Confronto tra le migliori fotocamere solari: quattro astrocamere testate per Hydrogen Alpha e luce bianca

Introduzione

Scegliere una fotocamera per l’imaging solare è più sottile di quanto suggeriscano le schede tecniche. L’obiettivo qui è semplice: capire quale fotocamera si abbina meglio a telescopi come un rifrattore hydrogen alpha da 100mm f/7 e rifrattori più grandi per luce bianca, coprendo sia il disco solare completo sia i dettagli in close-up delle protuberanze e della superficie.

L’approccio ha combinato teoria e prove sul campo. Le stesse fotocamere sono state Alternate su ogni combinazione di lunghezza focale, con barlow a 1.75x, 2.5x e 4x, acquisendo dischi completi e inquadrature ravvicinate di protuberanze e dettagli superficiali. Ogni acquisizione è stata fatta con Sharpcap Pro, un file SER a 16 bit, un’esposizione di 10ms e un gain regolato per un istogramma al 75% (a volte esposizioni più brevi in luce bianca). AutoStakkert ha selezionato i migliori 200 fotogrammi su 2.000, i flat sono stati scattati con un flat cap Daystar, e in ImPPG sono state usate impostazioni identiche per diversi giorni con seeing variabile.

Come le specifiche delle fotocamere si traducono sul Sole

La dimensione dei pixel del sensore si rivela la specifica decisiva. L’efficienza quantistica è abbastanza simile tra i comuni sensori solari e non è un grande elemento di differenziazione, e mentre l’otturatore globale viene spesso elogiato, i risultati reali suggeriscono che la differenza tra rolling e global shutter conta molto meno di quanto si affermi. La full well capacity, invece, conta davvero per il contrasto sul sole.

La regola di abbinamento si riduce alla lunghezza focale divisa per l’apertura, puntando a un fattore di campionamento di tre volte la dimensione dei pixel (scalato per la lunghezza d’onda: 0,656 micrometri per l’hydrogen alpha, 0,54 per la luce bianca). In pratica, ciò significa che pixel piccoli si adattano a rapporti focali piccoli e pixel più grandi a rapporti focali più lunghi. Una nota di sicurezza sempre valida: non guardare mai il sole senza un apposito filtro solare o un telescopio solare dedicato, e ricordare che un filtro etalon hydrogen alpha non è un filtro solare.

ZWO ASI174MM (IMX174)

La ASI174MM è da tempo una preferita per il lavoro solare, e a ragione ad alto ingrandimento. A f/28 con una Power Mate 4x, la IMX174 è stata la netta vincitrice, esattamente in linea con la teoria. Questa combinazione di rifrattore f/7, Power Mate 4x e questa fotocamera ha persino prodotto un’Astronomy Picture of the Day.

Il problema sono i pixel da 5,86 micron, semplicemente troppo grandi per un trenino nativo a f/7. Per il disco completo hydrogen alpha a f/7, questa fotocamera si è classificata ultima, non per un difetto della fotocamera in sé ma perché è un abbinamento ottico scadente a rapporti focali bassi. Bravo quando un seeing stabile permette di spingere l’ingrandimento alto, cosa poco comune ma spettacolare quando accade.

QHY5III174M (IMX174)

La QHY5III174M usa lo stesso sensore Sony IMX174 dell’equivalente ZWO, e nei test le due si sono comportate in modo simile su tutta la linea. Vale la pena sottolinearlo: anche con sensori identici, i produttori non sempre abilitano le stesse funzionalità del sensore, possono aggiungere memoria, e differiscono nel formato e negli extra come la regolazione del tilt, quindi fotocamere con lo stesso sensore non sono automaticamente identiche.

Come la sua gemella, questa fotocamera si è classificata ultima o quasi a f/7 nativo e con il barlow 1.75x, a metà classifica a 2.5x, e ha trovato il suo ritmo a f/28 con la Power Mate 4x. Se il vostro setup solare gira a rapporti focali effettivi lunghi, questa è la famiglia di sensori da considerare.

Player One Saturn (IMX533)

La Player One Saturn, costruita attorno all’IMX533, è emersa come la più comoda tuttofare per il lavoro sul disco completo. Con circa 9 megapixel su una griglia quadrata di pixel da 3,76 micron, copriva l’intero sole in una singola esposizione con margine per inquadrare le protuberanze, e produceva costantemente immagini molto gradevoli in un solo passaggio.

