Porównanie najlepszych kamer słonecznych: cztery kamery astro testowane w paśmie hydrogen alpha i świetle białym

Wstęp

Wybór kamery do fotografii słonecznej jest bardziej subtelny, niż sugeruje większość kart katalogowych. Cel jest prosty: ustalić, która kamera najlepiej pasuje do teleskopów takich jak refraktor hydrogen alpha 100 mm f/7 oraz większe refraktory pracujące w świetle białym, obejmując zarówno pełną tarczę Słońca, jak i zbliżenia protuberancji oraz detali powierzchni.

Podejście łączyło teorię z testami w terenie. Te same kamery były wymieniane przy każdej kombinacji ogniskowej, z soczewkami Barlowa 1.75x, 2.5x i 4x, rejestrując pełne tarcze oraz ciasne kadry protuberancji i detali powierzchni. Każde ujęcie wykonano w Sharpcap Pro, jako 16-bitowy plik SER, z ekspozycją 10 ms i wzmocnieniem ustawionym na 75% histogramu (czasem krótsze ekspozycje w świetle białym). AutoStakkert wybierał 200 najlepszych klatek z 2 000, flaty robiono klapką Daystar flat cap, a identyczne ustawienia stosowano w ImPPG przez kilka dni o zróżnicowanej seeingu.

Jak parametry kamer przekładają się na Słońce

Rozmiar pikseli matrycy okazał się decydującym parametrem. Sprawność kwantowa jest dość podobna we wszystkich popularnych matrycach słonecznych i nie stanowi istotnego wyróżnika, a choć globalna migawka jest często chwalona, wyniki z praktyki wskazują, że wybór między migawką równoległą a globalną ma znacznie mniejsze znaczenie, niż się powszechnie twierdzi. Natomiast pojemność pełnej studni (full well) naprawdę ma znaczenie dla kontrastu na Słońcu.

Zasada dopasowania sprowadza się do ogniskowej podzielonej przez apertura, przy czym dąży się do współczynnika próbkowania trzykrotnie większego od rozmiaru piksela (skalowanego długością fali: 0,656 mikrometra dla hydrogen alpha, 0,54 dla światła białego). W praktyce oznacza to, że małe piksele pasują do małych wartości przysłony, a większe piksele do dłuższych ogniskowych. Zawsze aktualna uwaga bezpieczeństwa: nigdy nie patrz na Słońce bez odpowiedniego filtra słonecznego lub dedykowanego teleskopu słonecznego i pamiętaj, że filtr etalon hydrogen alpha nie jest filtrem słonecznym.

ZWO ASI174MM (IMX174)

ASI174MM od dłuższego czasu jest faworytem do pracy ze Słońcem i słusznie, zwłaszcza przy dużych powiększeniach. Przy f/28 z 4x Power Mate, IMX174 okazała się zdecydowanym zwycięzcą, dokładnie zgodnie z teorią. Kombinacja refraktora f/7, Power Mate 4x i tej kamery zaowocowała nawet Astronomy Picture of the Day.

Haczykiem są piksele 5,86 mikrona, które są po prostu za duże dla natywnego zestawu f/7. Przy pełnej tarczy w hydrogen alpha na f/7 ta kamera uplasowała się na ostatnim miejscu, nie z winy samej kamery, lecz dlatego, że jest optycznie źle dopasowana przy niskich wartościach przysłony. Błyszczy, gdy stabilny seeing pozwala na duże powiększenia — to sytuacja rzadka, ale spektakularna, gdy się zdarzy.

QHY5III174M (IMX174)

QHY5III174M używa tej samej matrycy Sony IMX174 co odpowiednik ZWO, i w testach obie zachowywały się niemal identycznie. Warto to podkreślić: nawet przy identycznych matrycach producenci kamer nie zawsze włączają te same funkcje matrycy, mogą dodawać pamięć i różnią się formą oraz dodatkami, takimi jak regulacja tilt — więc kamery z tą samą matrycą nie są automatycznie identyczne.

Podobnie jak jej siostra, ta kamera zajęła miejsce na dole lub w jego okolicach przy natywnym f/7 i z soczewką Barlowa 1.75x, remisowała w środku stawki przy 2.5x, a rozkręciła się przy f/28 z Power Mate 4x. Jeśli Twoja konfiguracja słoneczna pracuje przy długich efektywnych wartościach przysłony, to właśnie ta rodzina matryc jest warta uwagi.

Player One Saturn (IMX533)

Player One Saturn, zbudowany wokół matrycy IMX533, okazał się najwygodniejszym kamerą uniwersalną do pracy z pełną tarczą. Z około 9 megapikselami na kwadratowej siatce pikseli 3,76 mikrona obejmowała całe Słońce w jednej ekspozycji z zapasem na kadr protuberancji i konsekwentnie dawała bardzo ładne obrazy za jednym razem.

