา ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงขึ้นจากขอบฟ้า 15 องศา

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ภาพตัวอย่างการเคลื่อนที่ทรงกลมท้องฟ้า ณ ตำแหน่งละติจูด 15 องศา
        เมื่อผู้สังเกตอยู่บริเวณขั้วโลกเหนือ หรือละติจูด 90 องศา ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้า 90 องศา หรือตำแหน่งกลางศรีษะ

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ภาพตัวอย่างการเคลื่อนที่ทรงกลมท้องฟ้า ณ ตำแหน่งละติจูด 90 องศา
        ในการถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้า เช่น กลุ่มดาว ทางช้างเผือก เนบิวลา หรือกาแล็กซี เป็นวัตถุท้องฟ้าที่มีแสงจางๆ มองตาเปล่าเห็นเป็นฝ้าๆ มัวๆ หรือริบหรี่จนมองแทบไม่เห็น การถ่ายภาพประเภทนี้จำเป็นต้องให้กล้องถ่ายภาพเคลื่อนตามวัตถุท้องฟ้าได้นานๆ โดยการใช้ขาตั้งกล้องเคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้าได้ เพื่อให้กล้องสะสมแสงมากพอในการสร้างภาพ แต่ปัญหาของการถ่ายภาพประเภทนี้คือ วัตถุท้องฟ้ามีการเคลื่อนที่ เนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตัวเองอยู่ตลอดเวลาในอัตราเร่งคงที่ 1 รอบ ซึ่งมี 360 องศา ใช้เวลา 23 ชั่วโมง 56 นาที 4 วินาที หรือก็คือมีอัตราเร็วเชิงมุม 15.0411 พิลิปดาต่อวินาที ทำให้เรามองเห็นวัตถุท้องฟ้าคล้ายกับกำลังเคลื่อน
       
       เราสามารถคำนวณตำแหน่งของดาวบนท้องฟ้าได้อย่างง่ายดาย ด้วยการเทียบบัญญัติไตรยางค์
       
       โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ = 24 ชั่วโมง มีที่มาจาก ดาวหมุนเป็นวงกลม 360 องศา
       
       24 ชั่วโมง ดาวเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง = 360 องศา
       
       1 ชั่วโมง ดาวเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง = 360 / 24 = 15 องศา
       
       1 นาที ดาวเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง = 15 / 60 = 0.25 องศา
       
        ดังนั้น หากเราเปิดหน้ากล้องค้างไว้นานๆ ภาพดาวที่เราถ่ายก็จะยืดเป็นเส้น (ดังภาพตัวอย่างข้างต้น) คล้ายกับที่เราถ่ายภาพเส้นแสงดาวนั่นเองครับ แต่เราต้องการถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าให้อยู่กับที่ จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถเคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้าได้ ซึ่งโดยปกติแล้วนักดาราศาสตร์ก็จะถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มีมอเตอร์สามารถติดตามวัตถุท้องฟ้าได้ตลอดทั้งคืน (ซึ่งมีราคาค่อนข้างสูงพอสมควร) แต่ก็ยังมีอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่เราสามารถประดิษฐ์เองได้ไม่ยาก แถมยังมีต้นทุนถูกมากๆ อีกด้วย เอาหล่ะครับมาดูกันก่อนว่าเราจะต้องเตรียมอะไรบ้างในการประดิษฐ์อุปกรณ์ถ่ายภาพแบบเคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้า
       
       อุปกรณ์
        1. บานพับประตู (ขนาดใดก็ได้)
        2. ไม้กระดานขนาด 10x30 cm. จำนวน 2 แผ่น สำหรับทำบานพับเพื่อใช้เป็นฐานติดกล้องถ่ายภาพกับขาตั้งกล้อง
        3. น๊อตเกลียวหุน ขนาด 1/4 เกลียว 20 (แถวบ้านผมเรียก “น๊อตเบอร์ 10”) ความยาวประมาณ 10 เซนติเมตร ทั้งตัวผู้และตัวเมีย (ผมก็ไม่รู้ว่าเค้าเรียกจริงๆกันยังไง แต่พอไปบอกคนขายว่าซื้อน็อตเบอร์ 10 เค้าก็เข้าใจครับ)
        4. นาฬิกา (แนะนำเป็นนาฬิกาแบบเข็ม เพราะตอนใช้งานจะดูสะดวกกว่าแบบดิจิตอล)
        5. หลอดกาแฟ (ใช้เป็นกล้องเล็งดาวเหนือ)
        5. ขาตั้งกล้อง (แบบหัวบอลจะสะดวกที่สุดในการปรับตั้ง)