A f/7 con una Power Mate 2.5x si è classificata prima sia in hydrogen alpha sia in luce bianca, in accordo con la teoria. Porta anche circa il 50% in più di full well capacity rispetto all’IMX290 e quattro volte la risoluzione. Il suo unico punto debole: a sensore pieno la frequenza fotogrammi scende a circa 29 fps, eppure questa combinazione ha comunque prodotto alcune delle migliori acquisizioni del disco completo, perché il campo più ampio e le altre caratteristiche della fotocamera compensano.

Player One Mars-C (IMX290)

La Mars, basata sull’IMX290 con pixel da 2,9 micron, è stata la performer più nitida a f/7 nativo, esattamente come prevede la teoria. Per l’hydrogen alpha a basso ingrandimento, si è classificata prima, offrendo il massimo dettaglio tra tutte le fotocamere testate. Il compromesso è l’inquadratura: un disco solare completo richiede un mosaico di cinque o sei pannelli, più lento e più soggetto a errori di una singola acquisizione.

Con il barlow 1.75x si è classificata prima o seconda a stretta distanza, ma ha perso terreno man mano che il rapporto focale saliva, chiudendo ultima a f/28. Vale la pena notare anche il meccanismo di tilt integrato di Player One, poiché la regolazione del tilt aiuta a mitigare gli anelli di Newton nei sistemi hydrogen alpha double-stack.

Risultati reali a ogni rapporto focale

Il pattern tra hydrogen alpha e luce bianca è stato notevolmente coerente. A f/7 nativo, la IMX290 ha comandato con la IMX533 subito dietro per comodità in singola ripresa, mentre la IMX429 e la IMX174 sono rimaste indietro. A f/12.25 con il barlow 1.75x, la IMX533 e la IMX429 sono salite in cima. A f/17.5 con la Power Mate 2.5x, la IMX533 aveva il vantaggio. A f/28 con la Power Mate 4x, la IMX174 è stata chiaramente la migliore.

Una nota sulla più recente IMX462: condivide frequenza fotogrammi, risoluzione, dimensione dei pixel e ADC dell’IMX290, con QE più alta e read noise leggermente inferiore, ma una full well molto più piccola, circa cinque volte peggiore. Per l’uso solare mono, dove il suo vantaggio nel vicino infrarosso è irrilevante, l’IMX290 può rimanere la scelta migliore, anche se servirebbe un test a confronto per confermarlo.

Consigli d’acquisto per chi cerca una fotocamera solare

Alcuni criteri sono vitali. Scegliete mono, non colore, poiché l’hydrogen alpha è una singola lunghezza d’onda e il mono offre migliore sensibilità e dettaglio. Abbinare la dimensione dei pixel al rapporto focale è la decisione tecnica più importante. Date priorità alla frequenza fotogrammi: mantenete le esposizioni a 10ms o meno per congelare il seeing, e puntate ad almeno 60 fps dove possibile, anche se un’acquisizione più lenta del disco completo può comunque vincere per altri meriti. Il costo è personale, ma comprate la migliore fotocamera che potete permettervi.

Extra utili includono una full well capacity generosa (a rigor di parlare, vitale per il contrasto), un sensore quadrato visto che il sole è tondo, e la copertura del disco completo in una sola ripresa. Global shutter contro rolling shutter si è rivelato irrilevante in pratica, e il supporto tilt integrato e la regolazione dell’offset sono comodità gradite, con le fotocamere Player One che offrono il tilt integrato.

Oltre alle fotocamere: un filtro continuum da 540nm fa una differenza notevole in luce bianca, un Herschel wedge di qualità batte generalmente un filtro broadband frontale su un rifrattore (sia i wedge Lunt sia quelli Baader sono raccomandati), i telescopi etalon in stile Lunt non hanno bisogno di un filtro UV/IR cut, scattare i flat con un flat cap migliora l’uniformità di luminosità, e la finestra migliore per l’imaging è di solito subito dopo l’alba, prima che il sole scaldi il paesaggio. Un buon seeing rimane il fattore singolo più importante, sopraffando qualsiasi scelta di attrezzatura.

Conclusione

La fotocamera solare giusta dipende da come scattate. Per l’hydrogen alpha a f/7 nativo e ingrandimenti bassi, una fotocamera basata sull’IMX290 offre il dettaglio più nitido, se accettate i mosaici per i dischi completi. Per il lavoro sul disco completo in singola esposizione e a 2.5x, la IMX533 è la performer forte più comoda. E per l’alto ingrandimento con seeing eccellente, le fotocamere IMX174 restano il riferimento. Abbinare la dimensione dei pixel al rapporto focale è la lezione che cambia tutto.