Przy f/7 z Power Mate 2.5x zajęła pierwsze miejsce zarówno w hydrogen alpha, jak i w świetle białym, zgodnie z teorią. Ma też o około 50% większą pojemność pełnej studni niż IMX290 i czterokrotnie wyższą rozdzielczość. Jej jedyna słabość: przy pełnym rozmiarze matrycy liczba klatek na sekundę spada do około 29 fps, a mimo to ta kombinacja nadal dawała jedne z najlepszych ujęć pełnej tarczy, bo szersze pole i inne cechy kamery to rekompensują.

Player One Mars-C (IMX290)

Mars, oparty na matrycy IMX290 z pikselami 2,9 mikrona, był najostrzejszym wykonawcą przy natywnym f/7, dokładnie tak, jak przewiduje teoria. W hydrogen alpha przy małych powiększeniach zajął pierwsze miejsce, dostarczając najwięcej detali ze wszystkich przetestowanych kamer. Haczykiem jest kadr: pełna tarcza Słońca wymaga mozaiki z pięciu lub sześciu kadrów, co jest wolniejsze i bardziej podatne na błędy niż pojedyncze ujęcie.

Z soczewką Barlowa 1.75x zajęła pierwsze lub drugie miejsce, ale traciła wraz ze wzrostem przysłony, kończąc ostatnia przy f/28. Warto też odnotować wbudowany mechanizm tilt w kamerach Player One, bo regulacja tilt pomaga ograniczyć pierścienie Newtona w systemach double-stack hydrogen alpha.

Wyniki w praktyce przy każdej wartości przysłony

Wzorzec w hydrogen alpha i świetle białym był zaskakująco spójny. Przy natywnym f/7 prowadziła IMX290, tuż za nią z wygodą pojedynczego kadru plasowała się IMX533, a IMX429 i IMX174 gubiły tempo. Przy f/12.25 z soczewką Barlowa 1.75x na czoło wysunęły się IMX533 i IMX429. Przy f/17.5 z Power Mate 2.5x przewagę miała IMX533. Przy f/28 z Power Mate 4x zdecydowanie najlepsza była IMX174.

Uwaga o nowszej matrycy IMX462: dzieli z IMX290 liczbę klatek na sekundę, rozdzielczość, rozmiar piksela i przetwornik ADC, ma wyższą QE i nieco niższy szum odczytu, ale znacznie mniejszą pojemność pełnej studni — około pięć razy gorszą. Do zastosowań mono przy Słońcu, gdzie jej przewaga w bliskiej podczerwieni nie ma znaczenia, IMX290 może być nadal lepszym wyborem, choć wymagałoby to potwierdzenia testem porównawczym.

Rady zakupowe dla szukających kamery słonecznej

Kilka kryteriów jest kluczowych. Wybierz mono, nie kolor, bo hydrogen alpha to jedna długość fali, a mono daje lepszą czułość i więcej detali. Dopasuj rozmiar piksela do swojej przysłony — to najważniejsza decyzja techniczna. Priorytetem jest liczba klatek na sekundę: trzymaj ekspozycje na poziomie 10 ms lub krótszych, aby zamrozić seeing, i celuj w co najmniej 60 fps, gdzie to możliwe, choć wolniejsze ujęcie pełnej tarczy może wygrać innymi zaletami. Koszt to kwestia osobista, ale kup najlepszą kamerę, na którą Cię stać.

Przydatne dodatki to hojna pojemność pełnej studni (można argumentować, że kluczowa dla kontrastu), kwadratowa matryca, bo Słońce jest okrągłe, i objęcie pełnej tarczy jednym kadrem. Migawka globalna kontra równoległa okazała się w praktyce bez znaczenia, a wbudowana regulacja tilt i offset to miłe udogodnienia, przy czym kamery Player One oferują wbudowany tilt.

Poza kamerami: filtr continuum 540 nm robi ogromną różnicę w świetle białym, porządny klin Herschela zwykle bije przedni filtr szerokopasmowy na refraktorze (polecane są zarówno kliny Lunt, jak i Baader), teleskopy z etalonem w stylu Lunt nie potrzebują filtra UV/IR cut, robienie flatów klapką poprawia równomierność jasności, a najlepsze okno do zdjęć to zwykle czas tuż po wschodzie, zanim Słońce rozgrzeje krajobraz. Dobry seeing pozostaje najważniejszym czynnikiem, ważniejszym niż jakikolwiek wybór sprzętu.

Podsumowanie

Właściwa kamera słoneczna zależy od tego, jak fotografujesz. Przy natywnym f/7 w hydrogen alpha i małych powiększeniach kamera oparta na IMX290 da najostrzejszy detal, jeśli zaakceptujesz mozaiki dla pełnej tarczy. Do pracy z pełną tarczą w pojedynczej ekspozycji i przy 2.5x najwygodniejszym mocnym wykonawcą jest IMX533. A przy dużych powiększeniach w doskonałym seeingu kamery z IMX174 pozostają punktem odniesienia. Dopasowanie rozmiaru piksela do przysłony to lekcja, która zmienia wszystko.