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ภาพตัวอย่างส่วนประกอบต่างของ Barn-door tracker (http://www.astropix.com/BGDA/SAMPLE2/SAMPLE2.HTM)
       

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ภาพตัวอย่าง Barn-door tracker แบบที่ใช้มือหมุน (ภาพซ้าย) กับแบบที่ใช้สเต็ปมอเตอร์ (ภาพขวา) ในการแทรกกล้องให้เคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้า
        การติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ ดังนี้
        1 .จากภาพตัวอย่าง เมื่อติดบานพับประตูเข้ากับแผ่นไม่ทั้งสองแผ่นเข้าด้วยกันแล้ว วัดระยะจากจุดหมุนบริเวณบานพับ มาถึงจุดยึดสกรู เบอร์ 10 เท่ากับ 290 เซนติเมตร (ดังรูปตัวอย่าง) จากนั้นเจาะรูสำหรับติดน๊อต (ตัวเมีย ที่แผ่นไม้ด้านบน) และติดสกรูเบอร์ 10 เข้ากับน๊อตตัวเมีย แล้วทำแกนสำหรับน๊อตไว้เพื่อใช้สำหรับปรับมุมองศา
        2. ติดหลอดกาแฟบริเวณจุดหมุนของบานพับ เพื่อใช้เป็นกล้องสำหรับเล็งดาวเหนือ หรืออาจใช้เลเซอร์สำหรับชี้ดาวแทนก็ได้เพื่อความสะดวกในการเล็งตำแหน่งขั้วเหนือของท้องฟ้า
        3. ติดนาฬิกาไว้ใกล้กับ น๊อตเบอร์ 10 เพื่อใช้สังเกตเวลาการหมุนต่อรอบ ขณะใช้งาน
        4. ติดตั้งหัวบอลสำหรับติดกล้องถ่ายภาพไว้ประมาณกึ่งกลางระหว่างจุดหมุนกับน๊อต เบอร์ 10 ที่ใช้สำหรับปรับมุมองศา
       
       เทคนิคและวิธีการ
        1. Barndoor tracker เป็นอุปกรณ์ที่สามารถติดตั้งบนขาตั้งกล้องและใช้หัวบอลติดบนอุปกรณ์ Barndoor tracker เพื่อความสะดวกในการจัดองค์ประกอบภาพของกล้องดิจิตอล ซึ่งมีวิธีการใช้งานง่ายๆ โดยหลังจากติดตั้งกล้องดิจิตอลบอล Barndoor tracker แล้วให้ปรับแกน (กล้องเล็งดาวเหนือ ที่เราทำจากหลอดกาแฟ) ชี้ไปยังขั้วเหนือของท้องฟ้า (สามารถหาตำแหน่งดาวเหนือได้จากแผนที่ดาว หรือโปรแกรมดูดาว เช่น โปรแกรม Stellarium) ซึ่งกล้องเล็งดาวเหนือ จะช่วยในการจัดตำแหน่งของขาตั้งให้ตรงทิศเหนือถูกต้องแม่นยำยิ่งขึ้น สำหรับประเทศไทยนั้นขาตั้ง Barn-door Tracker จะเอียงทำมุมประมาณ 15 องศา (ประเทศไทยตั้งอยู่ที่ตำแหน่งละติจูดที่ 15 องศา เหนือ)
       
        ในการติดตั้งและใช้งานขาตั้ง Barn-door Tracker ก็มีหลักการเดียวกับขาตั้งกล้องดูดาวแบบ Equatorial การจัดตำแหน่งขาตั้งกล้องดูดาวไปยังทิศเหนือที่แม่นยำและถูกต้องนั้นเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพดาวและติดตามดาว

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
       

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ตัวอย่างภาพถ่ายกลุ่มดาวนายพราน ด้วยอุปกรณ์ถ่ายภาพ Barn-door Tracker โดยบริเวณกลางภาพจะสังเกตเห็นเนบิวลาติดมาในภาพเนื่องจากการเปิดหน้ากล้องไว้นาน 5 นาที เพื่อให้กล้องสะสมแสงมากพอในการสร้างภาพ (ภาพโดย : ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ : Canon EOS 500D /18-55 มม. / F3.5 / ISO 800 / 5 นาที)
        2. จากนั้นก็ตั้งถ่ายภาพแบบหน่วงเวลา (โหมด B) ซึ่งอาจเปิดหน้ากล้องนานตั้งแต่ 1-5 นาที (หากเกิน 5 นาที อาจเกิดความคลาดเคลื่อนได้) หรือหมุนน๊อตจนสุดเกลียว
        3. ระหว่างการถ่ายภาพให้หมุนแกนน๊อตให้เคลื่อนที่ไปพร้อมๆกับการหมุนของเข็มนาฬิกา ก็จะได้การเคลื่อนที่ตามดาวที่สัมพันธ์กับวัตถุท้องฟ้า
        4. เลนส์ที่ใช้ถ่ายภาพด้วยอุปกรณ์ Barn-door Tracker ควรเลือกเลนส์ที่มีทางยางโฟกัสไม่เกิน 50 mm. หากทางยาวโฟกัสมากกว่านี้อาจทำให้ภาพเบลอหรือไม่คมชัดเนื่องจากกำลังขยายที่มากเกินไป เพราะอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นมีข้อจำกัดด้านความละเอียดในการเคลื่อนที่ตามวัตถุท้องฟ้าอยู่พอสมควร
       5. การปรับโฟกัสของเลนส์ควรศึกษาระยะไกลสุด (อินฟินิตี้) ของเลนส์ก่อนการถ่ายภาพเนื่องจากระยะชัดที่สุดของระยะไกลสุด (อินฟินิตี้) ของเลนส์ แต่ละตัวอาจปรับอยู่ในตำแหน่งที่ต่างกัน และไม่ควรใช้ระบบออโต้โฟกัสอย่างเด็ดขาด เพราะกล้องจะไม่สามารถหาโฟกัสได้ในตอนกลางคืน รวมทั้งปิดระบบกันสั่นของเลนส์ (หากมี)
       6. ค่าความไวแสง (ISO) ที่ใช้ตั้งแต่ 200 – 800 และควรเปิดฟังก์ชั่น Noise reduction (ถ้ามี) จะทำให้ภาพถ่ายมีรายละเอียดที่ดีมากขึ้นเนื่องจากฟังก์ชั่น Noise reduction จะช่วยกำจัดสัญญาณรบกวน(Niose) ของภาพได้ในระดับหนึ่ง
        7. ในการถ่ายภาพประเภทนี้อุปกรณ์สำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือ สายลั่นชัตเตอร์เนื่องจากต้องถ่ายภาพเป็นเวลานาน ถ้ากล้องที่มีระบบล็อคกระจกสะท้อนภาพควรกดยกกระจกสะท้อนภาพทิ้งไว้ก่อนประมาณ 5 วินาที แล้วจึงกดเปิดม่านชัตเตอร์เพื่อป้องการการสั่นไหวและให้ได้ภาพที่คมชัดที่สุด
       8. ควรเตรียมแบตเตอรี่สำรองเผื่อไว้เพราะการถ่ายภาพดาวเคราะห์ ดาวหาง หรือเนบิวลา จำเป็นต้องเปิดหน้ากล้องทิ้งไว้นานๆ ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานพอสมควร
       9. การบันทึกข้อมูลควรเลือกรูปแบบไฟล์เป็น RAW format เพื่อที่จะสามารถนำมาปรับเปลี่ยนแก้ไขภาพเพิ่มเติมในภายหลังได้อย่างยืดหยุ่นกว่าไฟล์แบบ JPEG

DIY ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าด้วย Barn-door Tracker
ตัวอย่างภาพถ่ายทางช้างเผือกบริเวณ ใกล้กลุ่มดาวนายพรานด้วยอุปกรณ์ถ่ายภาพ Barn-door Tracker (ภาพโดย : ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ : Canon EOS 500D /18-55 มม. / F3.5 / ISO 800 / 3 นาที)
        ในการถ่ายภาพ กลุ่มดาว ทางช้างเผือก เนบิวลา หรือกาแล็กซี การถ่ายภาพประเภทนี้ยังมีรายละเอียดอีกมากมาย ในการอธิบายข้างต้นเป็นเพียงวิธีการพื้นฐานเท่านั้น ยังมีเทคนิคและวิธีการที่ต้องเรียนรู้และต้องทำความเข้าใจในด้านดาราศาสตร์อยู่พอสมควร อีกทั้งยังจำเป็นต้องอาศัยประสบการณ์ในการลองผิดลองถูก ซึ่งการถ่ายภาพประเภทนี้นอกจากจะต้องเรียนรู้เทคนิควิธีการและความรู้ทางดาราศาสตร์แล้ว ยังจำเป็นต้องทรายถึงลักษณะของวัตถุที่ต้องการจะถ่ายว่าเป็นวัตถุท้องฟ้าประเภทใหน มีความสว่างเท่าใด และอยู่บริเวณใดของท้องฟ้าอีกด้วย
       
       

       *********************
       
       เกี่ยวกับผู้เขียน
       
       ศุภฤกษ์ คฤหานนท์
       
       สำเร็จการศึกษาครุศาสตรบัณฑิต สาขาฟิสิกส์ จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่ และครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาเทคโนโลยีและการสื่อสาร จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
       
       ปัจจุบันเป็นเจ้าหน้าที่สารสนเทศทางดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สดร., เคยทำวิจัยเรื่อง การทดสอบค่าทัศนวิสัยท้องฟ้าบริเวณสถานที่ก่อสร้างหอดูดาวแห่งชาติ มีประสบการณ์ในฐานะวิทยากรอบรมการดูดาวเบื้องต้น และเป็นวิทยากรสอนการถ่ายภาพดาราศาสตร์ในโครงการประกวดภาพถ่ายดาราศาสตร์ ประจำปี 2554 ของ สดร.ในหัวข้อ “มหัศจรรย์ภาพถ่ายดาราศาสตร์ในเมืองไทย”
       
       “คุณค่าของภาพถ่ายนั้นไม่เพียงแต่ให้ความงามด้านศิลปะ แต่ทุกภาพยังสามารถอธิบายด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ได้อีกด้วย”
       
       อ่านบทความ ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ ทุกวันจันทร์ที่ 1 และ 3 ของเดือน

จำนวนคนโหวต 29 คน
คุณเห็นด้วยกับข่าว/บทความนี้หรือไม่
เห็นด้วย ไม่เห็นด้วย
เห็นด้วย 29 คน
100 %
ยังไม่มีผู้ไม่เห็นด้วย
0 %
 
หนังสือพิมพ์: ผู้จัดการออนไลน์ | ผู้จัดการรายวัน | ผู้จัดการสุดสัปดาห์ | นิตยสารผู้จัดการ 360° | Positioning | News1
มุม: การเมือง | อาชญากรรม | คุณภาพชีวิต | ภูมิภาค | ภาคใต้ | ต่างประเทศ | มุมจีน | iBiz Channel | เศรษฐกิจ-ธุรกิจ | ตลาดหลักทรัพย์
กองทุนรวม | SMEs | Motoring | CyberBiz | วิทยาศาสตร์ | เกม | กีฬา | บันเทิง | โต๊ะญี่ปุ่น | Celeb Online | ท่องเที่ยว | ธรรมะกับชีวิต
เว็บ: Asia Times | บุรพัฒน์ คอมมิคส์ | Mars Magazine | คุยกับเว็บมาสเตอร์ | Site Map | โฆษณาบนเว็บ | ติดต่อเรา
All site contents copyright ©1999-2017